Испытание трех русских печей. Твердотопливные отопительные печи. Виды и характеристики

Из всех существующих на данный момент видов кирпичных печей самой эффективной и многофункциональной по праву считается современная русская печь с лежанкой. Ее особый принцип работы выверен веками, оставаясь неизменным и по сей день. При этом старинная конструкция постоянно совершенствуется. В данном материале мы разберем устройство и конструктивные особенности русской печи, а также рассмотрим приемы и способы ее возведения.

Устройство русской печи

Даже в давние времена, когда эти источники тепла использовались повсеместно, найти две одинаковых печки было затруднительно. Один и тот же печной мастер, учитывая пожелания хозяев дома, мог всячески совершенствовать или изменять свое детище.

Однако, принцип действия, придуманный неизвестным мастером и пришедший к нам из тьмы веков, всегда был и остается незыблемым. Способ сжигания твердого топлива, отбора теплоты и отведения дымовых газов в русской печи с лежанкой – единственный в своем роде.

Итак, чтобы понять, как функционирует этот старинный и уникальный обогреватель, следует сперва изучить устройство русской печи. В наше время существует множество проектов печей с различными доработками и усовершенствованиями, но все они основаны на традиционной конструкции, показанной на рисунке:

Все сооружение покоится на фундаменте, отстоящем от ближайшей стены на определенном расстоянии, как правило, - не менее четверти аршина (около 17 см). Габаритные размеры печи соблюдались следующие:

  • ширина — 2 аршина (142 см);
  • длина – 3 аршина (213 см);
  • высота от полов до верха лежанки – 2.5 аршина (178 см).

Нижняя часть строения (опечье) изнутри полая, раньше часто выполнялась из деревянных брусьев, сейчас – только из кирпича. Для доступа в это пространство с лицевой стороны делается специальный проем – подпечек. Его назначение – хранение хозяйственного инвентаря либо складирование и сушка дров. Над подпечком располагается отдельный проем – подшесток. Свод опечья выложен в виде арки из кирпича, которая сверху засыпается любым теплоемким материалом, чаще всего – песком.

Примечание. Своды над проемами в русской печи с лежанкой выкладывались традиционно только из нечетного числа кирпичей.

Поверх засыпки укладывается под и горнило из кирпичей без применения раствора. Дно и свод горнила выполняется с небольшим уклоном (порядка 50-80 мм на всю длину) в сторону входа в топливник – устья. На рисунке, где показана схема печи, хорошо видно, что пространство над наклонной аркой и стенками печи тоже засыпается песком. Только в некоторых местах, на усмотрение хозяев, устраиваются печурки. Это проемы, соседствующие напрямую с горнилом через стенку в полкирпича. Печурки позволяют быстрее прогревать помещение и сушить мелкие вещи.

Над печурками кладут еще 2 ряда кирпича, а потом устраивают лежанку, она располагается прямо над горнилом. Последнее имеет выходное отверстие к шестку – устье, а стенки по бокам от него зовутся щеками. Перед устьем над шестком находится хайло – расширяющийся книзу раструб, куда уходит дым во время работы. Выше построена собственно дымовая труба, в ней для перекрывания канала устанавливается вьюшка с полудверкой и задвижка.

Принцип работы

То, как происходит процесс сжигания топлива и отвода продуктов горения, отображают чертежи русской печки в разрезе, представленные ниже:

Движение газов в русской печи осуществляется не только за счет естественной тяги, создаваемой дымоходом, но и в силу особенностей процесса горения. Холодный воздух из помещения входит в устье, встречаясь по пути с противоположным потоком дымовых газов. При этом они практически не перемешиваются, воздух занимает верхнюю зону прохода, дым – нижнюю. Встретившись в загнетке и устье, потоки обмениваются теплом, как будто работает естественный газовоздушный теплообменник.

