Один из недостатков такой системы состоит в том, что, двигаясь от топливника к дымовой трубе, газы совершают много поворотов и поэтому испытывают значительное сопротивление своему движению. Другой недостаток многооборотных систем – резко неодинаковый прогрев печи на участках первого и последнего канала, а это может привести к растрескиванию кладки. Поэтому применять многооборотную систему обычно не рекомендуется.
При выборе системы каналов надо также учесть, что вертикальная система дымооборотов обеспечивает большую теплоотдачу дымовых газов, а горизонтальная – более надежную тягу, что немаловажно, скажем, при недостаточно высокой трубе.
Из соображений противопожарной безопасности верхняя поверхность перекрытия печи должна располагаться от потолка (обычно делаемого из сгораемых материалов) на расстоянии 55–45 см.
Часть д ы м о в о й т р у б ы, находящаяся между корпусом печи и разделкой у потолочного перекрытия, называется шейкой, ее минимальная высота – три ряда кирпича плашмя.
В шейке печи размещаются задвижки или дымовая вьюшка, с помощью которых перекрывают дымоходы печи после окончания топки. Установка этих приборов ниже уровня перекрытия печи ведет к большой потере теплоты.
Дымовая труба служит для отвода дымовых газов из печи и для создания тяги. Если первая из указанных функций трубы не требует пояснений, то о тяге следует рассказать поподробнее.
Тяга – разряжение в участке канала (в нашем случае – трубе), под действием которого создается поток газа. При естественной тяге, а именно такая тяга создается в печной трубе, движущая сила возникает из-за разности плотностей газов различной температуры. Таким образом, в основном сила тяги зависит от температуры отходящих газов и от высоты трубы. Увеличивать температуру газов экономически невыгодно, поэтому, чтобы улучшить тягу, следует увеличить высоту трубы. Опыт показывает, что расстояние между колосниковой решеткой печи и оголовком трубы должно быть не меньше 5–6 м.
На тягу печи влияет также сопротивление стенок дымового капала движению газов, уменьшить которое можно: сокращением числа дымооборотов печи, увеличением площади сечения дымооборотов и дымохода (напомним, что минимальное сечение – Ѕ х Ѕ кирпича), созданием более гладкой поверхности у внутренних стенок дымооборотов и дымохода.
И наконец, тяга резко снижается, если в кладке печи или дымохода имеются даже небольшие щели (как показывает практика, причина неудовлетворительной тяги чаще заключается в дефектах дымовой трубы, по не топки).
Дымовые трубы бывают трех видов: насадные, опирающиеся на массив печи; коренные, имеющие отдельный фундамент; стенные, встроенные в капитальные стены дома.
Как правило, отопительные да и другие печи, устраиваемые в сельском доме, оборудуются насадной трубой, которая включает в себя уже упомянутую шейку, разделку у потолка, или распушку (рис. 3), стояк в чердачном помещении, разделку у крыши (выдру), оголовок.
Разделка трубы служит для предохранения деревянных конструкции потолка и крыши от возгорания в процессе топки печи. Она представляет собой утолщение стенок дымовой трубы в местах прохождения ее через потолок и крышу. Утолщение выполняется из кирпича, железобетона, или же его роль берет на себя ящик с песком (рис. 4).
Если предполагается, что кухонный очаг или печь будет топиться более трех часов подряд, то необходимо дополнительно теплоизолировать деревянные конструкции потолка от трубы асбестом или войлоком, пропитанным глиняным раствором.
Рис. 3. Распушка из кирпича
Если войлока или асбеста под рукой но окажется, толщину разделки следует довести до 51 см. Толщина стенок стояка не не менее чем Ѕ кирпича.
Между стояком и оголовком трубы выкладывают напуск из кирпича – выдру. Она препятствует попаданию в чердачное помещение дождя и снега через щели между трубой и кровлей. Эти щели закрывают воротником из кровельной стали, пропуская концы листов под выступающие края выдры (рис. 5).
Выбирая высоту трубы и место ее расположения на крыше, следует руководствоваться определенными правилами, чтобы избежать влияния ветра на тягу в дымоходе. Так, высота оголовка зависит от расстояния трубы от конька крыши. Если труба расположена от него на расстоянии до 1,5 м по горизонтали, то она должна быть на 0,5 м выше конька крыши. При расстоянии до конька 1,5–3 м оголовок должен доходить до уровня конька (рис. 6). Как располагать на крыше дома дымовую трубу с несколькими дымоходами, показано на рис. 7.
