Строим экономную печь

Мода на старинные интерьеры, печи и камины, на натуральные материалы сегодня распространена неспроста. Человек все чаще задумывается, а не напрасно ли он так быстро и безоглядно уходит от веками копившегося народного опыта в машинно-индустриальное, практично-синтетическое будущее. Может быть, кое-что все же захватить с собой?

Современные технологии и материалы позволяют быстро построить жилье, провести коммуникации: электроэнергию, водоснабжение, отопление. Вот только стоят все эти удобства все больше и больше, да к тому же, и закончиться могут вскоре.

Ситуация, сложившаяся на сегодняшний день на рынке энергоносителей, катастрофическое сокращение запасов природного газа, нефти и угля, заставляют искать альтернативные источники энергии – новые или хорошо забытые старые. Таким «запасным вариантом» или способом экономии затрат на отопление жилища может стать обычная дровяная печь. А чтобы она была эффективна, чтобы как можно меньше тепла вылетало в трубу, стоит воспользоваться знаниями предков, которые умели из природных материалов строить экономные печи.

Итак, технология устройства «теплой» печки из копилки народного опыта.

Закладывается фундамент печи обязательно ниже расчетной глубины промерзания грунта. Фундамент должен быть «скользким» и не иметь никакой связки с домом. Несоблюдение этих условий ведет к разрушению, растрескиванию, потере тепла в доме.

Главный враг любого фундамента – вода. При замерзании она разрывает даже чугун. А если насыщенный влагой грунт смерзнется с бетонным столбом фундамента, то сила выталкивания составит до 25 тонн на квадратный метр боковой поверхности. Итак, чтобы грунт ушел зимой вверх, не задевая фундамента печи, поверхность его должна быть «скользкой». Этого можно достичь, используя полиэтилен и отработанное машинное масло. Склеить двойной полиэтиленовый мешок по размеру фундамента печи, вставить в траншею, между мешками пролить машинное масло, а внутренний мешок залить жидким бетоном, добавить затем бутовый камень, бой кирпича, шлак и пр.

Для сохранения тепла в доме надо выполнить двойную гидроизоляцию фундамента печи. Первый слой гидроизоляции располагают на уровне границы «грунт – воздух» - надо закрыть доступ влаги из грунта в вышележащий массив фундамента. Второй слой – на уровне пола, чтобы влага из пространства под полом не попала в массив основания печи.

Гидроизоляцию укладывают из двух слоев рубероида по стяжке из цементного раствора состава 1:2. Поверхность фундамента печи также покрывают цементной стяжкой.

Одним из способов получить дополнительное тепло от печи – поставить ее на шанцы, то есть отделить печь от фундамента пустым пространством. Можно ставить печь на кирпичные столбы-полосы или на ряд труб (желательно, диаметром 100 мм).

Сооружать печь лучше всего из тщательно отсортированного глиняного красного кирпича. Нельзя применять для кладки печей недожженный или пережженный обыкновенный глиняный кирпич. Перед кладкой кирпич вымачивают в воде до полного насыщения влагой – пока не прекратится выделение из него пузырьков воздуха. Не вымоченный глиняный кирпич плохо сцепляется друг с другом.

Основной вяжущий материал – глина. Она обязательно используется при изготовлении раствора для кладки массива печи или камина. Прочность и качество кладки зависят от жирности, пластичности, усушки, максимальной температуры плавления и спекания глины.

Замечено, что «теплая» глина – это та, что полежала под дождями, снегом, выморожена стужей и высушена солнцем. А для этого нужно, чтобы она находилась минимум два года вне места добычи. За это время она становится однороднее, с ней легче работать, печи получаются прочнее, «теплее».

Песок, добавляемый в раствор, должен быть мелким. Тогда швы получатся наиболее тонкими, а кладка – наиболее прочной. Состав раствора для кладки печи в объемной дозировке берут 1:1. Песка может быть больше в зависимости от жирности глины.

Лучшей водой для использования в кладке печей считается дождевая, снеговая и речная. Это вода «теплая».

В печной раствор – глина плюс песок – добавляют на 4-5 ведер песка один мастерок цемента. При такой добавке швы получаются толщиной 4-5 мм, а чем тоньше швы, тем печь теплее. Но это раствор «холодный».

Если вместо песка использовать мелкий просеянный шлак, получим «теплый» раствор. А «горячий» выйдет, если на одно ведро «теплого» добавить 1,5-2 стакана металлических опилок (лучше медных или бронзовых) диаметром до 2 мм. В старину на таком растворе выкладывались кузнечные горны – при минимуме топлива максимум жара.

При устройстве зольника, или поддувала, предназначенного для сбора золы, шлака и, что важно, для обеспечения доступа воздуха, участвующего в процессе горения, важны габаритные размеры. Они должны быть такими, чтобы приток воздуха обеспечивал сгорание топлива, и чтобы вмещалось суточное поступление золы.

Колосниковая решетка должна иметь форму квадрата и устанавливаться с уклоном к топочной дверке. Это способствует отделению пламени от дыма и полному сгоранию топлива, удаленного от топочной дверцы. От колосниковой решетки к стенкам топки выкладываются откосы, что помогает углю скатываться на колосники и дожигаться.

Габариты топливника должны соответствовать топливу, которое планируется использовать. Например, для дров глубина топливника должна быть не менее 350 мм, а высота – не менее 420 мм.

