Строение печей

Основные элементы печи (рис. 2)– это топливник и система дымооборотов (конвективная система). По расположению элементов вся конструкция условно делится на подпотолочную и надпотолочную. Подпотолочная часть – это все элементы, которые располагаются ниже топливника: фундамент, гидроизоляция, поддувало (зольник) и шанцы.

Расположение основных элементов печи: 1 – шанцы; 2 – подтопочный канал нижнего обогрева; 3 – топливник; 4 – хайло (проем, соединяющий топочную камеру с конвективной системой); 5 – чистки; 6, 7 – задвижки; 8 – дымоход; 9 – разделка; 10 – перекрытие; 11 – теплоизоляция; 12 – выдра; 13 – дымовая труба; 14 – перекрыша; 15 – душники; 16 – конвективная система; 17 – камера; 18 – свод; 19, 21 – дверки; 20 – решетка; 22 – поддувало (зольник); 23 – гидроизоляция; 24 – теплоизоляция(подсобный материал)

Элементы надпотолочной части – это система дымоооборотов, воздушная и варочная камеры, каналы вытяжки, дымовая труба и т. д. Они располагаются выше топливника.
Топливник
Топливник представляет собой камеру для сжигания топлива. Часто его называют просто топкой. Топливник должен сохранять высокую температуру в зоне горения и вмещать не менее 3/4 твердого топлива, необходимого для одного отопительного процесса. Конструкция топливника должна обеспечивать равномерный доступ воздуха к горящему топливу. Учитывая то, что, прогорая, топливо дает угли, которые вовсе не способствуют нормальной работе печи, был создан такой элемент, как колосниковая решетка, или колосник.
Колосниковая решетка представляет собой обычную стальную решетку с различной частотой расположения прутьев для каждого вида топлива. Так, частота решетки для сжигания торфа и кизяка составляет примерно 10 мм. Для сжигания каменного угля используются решетки, состоящие из 4-сантимитровых стальных пластин, что предотвращает прогорание решетки, ведь температура горения угля гораздо выше, чем, к примеру, дерева, и улучшает приток воздуха в топливник. Располагается колосниковая решетка между топливником и зольной камерой, примерно на 1–2 ряда кладки ниже топочной дверцы. Очень часто колосник имеет небольшой наклон вперед.
При выборе размеров топливника руководствуются прежде всего предполагаемой максимальной теплоотдачей печи и видом используемого топлива.
Вот несколько примеров (топливо – древесина):
12–15 см – 1000 ккал/ч;
25–27 см – 3000 ккал/ч;
до 50 см – 3000 ккал/ч.
Для упрощения процесса кладки печи длина и ширина топливника должны быть кратными размерам кирпича. Внутреннюю часть топливника лучше выложить термостойким кирпичом (огнеупорным шамотным, тугоплавким гжельским, боровическим), толщина кладки должна составлять 1/2 кирпича. Такой процесс получил название «футеровка».
Зольная камера
Зольная камера располагается непосредственно под колосниковой решеткой и отвечает за два процесса: накопление золы и поступление воздуха в топку. В зольной камере обычно устанавливают дверцу, которая называется поддувальной. В старых образцах печей вместо дверцы поддувальный шлюз наполовину закрывался обычным кирпичом.



Дымоход – это система каналов, которая соединена с топливником. Благодаря тяге горячие дымовые газы двигаются по дымоходу, отдавая тепло кирпичной кладке, – это и есть основной принцип отапливания. Так как о некоторых принципиальных схемах дымоходов мы уже говорили выше, перечислим лишь основные правила, неукоснительное соблюдение которых поможет вам получить максимальный коэффициент полезного действия от вашей печи.
1. Внутренняя поверхность каналов дымохода должна быть гладкой.
2. Поперечное сечение каналов должно быть достаточно большим, чтобы газы беспрепятственно уходили в дымовую трубу. Обычно размеры канала кратны размерам кирпича – 1/2 х 1/2 или 1 х 1/2 кирпича.
3. Большее количество тепла дымовые газы должны отдавать нижней части печи.
Система овода газов может быть одно– или многооборотной.
Однооборотная система
Такая система отвода дымовых газов подразумевает один подъем и одно опускание теплого воздуха по каналам, при этом система может включать один канал или целую систему параллельных каналов. Превосходство множества параллельных каналов перед одним – это резкое уменьшение сопротивления движению дымовых газов и более равномерное прогревание печных стенок. Но такой дымоотвод гораздо сложнее при построении.
При всех своих положительных качествах, однооборотная система выгодна лишь для печей малых размеров, в противном случае основной нагрев будет приходиться на верхнюю часть конструкции, а это крайне неэффективно.
Многооборотная система
Такая система включает в себя несколько вертикальных или горизонтальных каналов. В отличие от предыдущей системы здесь подъем и опускание горячих дымовых газов происходят многократно, что увеличивает КПД печи. Но есть и недостатки. Основной нагрев приходится на нижнюю часть печи, однако общее нагревание стенок происходит неравномерно, что может повредить целостности кладки в результате перепада температур. К тому же при применении многооборотной системы сильно возрастает сопротивление выходящим газам.
Дымовая труба
Выход отработанных газов в дымовую трубу – это последняя стадия в процессе отапливания. Как вы уже знаете, проходя по каналам, теплый воздух нагревает стенки печи, сам постепенно остывая, вследствие чего создается перепад температур в каналах и образуется разность давлений. Такой процесс называют тягой.
Для улучшения тяги обычно наращивают длину трубы, именно поэтому дымовая труба – самая высокая точка в конструкции печи, ведь вы наверняка заметили, что трубы всегда находятся на крыше домов. 