Рис. 4. Распушки: а – из железобетона; б – в виде ящика с песком: 1 – дымоход; 2 – кирпич; 3 – арматура; 4 – бетон; 5 – стенки ящика (асбоцемент, бетон); 6 – песок
Рис. 5. Кирпичная разделка у крыши – выдра
Рис. 6. Высота дымовой трубы в зависимости от ее удаления от конька крыши
Рис. 7. Положение дымовой трубы ка крыше: 1 – наилучшее; 2 – допустимое; 3 – нежелательное; 4 – весьма нежелательное; 5 – конек крыши
Еще один путь борьбы с действием ветра, способным нарушить тягу в дымоходах, – это соответствующее оформление оголовка трубы. Для этой цели оголовку либо придают особую форму (рис. 8), либо устанавливают на трубе флюгеры или дефлекторы. Флюгеры, имеющие вращающиеся части, из-за коррозии быстро выходят из строя. Поэтому в качестве ветрозащитных устройств лучше использовать дефлекторы, которые осуществляют подсос газов из дымовых труб за счет энергии ветра. Более всего распространены дефлекторы инжекционного типа (рис. 9).
Рис. 8. Противоопрокидывающий оголовок трубы в форме пирамиды: 1 – разделка у крыши;
2 – металлическая облицовка
Рис. 9. Дефлектор конструкции Григоровича: 1 – диффузор; 2 – колпак; 3 – обратный конус
ЭТО ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ
Коэффициент полезного действия
очагов, %
Отопительные печи 80–85
Открытые очаги, камины 10–40
Камины, оборудованные
калориферами 30–80
Кухонные плиты (варочные и
отопительно-варочные) 60–80
Печи-каменки:
одноразовая топка 50–70
непрерывная топка 20–40
Водогрейные печи для бань 35–55
Дровяные котлы, для
центрального отопления:
с верхним горением дров
в топке 40–70
с нижним горением дров
в топке 60–80
Присоединение к одному дымоходу двух печей, как правило, не рекомендуется. Если же такая необходимость все-таки возникает, то нужно, чтобы сечение общего канала было не меньше чем 1 х Ѕ кирпича, а расстояние между обоими вводами в дымоход по высоте канала было не менее 0,75 м (между вводами, расположенными на одном уровне, устраивают рассечку в виде вертикальной стенки высотой не менее 0,75 м, толщиной в кирпич).
Размеры сечения дымового канала зависят как от типа печи, так и от ее теплопропзводительности. Сечение 1 / 2 х 1 / 2 кирпича достаточно для печей с теплоотдачей до 3000 ккал/ч. 1 / 2 х 3 / 4 – для печей с теплоотдачей до 4500 ккал/ч.
При эксплуатации печей часто на внутренней поверхности дымовых труб наблюдается появление конденсата. Со временем конденсат может пропитать кладку насквозь, что потребует перекладки поврежденных участков трубы. Образование конденсата зависит от многих факторов, среди которых: размеры колосниковой решетки, площадь внутренней поверхности печи и толщина ее стенок, влажности применяемого топлива и др.
Следует отметить, что конденсат не образуется, если дымовые газы при выходе из дымооборотов в трубу имеют температуру более 200–250 °C. Проще всего температуру в трубе определять с помощью лучины, помещенной во время топки печи на 30–40 минут в то или иное место трубы. До температуры 150 °C цвет древесины по меняется. Желтизна древесины свидетельствует о том, что температура достигла 200 °C, коричневый цвет соответствует температуре около 250 °C. Почернение древесины говорит о температуре более 300 °C.
КАМИН (ПРЕДЫСТОРИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ)
Камин, пожалуй, один из самых старых видов отопительных приборов. Свое происхождение он ведет от обыкновенного открытого очага – костра, располагавшегося посреди жилища. Дым от костра сначала уходил через щели в крыше, затем стали сооружать специальный дымоход (трубу) из дерева. Впоследствии, чтобы повысить эффективность удаления дыма, над очагом стали располагать дымосборникя, которые из-за высоких температур отводимых газов в непосредственной близости от очага пришлось делать из несгораемых материалов – камня, кирпича, металла. Так возник камин. Известно очень много конструкций каминов: старогерманский, старофранцузский, английский, эстонский, камины-калориферы и т. а. КПД камина невысок – до 10–20 %, так как в отличие от печи он не имеет дымооборотов, и поэтому почти весь нагретый воздух, так и не передав всю теплоту помещению, уходит в атмосферу. Нагрев помещения происходит в основном только в результате лучеиспускания в момент горения топлива.
Так почему же камин все больше и больше привлекает внимание застройщиков? Прежде всего потому, что он украшает помещение и, кроме того, является источником хорошего настроения. При этом камин – великолепное вентилирующее устройство, обеспечивающее быстрое и эффективное проветривание и просушивание помещения, что очень ценится садоводами и дачниками, возвращающимися весной в свой холодный и отсыревший дом.
Рассмотрим устройство одного из самых распространенных каминов – английского, конструкция и соотношения размеров которого являются итогом многовекового опыта (рис. 10).
Рис. 10. Английский камин с прямым дымоходом; А – ширина портала; Б – высота портала; В – глубина топливника; Г – высота задней стенки; Е – ширина задней стенки; Н – высота дымосборника: 1 – корпус камина; 2 – стенки топливника; 3 – тепловая камера; 4 – огнеупорный пол; 5 – задвижка; 6 – прочистка; 7 – отдушина тепловой камеры; 8 – каминная полка
Для улучшения теплоотражающих свойств топливник камина имеет в сечении форму трапеции, и поэтому нагретые боковые стенки его излучают теплоту в сторону помещения.
Задняя стенка топливника поднимается вертикально вверх на 36–38 см и затем, изломившись под углом 20°, образует наклонное зеркало, направляющее тепловое излучение к полу. Зеркало поднимается на 15–20 см выше портала. Над зеркалом располагается дымосборник, имеющий пирамидальную форму. Наличие у дымосборника плоского или лоткообразного пода, образующего «дымовой зуб», и пирамидальная форма дымосборника предотвращают дымление камина из-за опускания в топливник потоков холодного воздуха из дымохода. В районе «дымового зуба», с задней или боковой стороны, устраивают окно для удаления скапливающейся там при чистке дымохода сажи.
Шибер может быть поворотным («баран») или обычным, сделанным в виде традиционной печной задвижки. Лучшее место для поворотного шибера – конец «дымового зуба»; печную же задвижку удобнее располагать в горловине дымосборника или в дымоходе.
Под камина и портал должны быть выше уровня пола – это уменьшит влияние воздушных потоков в комнате на процесс горения топлива. Перед порталом (на 50 см) и по его бокам (на 30 см) устраивают пол из огнеупорного материала (кирпича). Площадь портала должна быть равна приблизительно 1/50 площади помещения. Камин большего размера будет переохлаждать комнату и вызывать сквозняки, малый – не согреет помещение. Площадь пода, в свою очередь, обычно составляет 0.7, а сечение дымохода – 0.1–0.15 площади портала. Подобными соотношениями связаны и другие элементы камина. Эти соотношения приводятся в таблице 1.
Таблица 1
Размеры элементов камина в зависимости от площади обогреваемого помещения, см
Дрова в камине могут сжигаться как на плоском поду топливника, так и в металлической корзинке или на колосниковой решетке, В последнем случае пространство зольника используется не только для сбора золы, но и для дополнительного притока воздуха через решетку, что улучшает процесс горения. В некоторых случаях имеет смысл подавать в топливник воздух не из помещения, а снаружи, хотя бы частично. Разумеется, в таком камине должна быть зольниковая камера. Забирая, например, воздух из подвала, мы существенно улучшим его вентиляцию. Ограничив же приток воздуха из помещения в зону горения, можно уменьшить подсос в него холодного наружного воздуха и этим улучшить температурный режим помещения.
Кроме того, для повышения экономичности камина в его корпусе иногда устраивают специальные тепловые камеры, в которых комнатный воздух дополнительно подогревается от нагретых внешних стенок топливника. Часто теплообменники изготавливают из труб и, когда необходимо, устанавливают в топливник.