Чтобы сложить русскую печь, надо очень хорошо понимать, как проходят все процессы в топливнике. Нагретый воздух поступает в зону горения, а дымовые газы покидают ее через верхнюю зону топки, выходя через устье, хайло и далее, в дымоходную трубу. Но происходит это не сразу, продукты сгорания делают несколько оборотов внутри пространства топливника и дожигаются, максимально отдавая тепло стенкам печки. Это их заставляет делать наклонная конфигурация камеры и наличие порожка, чья роль идентична каминному зубу в больших английских каминах. То есть, в пределах топки организована многоходовая передача газами теплоты без устройства лишних дымовых каналов.

С одной стороны, из-за больших габаритов топливника размер русской печи с лежанкой тоже достаточно велик. А с другой - КПД печи составляет не менее 60%, что является недостижимым показателем для большинства других твердотопливных установок воздушного нагрева. Не говоря уже о способности долго поддерживать температуру и целебных свойствах русской печки.

А еще только в ней можно приготовить поразительно вкусные блюда, только нужно делать это правильно, используя процесс томления после затухания горнила. Наконец, хорошо отделанная русская печь замечательно смотрится даже в современном интерьере.

За долгие годы старинная конструкция прошла ряд модернизаций, в результате появилось множество ее модификаций, например, отопительно-варочная печь с низкой лежанкой. В этом случае хоть и сохранен принцип работы русской печки, но подогрев полатей уже происходит не за счет горнила, а от дымовых газов, проходящих сквозь множество каналов. Данная модификация достаточно сложна в исполнении, особенно для новичков.

Поэтому есть смысл рассмотреть, как производится кладка русской печи с лежанкой и плитой в обычном исполнении. Только здесь источник тепла оборудован еще одной функцией – подогрева воды на хозяйственные нужды. Разберем весь процесс по порядку.

Заложение фундамента

Строительство печей, как и зданий, начинается с устройства фундамента. Определившись с конструкцией, по чертежам выясняют габариты будущей печи и роют яму, чьи размеры должны быть не менее чем на 100 мм больше. Глубина и структура фундаментной плиты зависит от типа грунтов, но обычно землю выкапывают на 250-300 мм. Затем устраивают подушку из щебня толщиной 100 мм и тщательно ее уплотняют. По периметру котлована устанавливается деревянная опалубка.

В современных условиях надежнее всего выполнять фундамент под русскую печь из железобетона. Вначале вяжется каркас из арматуры периодического профиля с ячейкой порядка 150х150 мм. Он устанавливается на место, после чего можно заливать бетон вровень с поверхностью пола. Если бетон изготавливается своими руками, то надо соблюдать такие пропорции:

  • цемент М400 – 1 часть;
  • песок – 3 части;
  • щебень – 7 частей.

Совет. Чтобы получить прочную фундаментную плиту, рекомендуется дно котлована застелить полиэтиленовой пленкой с нахлестом на доски опалубки. Она послужит гидроизоляционным слоем и не даст бетону потерять влагу при наборе прочности.

Обычно бетон набирает максимальную прочность в течении 24 суток, но уже через 3-4 дня можно приступать к кладке, так как прочности бетона уже будет достаточно для восприятия нагрузки от уложенных кирпичей. Для избежание трещин в несущих конструкциях из-за неравномерных деформаций грунта, фундаменты печи и здания луче не связывать между собой. Для выполнения деформационного шва между фундаментами нужно оставить зазор в 20 мм, который можно заполнить просмоленной доской или пенопластом.

Заготовка материалов

Чтобы построить русскую печь с плитой и лежанкой, нужен качественный полнотелый керамический кирпич без сколов и трещин. Количество – не менее 2000 штук без учета возведения трубы, раствора потребуется порядка 100 ведер. Качество последнего не должно вызывать ни малейших сомнений, поэтому лучше всего приобрести готовую строительную смесь в торговой сети, глина из ближайшего оврага точно не подойдет. Кроме этого, необходимы такие элементы и фурнитура:

  • плита чугунная на 2 конфорки;
  • дверца для топки 140 х 250 мм;
  • дверца для поддувала 130 х 130 мм;
  • решетка колосниковая 260 х 280 мм;
  • задвижка с отверстием 260 х 240 мм – 2 шт;
  • вьюшка с отверстием 220 мм;
  • стальной бак для воды 400 х 260 х 280 мм;
  • угловая, полосовая и кровельная сталь.