В топочной камере есть так называемый мертвый угол – это часть топки от основания печи до пода опускного канала по горизонтали. Его устранение повышает прирост тепла. Для этого нужно использовать теплоемкие материалы, такие как куски битого чугуна, гончарных изделий, некондиционные электроизоляторы, щебень, гравий. Благодаря постепенной отдаче накопленного этими предметами тепла, «мертвый угол» превращается в «горячий угол».

Для ускорения и увеличения теплоотдачи печи можно устанавливать металлические трубчатые нагреватели. Внутрь вертикальных дымооборотов вставляют металлические бесшовные трубы диаметром 60-70 мм, загнутые внизу и вверху. Концы труб выходят наружу. Их можно при необходимости прикрывать съемными крышками на цепочке. Такие трубы можно поставить в двух-трех дымооборотах по одной. Трубы начинают давать тепло прежде, чем нагреется кирпич.

Повышают эффективность печи тепловые ловушки (тепловые карманы). Для горячих газов естественным является движение вверх. Поэтому, двигаясь по горизонтальным каналам, более горячие газы удерживаются под перекрытием канала, прижимаясь к нему. Как дополнительный аккумулятор тепла на внутренней поверхности печи можно применить контрфорсы – их делают в виде выступов или ребер. Также для этой цели внутри системы газооборотов устраивают массивную стенку (при толщине наружных стенок щитка в ¼ кирпича).

При растопке печи отходящие газы имеют низкую температуру и, вступая в контакт с увеличенной тепловоспринимающей поверхностью, выделяют конденсат и замедляют свое движение. От этого ослабевает тяга. С течением времени конденсат пропитывает печную кладку насквозь, она отсыревает и быстро разрушается.

Чтобы избежать этого, необходимо предусмотреть короткий путь для отходящих газов при растопке, так называемый «летний ход». По этому пути продукты горения не попадают в систему газооборота, а направляются прямо в дымоход. Как только установится стабильное горение, отрывают ход в систему газооборота, а «летний ход» перекрывают. Это весьма надежный метод борьбы с конденсатом. А утепление дымохода на чердаке и вовсе позволит забыть об этой проблеме.

Даже если вам не нужна в печи духовка, установите ее – она будет выполнять роль искрогасительной системы.

Дополнительными тепловыми точками печи могут стать генераторы теплоты – различные сваренные из труб змеевики или полые коробчатые конструкции.

Для эффективности печи важна рациональная система дымооборотов, основной функцией которых является удержать горячие газы, поступающие из топливника, чтобы они, двигаясь по каналам или камерам, отдавали тепло кирпичной кладке. Схем дымооборотов несколько: последовательная, параллельная, бесканальная. Бесканальная (колпаковая) система более совершенна в теплотехническом отношении. Ее основное преимущество – незначительное внутреннее сопротивление потоку газовой среды. Колпаковые системы бывают камерные, с перегородками (рассечками), с контрфорсами.

Наибольший интерес представляет система дымоходов прямоточного типа, описанная в книге Ю. П. Соснина и Е. Н. Бухаркина «Бытовые печи, камины и водонагреватели».

Хорошая печь – та, при сооружении которой учтены «золотые правила» печника:

• тепловоспринимающая поверхность тщательно выровнена, толщина швов рядов кладки не превышает 5 мм, расширения, сужения и повороты имеют плавные очертания;
• площадь поверхности теплоотдачи печи равна площади поверхности тепловосприятия, то есть сбалансирована;
• обеспечена хорошая аэродинамика печи, то есть постоянная тяга, которая достигается высотой трубы не менее 5 м от топки и скоростью движения воздуха 1-2 м/с.

Огромное значение для эффективной работы печи имеет расположение оголовка трубы на крыше:

• верх трубы должен находиться на полметра выше конька кровли, если сама труба отдалена от конька по горизонтали на 1,5 м и менее;
• при расположении трубы на расстоянии 1,5-3 м от конька ее верх может находиться на одном с ним уровне;
• верх трубы должен быть не ниже линии, проведенной от конька кровли вниз под углом 10 град. к горизонту, если труба выведена на расстоянии более 3 м от конька.

Экономность печи зависит также от ее правильной эксплуатации и обслуживания. Так, очень сильно на теплоотдачу влияет сажа, постоянно накапливающаяся на стенках печи и в дымоходах. Если толщина слоя сажи превышает 3 мм, полезная теплоотдача снижается наполовину.

Отделка печи также важна для ее экономичности. Если для вас на первом месте не эстетика, а эффективность, воспользуйтесь старинными способами отделки. Штукатурить печь нужно глиняным раствором с добавлением небольшого количества цемента. Оптимальна консистенция сметаны. Наносить раствор необходимо на горячую поверхность.

Для беления печей раньше использовали мел, растертый с водой и разведенный на молоке с добавлением яичного белка. Трещины в печи также замазывали не глиной, а тем же мелом, густо замешанным на молоке. Правильно выполненная побелка не трескалась и не осыпалась.

Печь, сложенная по всем правилам древнего печного ремесла, может и не заменит полностью более технологичные способы отопления жилища, но позволит значительно сэкономить энергоресурсы, что немаловажно в сегодняшних экономических условиях. А, кроме того, потрескивание поленьев в настоящей дровяной печке принесет в ваш дом особое тепло и уют.

Возможно интересно - как сделать биокамин своими руками.