Для улучшения тяги трубу камина делают на один метр и более выше конька крыши. Оголовку обычно придают форму пирамиды и защищают его зонтиком из кровельной оцинкованной стали или же устанавливают на нем дефлектор (см. рис. 8).
Камин устраивают не только в доме, но и во дворе. Например, можно построить пристенный камин-гриль, который в отличие от обычного камина имеет открытый топливник и решетку, используемую для приготовления мясных блюд; в нем также предусматривают стойки для котелков и шампуров. Такой гриль делают из железобетона или кирпича (рис. 11). Оригинально смотрится камин-гриль, установленный не у стены, а отдельно, например в зоне отдыха (рис. 12).
Рис. 11. Пристенный камин-гриль Рис. 12. Гриль
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
При подборе материалов, необходимых для строительства печи, следует учитывать их доступность, стоимость, прочность, огнеупорность, коэффициент теплового расширения, устойчивость к коррозии и т. п. Наибольшее применение в печном деле нашли: кирпич, глина, песок, цемент, щебень.
Кладку корпуса печи выполняют полнотелым кирпичом, изготовленным из глины (красный кирпич) или шамота. Трубу же лучше класть из щелевого кирпича. Размер стандартного кирпича 250 х 120 х 65 мм. Масса – 3,5–3,8 кг. В 1 м 3 сплошной кладки укладывается 380 штук кирпича. Используемый для кладки печей кирпич должен иметь марку на сжатие не ниже 100 кг/см 2 при плотности 1800 кг/м 3 . В соответствии с ГОСТ 530-80 на кирпич строительный обыкновенный размеры его могут отклоняться от стандартных по длине на 5 мм, по ширине на 4 мм, по высоте на 3 мм. Кроме того, у каждого кирпича допускаются отбитости углов глубиной до 10–15 мм, а также трещины длиной по постели до 30 мм на всю толщину кирпича (по одной на каждую ложковую и тычковую грань).
Не пригоден для кладки печей кирпич, полученный от разборки стен зданий, сложенных на известковом растворе. Однако для кладки фундаментов и верхних частей дымовых труб его использовать можно.
Для кладки или футеровки топливников печей необходимо использовать огнеупорные шамотные кирпичи, выдерживающие температуру до 1600 °C, или тугоплавкие гжельские или боровические кирпичи с термостойкостыо до 900–1000 °C.
Глина – основной связующий компонент кладочного раствора. В зависимости от содержания в ней песка глина подразделяется на жирную, среднюю и тощую. В жирной глине, например, присутствует до 3 % песка (по массе), в тощей – 15–30 %. Пластичность глиняного теста зависит как от размера частиц глины и песка, так и от соотношения их количеств. Глина средней пластичности усыхает на 6–8 %, тощая – несколько меньше. Перед замесом раствора глину протирают через сетку с отверстиями 3–4 мм.
Песок, необходимый для раствора, должен быть чистым с угловатыми зернами размером не более 1 мм. Для этого его просеивают через сито с отверстиями 1,5 мм. Больше всего подходит кварцевый горный песок, а не речной или морской.
Для приготовления раствора на 1 часть воды (по объему) обычно берут 4 части жирной глины и 8 частей песка. Раствор считается нормальным, если раскатанный из теста руками валик диаметром 1–1,5 см и длиной 15–20 см при растяжений обрывается тогда, когда толщина его в месте разрыва достигает 15–20 % его первоначального диаметра. Другой способ проверки: валик, обернутый вокруг цилиндрического стержня диаметром 4–5 см (например, вокруг обрезка полутора-двухдюймовой трубы), не растрескивается.
Правильно подобранный раствор выдерживает в кладке нагрев до 800–1000 °C, не теряя при этом прочности и не выделяя вредных испарений. Коэффициент его термического расширения такой же, как и у кирпича, что способствует сохранению кладки при многократных циклах нагрева – охлаждения печи. Интересно отметить, что финские руководства по печному делу рекомендуют добавлять в раствор… цемент. Соотношение глины, песка и цемента 3:12:1. Автором рецепт был опробован: результаты очень хорошие, но использовать цементосодержащий раствор для кладки топливника все же не стоит, так как любые примеси снижают его термостойкость. Впрочем, термостойкость снижает и примесь кварцевого песка. Поэтому при кладке топливников его рекомендуют заменять песком, приготовленным из шамота.