Порядовка

Застелив фундаментную плиту слоем тепловой и гидроизоляции (можно использовать стальной лист, базальтовый картон и так далее), начинают возведение печи. При работе используется такая схема кладки: подготовленный кирпич опускается в ведро с водой, затем на основание наносится мастерком или рукой слой раствора и на него кладется кирпич из ведра. Далее, двигая его в разные стороны, кирпич притирают, а потом с силой придавливают. Лишний раствор, выбивающийся наружу, удаляют мастерком.

Во время кладки следует постоянно проверять горизонталь, вертикаль и точность выполнения углов. Не забываем измерять и диагонали прямоугольника, они должны быть равными. Здесь применяются такие инструменты:

  • уровень;
  • отвес;
  • угольник;
  • правило;
  • рулетка.

Для выполнения правильной кладки неопытному печнику поможет схема и порядовка русской печи. Ниже представлены чертежи и разрезы печки с лежанкой и порядовые схемы укладки и размещения фурнитуры.

Важно! Раствор для скрепления конструкции применяется везде, кроме пода. Там кирпичи плотно подгоняются один к одному так, чтобы не было перепадов.

Схемы кирпичных рядов

Кладку арочных сводов русской печки производят с помощью специальных деревянных шаблонов – кружал. Их изготавливают заблаговременно в виде каркаса из двух полукруглых щитов с настилом из досок. Получается своеобразная опалубка для кирпича, как показано на рисунке:

Клиновые кирпичи для свода раньше производили в готовом виде, сейчас их приходится нарезать из целых камней. Наилучший вариант – станок с отрезным кругом по камню, на нем отрез получится ровным и точным. Не нарушайте давнюю традицию, используйте для свода только нечетное число камней.

Схема дымохода

Последний этап – строительство дымоходной трубы. Это отдельная наука, и чтобы лучше в ней разобраться, ниже показана схема дымохода для русской печи:

Печной дымоход помимо самой трубы имеет следующие элементы:

  • разделка: нужна, чтобы обеспечить противопожарную изоляцию от деревянного перекрытия дома толщиной в 1.5-2 кирпича;
  • выдра: это узел прохода дымохода сквозь кровлю;
  • оголовок: многоцелевой элемент, улучшающий тягу, обеспечивающий прочность и так далее.

Важной! Кирпич при возведении дымохода устанавливается самой гладкой стороной внутрь, весь раствор из полости трубы тщательно удаляется. Ничто не должно препятствовать хорошей тяге, это важный фактор для нормального функционирования русской печи.

Кладка производится в соответствии со схемой из такого же раствора, что и печь, но только до уровня кровли. Там раствор нужно поменять на цементно – песчаный, устойчивый к условиям внешней среды. Участок дымохода печи, находящийся на чердаке, рекомендуется оштукатурить слоем глины по металлической сетке, чтобы внутри не образовывался конденсат. В идеале стоит утеплить и наружную часть дымохода, например, базальтовым волокном.

Как правильно топить русскую печь

Первым делом печь следует правильно просушить после строительства, здесь нужен кропотливый подход. С утра на колосниках разжигают небольшое пламя и топят 1.5-2 часа. Если печь будет дымить, то это значит, что в трубе надо удалить воздушную пробку. Это делается путем разжигания небольшого огонька из щепок на вьюшке. Процедуру повторяют вечером, и так в течение недели, постепенно увеличивая количество дров.