Кирпичные дымовые трубы( расчет,порядовки, роза ветров)

Очень часто заказывая кладку печи у мастера покупатель не серьезно относиться к фундаменту под печь и дымовой трубе, считая их простейшими элементами которые он и сам лехко сделает. На деле не все так просто кладка печной дымовой трубы требует определенного набора знаний, без которых нормальной работы печи ему не видать. В этой статье мы постараемся подробно разобрать все интересующие нас моменты, такие как высота трубы относительно конька, кладка распушки и выдры, выбор сечения трубы и многое другое.

Итак основной задачей дымовой трубы являеться создание стабильной и достаточной тяги дымовых газов от работающей печи, недопускающей задымления помещений(обратной тяги).  Основным ее показателем являеться высота и площадь дымового канала. Так для расчета сечения трубы у камина мы пользуемся «Шведской формулой«, для слабых печей мощностью до 3,5 Квт используем дымовой канал в пол кирпича(130х130 мм) , для боее мощных печей в 1 кирпич (130х250мм) , при кладке больших «Русских печей» в два кирпича (250х250 мм)-данные размеры приведены для труб средней длины около 4-5 метров.

Строение печной дымовой трубы

Обычно печная труба состоит из 12-13 элементов из которых наиболее сложными и важными являються распушка и выдра.

Кладка трубы на всем протижении выкладываеться с одинаковым сечением дымового канала, внутреняя поверхность канала должна быть максимально кладкой, без соплей и сколов, швы кладки заполняються без пустот. Я рекомендую всю часть трубы начиная от чердачного помещения до колпака вести на цементно-песчаном растворе . В местах соприкосновения распушки с чердачным перекрытием необходимо проложить огнестойкую разделку например из асбеста.

Порядовка выдры и распушки дымовой трубы сечением 270х140 мм

В целом клддка кирпичных труб не требует отдельных порядовок и кладеться везде примерно одинаково с соблюдением общих принципов .

Как видно на схеме при кладке распушки мы добовляем на каждом ряду по 4 см кладки, при этом диаметр дымового канала на всем протяжении имеет одинаковй размер 140х270 мм.

Роза ветров и обратная тяга

При выборе длины дымовой трубы не стоит забывать об направлении ветра в области крыши, и для ее расчета использовать простую формулу приведенную ниже на рисунке.

Данная формула достаточна условна и дает нам основной вывод что верхний край трубы находящийся не дальше полутора метров от конька должен быть не ниже тово самого конька, требование это являеться обязательным и пересмотру не подлежит.

Защита выдры трубы от снега и воды.

Это серьезная достаточно серьезная проблема и на 100% редко бывает осуществима. Для ее защиты чаще всего используют кровельное железо  и герметики как показано на фотографии ниже, но при особенно снежных зимах когда высота снежного покрова достигает 50-70 см , а так же при тепловом расширении метала при смене погоды, частичного намокания массива кирпичной трубы не избежать.

Помимо всего сказоного хотелось бы напомнить читателю что при температуре дымовых газов на выходе из трубы ниже 90% цельсия (чаще всего встречаюющегося при отоплении дома газом) происходит частичная конденсации паров содержащихся в продуктах сгорания. Что в свою очередь вызывает медленное разрушение кладки, в таких случаях рекомендуеться весь массив трубы защищать кровельным железом, чаще всего тем же из которого сделана сама крыша.