1 2 3 4 5
При выборе системы каналов надо также учесть, что вертикальная система дымооборотов обеспечивает большую теплоотдачу дымовых газов, а горизонтальная – более надежную тягу, что немаловажно, скажем, при недостаточно высокой трубе.
Из соображений противопожарной безопасности верхняя поверхность перекрытия печи должна располагаться от потолка (обычно делаемого из сгораемых материалов) на расстоянии 55–45 см.
Часть д ы м о в о й т р у б ы, находящаяся между корпусом печи и разделкой у потолочного перекрытия, называется шейкой, ее минимальная высота – три ряда кирпича плашмя.
В шейке печи размещаются задвижки или дымовая вьюшка, с помощью которых перекрывают дымоходы печи после окончания топки. Установка этих приборов ниже уровня перекрытия печи ведет к большой потере теплоты.
Дымовая труба служит для отвода дымовых газов из печи и для создания тяги. Если первая из указанных функций трубы не требует пояснений, то о тяге следует рассказать поподробнее.
Тяга – разряжение в участке канала (в нашем случае – трубе), под действием которого создается поток газа. При естественной тяге, а именно такая тяга создается в печной трубе, движущая сила возникает из-за разности плотностей газов различной температуры. Таким образом, в основном сила тяги зависит от температуры отходящих газов и от высоты трубы. Увеличивать температуру газов экономически невыгодно, поэтому, чтобы улучшить тягу, следует увеличить высоту трубы. Опыт показывает, что расстояние между колосниковой решеткой печи и оголовком трубы должно быть не меньше 5–6 м.
На тягу печи влияет также сопротивление стенок дымового капала движению газов, уменьшить которое можно: сокращением числа дымооборотов печи, увеличением площади сечения дымооборотов и дымохода (напомним, что минимальное сечение – Ѕ х Ѕ кирпича), созданием более гладкой поверхности у внутренних стенок дымооборотов и дымохода.
И наконец, тяга резко снижается, если в кладке печи или дымохода имеются даже небольшие щели (как показывает практика, причина неудовлетворительной тяги чаще заключается в дефектах дымовой трубы, по не топки).
Дымовые трубы бывают трех видов: насадные, опирающиеся на массив печи; коренные, имеющие отдельный фундамент; стенные, встроенные в капитальные стены дома.
Как правило, отопительные да и другие печи, устраиваемые в сельском доме, оборудуются насадной трубой, которая включает в себя уже упомянутую шейку, разделку у потолка, или распушку (рис. 3), стояк в чердачном помещении, разделку у крыши (выдру), оголовок.
Разделка трубы служит для предохранения деревянных конструкции потолка и крыши от возгорания в процессе топки печи. Она представляет собой утолщение стенок дымовой трубы в местах прохождения ее через потолок и крышу. Утолщение выполняется из кирпича, железобетона, или же его роль берет на себя ящик с песком (рис. 4).
Если предполагается, что кухонный очаг или печь будет топиться более трех часов подряд, то необходимо дополнительно теплоизолировать деревянные конструкции потолка от трубы асбестом или войлоком, пропитанным глиняным раствором.
Рис. 3. Распушка из кирпича
Если войлока или асбеста под рукой но окажется, толщину разделки следует довести до 51 см. Толщина стенок стояка не не менее чем Ѕ кирпича.
Между стояком и оголовком трубы выкладывают напуск из кирпича – выдру. Она препятствует попаданию в чердачное помещение дождя и снега через щели между трубой и кровлей. Эти щели закрывают воротником из кровельной стали, пропуская концы листов под выступающие края выдры (рис. 5).
Выбирая высоту трубы и место ее расположения на крыше, следует руководствоваться определенными правилами, чтобы избежать влияния ветра на тягу в дымоходе. Так, высота оголовка зависит от расстояния трубы от конька крыши. Если труба расположена от него на расстоянии до 1,5 м по горизонтали, то она должна быть на 0,5 м выше конька крыши. При расстоянии до конька 1,5–3 м оголовок должен доходить до уровня конька (рис. 6). Как располагать на крыше дома дымовую трубу с несколькими дымоходами, показано на рис. 7.
Рис. 4. Распушки: а – из железобетона; б – в виде ящика с песком: 1 – дымоход; 2 – кирпич; 3 – арматура; 4 – бетон; 5 – стенки ящика (асбоцемент, бетон); 6 – песок
Рис. 5. Кирпичная разделка у крыши – выдра
Рис. 6. Высота дымовой трубы в зависимости от ее удаления от конька крыши
Рис. 7. Положение дымовой трубы ка крыше: 1 – наилучшее; 2 – допустимое; 3 – нежелательное; 4 – весьма нежелательное; 5 – конек крыши
Еще один путь борьбы с действием ветра, способным нарушить тягу в дымоходах, – это соответствующее оформление оголовка трубы. Для этой цели оголовку либо придают особую форму (рис. 8), либо устанавливают на трубе флюгеры или дефлекторы. Флюгеры, имеющие вращающиеся части, из-за коррозии быстро выходят из строя. Поэтому в качестве ветрозащитных устройств лучше использовать дефлекторы, которые осуществляют подсос газов из дымовых труб за счет энергии ветра. Более всего распространены дефлекторы инжекционного типа (рис. 9).
Рис. 8. Противоопрокидывающий оголовок трубы в форме пирамиды: 1 – разделка у крыши;
2 – металлическая облицовка
Рис. 9. Дефлектор конструкции Григоровича: 1 – диффузор; 2 – колпак; 3 – обратный конус
ЭТО ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ
Коэффициент полезного действия
очагов, %
Отопительные печи 80–85
Открытые очаги, камины 10–40
Камины, оборудованные
калориферами 30–80
Кухонные плиты (варочные и
отопительно-варочные) 60–80
Печи-каменки:
одноразовая топка 50–70
непрерывная топка 20–40
Водогрейные печи для бань 35–55
Дровяные котлы, для
центрального отопления:
с верхним горением дров
в топке 40–70
с нижним горением дров
в топке 60–80
Присоединение к одному дымоходу двух печей, как правило, не рекомендуется. Если же такая необходимость все-таки возникает, то нужно, чтобы сечение общего канала было не меньше чем 1 х Ѕ кирпича, а расстояние между обоими вводами в дымоход по высоте канала было не менее 0,75 м (между вводами, расположенными на одном уровне, устраивают рассечку в виде вертикальной стенки высотой не менее 0,75 м, толщиной в кирпич).
Размеры сечения дымового канала зависят как от типа печи, так и от ее теплопропзводительности. Сечение 1 / 2 х 1 / 2 кирпича достаточно для печей с теплоотдачей до 3000 ккал/ч. 1 / 2 х 3 / 4 – для печей с теплоотдачей до 4500 ккал/ч.
При эксплуатации печей часто на внутренней поверхности дымовых труб наблюдается появление конденсата. Со временем конденсат может пропитать кладку насквозь, что потребует перекладки поврежденных участков трубы. Образование конденсата зависит от многих факторов, среди которых: размеры колосниковой решетки, площадь внутренней поверхности печи и толщина ее стенок, влажности применяемого топлива и др.
Следует отметить, что конденсат не образуется, если дымовые газы при выходе из дымооборотов в трубу имеют температуру более 200–250 °C. Проще всего температуру в трубе определять с помощью лучины, помещенной во время топки печи на 30–40 минут в то или иное место трубы. До температуры 150 °C цвет древесины по меняется. Желтизна древесины свидетельствует о том, что температура достигла 200 °C, коричневый цвет соответствует температуре около 250 °C. Почернение древесины говорит о температуре более 300 °C.
КАМИН (ПРЕДЫСТОРИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ)
Камин, пожалуй, один из самых старых видов отопительных приборов. Свое происхождение он ведет от обыкновенного открытого очага – костра, располагавшегося посреди жилища. Дым от костра сначала уходил через щели в крыше, затем стали сооружать специальный дымоход (трубу) из дерева. Впоследствии, чтобы повысить эффективность удаления дыма, над очагом стали располагать дымосборникя, которые из-за высоких температур отводимых газов в непосредственной близости от очага пришлось делать из несгораемых материалов – камня, кирпича, металла. Так возник камин. Известно очень много конструкций каминов: старогерманский, старофранцузский, английский, эстонский, камины-калориферы и т. а. КПД камина невысок – до 10–20 %, так как в отличие от печи он не имеет дымооборотов, и поэтому почти весь нагретый воздух, так и не передав всю теплоту помещению, уходит в атмосферу. Нагрев помещения происходит в основном только в результате лучеиспускания в момент горения топлива.
Так почему же камин все больше и больше привлекает внимание застройщиков? Прежде всего потому, что он украшает помещение и, кроме того, является источником хорошего настроения. При этом камин – великолепное вентилирующее устройство, обеспечивающее быстрое и эффективное проветривание и просушивание помещения, что очень ценится садоводами и дачниками, возвращающимися весной в свой холодный и отсыревший дом.
Рассмотрим устройство одного из самых распространенных каминов – английского, конструкция и соотношения размеров которого являются итогом многовекового опыта (рис. 10).
Рис. 10. Английский камин с прямым дымоходом; А – ширина портала; Б – высота портала; В – глубина топливника; Г – высота задней стенки; Е – ширина задней стенки; Н – высота дымосборника: 1 – корпус камина; 2 – стенки топливника; 3 – тепловая камера; 4 – огнеупорный пол; 5 – задвижка; 6 – прочистка; 7 – отдушина тепловой камеры; 8 – каминная полка
Для улучшения теплоотражающих свойств топливник камина имеет в сечении форму трапеции, и поэтому нагретые боковые стенки его излучают теплоту в сторону помещения.
Задняя стенка топливника поднимается вертикально вверх на 36–38 см и затем, изломившись под углом 20°, образует наклонное зеркало, направляющее тепловое излучение к полу. Зеркало поднимается на 15–20 см выше портала. Над зеркалом располагается дымосборник, имеющий пирамидальную форму. Наличие у дымосборника плоского или лоткообразного пода, образующего «дымовой зуб», и пирамидальная форма дымосборника предотвращают дымление камина из-за опускания в топливник потоков холодного воздуха из дымохода. В районе «дымового зуба», с задней или боковой стороны, устраивают окно для удаления скапливающейся там при чистке дымохода сажи.
Шибер может быть поворотным («баран») или обычным, сделанным в виде традиционной печной задвижки. Лучшее место для поворотного шибера – конец «дымового зуба»; печную же задвижку удобнее располагать в горловине дымосборника или в дымоходе.
Под камина и портал должны быть выше уровня пола – это уменьшит влияние воздушных потоков в комнате на процесс горения топлива. Перед порталом (на 50 см) и по его бокам (на 30 см) устраивают пол из огнеупорного материала (кирпича). Площадь портала должна быть равна приблизительно 1/50 площади помещения. Камин большего размера будет переохлаждать комнату и вызывать сквозняки, малый – не согреет помещение. Площадь пода, в свою очередь, обычно составляет 0.7, а сечение дымохода – 0.1–0.15 площади портала. Подобными соотношениями связаны и другие элементы камина. Эти соотношения приводятся в таблице 1.
Таблица 1
Размеры элементов камина в зависимости от площади обогреваемого помещения, см
Дрова в камине могут сжигаться как на плоском поду топливника, так и в металлической корзинке или на колосниковой решетке, В последнем случае пространство зольника используется не только для сбора золы, но и для дополнительного притока воздуха через решетку, что улучшает процесс горения. В некоторых случаях имеет смысл подавать в топливник воздух не из помещения, а снаружи, хотя бы частично. Разумеется, в таком камине должна быть зольниковая камера. Забирая, например, воздух из подвала, мы существенно улучшим его вентиляцию. Ограничив же приток воздуха из помещения в зону горения, можно уменьшить подсос в него холодного наружного воздуха и этим улучшить температурный режим помещения.
Кроме того, для повышения экономичности камина в его корпусе иногда устраивают специальные тепловые камеры, в которых комнатный воздух дополнительно подогревается от нагретых внешних стенок топливника. Часто теплообменники изготавливают из труб и, когда необходимо, устанавливают в топливник.
Для улучшения тяги трубу камина делают на один метр и более выше конька крыши. Оголовку обычно придают форму пирамиды и защищают его зонтиком из кровельной оцинкованной стали или же устанавливают на нем дефлектор (см. рис. 8).
Камин устраивают не только в доме, но и во дворе. Например, можно построить пристенный камин-гриль, который в отличие от обычного камина имеет открытый топливник и решетку, используемую для приготовления мясных блюд; в нем также предусматривают стойки для котелков и шампуров. Такой гриль делают из железобетона или кирпича (рис. 11). Оригинально смотрится камин-гриль, установленный не у стены, а отдельно, например в зоне отдыха (рис. 12).
Рис. 11. Пристенный камин-гриль Рис. 12. Гриль
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
При подборе материалов, необходимых для строительства печи, следует учитывать их доступность, стоимость, прочность, огнеупорность, коэффициент теплового расширения, устойчивость к коррозии и т. п. Наибольшее применение в печном деле нашли: кирпич, глина, песок, цемент, щебень.
Кладку корпуса печи выполняют полнотелым кирпичом, изготовленным из глины (красный кирпич) или шамота. Трубу же лучше класть из щелевого кирпича. Размер стандартного кирпича 250 х 120 х 65 мм. Масса – 3,5–3,8 кг. В 1 м 3 сплошной кладки укладывается 380 штук кирпича. Используемый для кладки печей кирпич должен иметь марку на сжатие не ниже 100 кг/см 2 при плотности 1800 кг/м 3 . В соответствии с ГОСТ 530-80 на кирпич строительный обыкновенный размеры его могут отклоняться от стандартных по длине на 5 мм, по ширине на 4 мм, по высоте на 3 мм. Кроме того, у каждого кирпича допускаются отбитости углов глубиной до 10–15 мм, а также трещины длиной по постели до 30 мм на всю толщину кирпича (по одной на каждую ложковую и тычковую грань).
Не пригоден для кладки печей кирпич, полученный от разборки стен зданий, сложенных на известковом растворе. Однако для кладки фундаментов и верхних частей дымовых труб его использовать можно.
Для кладки или футеровки топливников печей необходимо использовать огнеупорные шамотные кирпичи, выдерживающие температуру до 1600 °C, или тугоплавкие гжельские или боровические кирпичи с термостойкостыо до 900–1000 °C.
Глина – основной связующий компонент кладочного раствора. В зависимости от содержания в ней песка глина подразделяется на жирную, среднюю и тощую. В жирной глине, например, присутствует до 3 % песка (по массе), в тощей – 15–30 %. Пластичность глиняного теста зависит как от размера частиц глины и песка, так и от соотношения их количеств. Глина средней пластичности усыхает на 6–8 %, тощая – несколько меньше. Перед замесом раствора глину протирают через сетку с отверстиями 3–4 мм.
Песок, необходимый для раствора, должен быть чистым с угловатыми зернами размером не более 1 мм. Для этого его просеивают через сито с отверстиями 1,5 мм. Больше всего подходит кварцевый горный песок, а не речной или морской.
Для приготовления раствора на 1 часть воды (по объему) обычно берут 4 части жирной глины и 8 частей песка. Раствор считается нормальным, если раскатанный из теста руками валик диаметром 1–1,5 см и длиной 15–20 см при растяжений обрывается тогда, когда толщина его в месте разрыва достигает 15–20 % его первоначального диаметра. Другой способ проверки: валик, обернутый вокруг цилиндрического стержня диаметром 4–5 см (например, вокруг обрезка полутора-двухдюймовой трубы), не растрескивается.
Правильно подобранный раствор выдерживает в кладке нагрев до 800–1000 °C, не теряя при этом прочности и не выделяя вредных испарений. Коэффициент его термического расширения такой же, как и у кирпича, что способствует сохранению кладки при многократных циклах нагрева – охлаждения печи. Интересно отметить, что финские руководства по печному делу рекомендуют добавлять в раствор… цемент. Соотношение глины, песка и цемента 3:12:1. Автором рецепт был опробован: результаты очень хорошие, но использовать цементосодержащий раствор для кладки топливника все же не стоит, так как любые примеси снижают его термостойкость. Впрочем, термостойкость снижает и примесь кварцевого песка. Поэтому при кладке топливников его рекомендуют заменять песком, приготовленным из шамота.
1 2 3 4 5