О том, что печка хорошо высохла, свидетельствует исчезновение мокрых полос на кирпичах и появление однородности цвета. В будущем в конструкции печи могут появится небольшие трещины, которые нужно слегка углубить острым предметом и затем заделать раствором из глины, как показано выше.

Примечание. Если планируется дополнительная отделка русской печи, то ее можно выполнять только после полной просушки.

Ежедневная топка русской печи имеет свои особенности. При розжиге костерок из поленьев раскладывается вблизи устья, а как разгорится – его надо ловко задвинуть в горнило. Тут нужна определенная сноровка, как и в подбрасывании дров. Обычно поленья просто кидают в топку, а потом задвигают в горнило кочергой. Растопку лучше выполнять постепенно, не наваливая много топлива сразу. Сырую древесину стоит предварительно просушить, сложив в подпечье.

Ошибается тот, кто думает, что сделать русскую печь своими руками – это просто. Человеку, несведущему в печном деле, браться за строительство очень не рекомендуется. Более простые печки – голландка, шведка, - и те требуют хоть немного практики. Затевать возведение русской печки лучше всего с помощью мастера, и то не всякий подойдет, а лишь тот, кто успешно выполнял подобную работу.

Классическая русская печка является многофункциональным устройством, которым пользовались наши предки с давних времен. Это обусловлено широким спектром возможностей - обогрев жилища в холодное время года, приготовление вкуснейшей пищи, выпечки и хлеба, согласно старинным традициям, сохранение урожая, благодаря возможности сушки, а также бытовое удобство, выраженное в горячей воде . Конечно, трудно с уверенностью назвать идеальным устройством, не имеющим слабых сторон.

Для успешного приготовления выпечки, пищи или хлеба понадобится определенная сноровка, но это того стоит. Дело в том, что не каждой современной даме удастся справиться с горшками и ухватом. Русскую печь необходимо топить ежедневно, а для этого понадобится значительное количество дров, которые нужно кому-нибудь колоть.

Недостатки


К серьезным недостаткам можно отнести выделение тепла выше пода - около метра от пола. Современные конструкции предусматривают каналы дымооборота в нижней части, что позволяет прогреваться по всей высоте. Для приготовления пищи понадобится внедрить в конструкцию чугунную плиту, которая будет служить варочной поверхностью.

Русская печь, выполненная своими руками, может иметь три типа размеров : 178х124, 231х160 и 213х147 см. Несомненно, норм придерживаться не обязательно, но опыт эксплуатации может показать, что данные габариты являются оптимальными.

Основу печи составляют такие элементы:

  • опечек (подпечье) , основное назначение которого – сушка и хранение дров;
  • печурка холодная - выемка небольших размеров для хранения посуды и другой кухонной утвари;
  • шесток - площадь перед горнилом, место расположения горячего горшка;
  • пол варочной камеры , который имеет небольшой уклон, для удобства передвижения тяжелой посуды (должен быть тщательно отшлифован);
  • варочная камера или горнило – место закладки дров и приготовления хлеба и выпечки. Данный элемент также должен иметь уклон к выходу, благодаря этому происходит скопление горячих газов под потолком, которые отлично прогревают всю площадь печи, в том числе и лежанку;
  • перетрубье - камера, которая располагается над шестком, выше нее размещается дымоходная труба;
  • душник или самоварник - отверстие, которое идет в дымоход и предназначается для присоединения трубы от самовара (данное устройство не является обязательным, но истинные ценители не обходят его стороной);
  • вьюшка - дверка, позволяющая полностью перекрыть дымоход, чтобы температура была неизменной, через нее получить доступ к заслонке в виде металлической пластины, двигающейся горизонтально плоскости и регулирующей тягу;
  • лежанка - поверхность, размещенная с тыльной стороны дымохода, непосредственно над сводом горнила - это одно из преимуществ русской печи, ведь именно здесь можно не только поспать, но и получить оздоравливающий эффект для всего организма, чего никогда не даст электрическая печь или обогреватель.

Читайте также: Как сделать печь на опилках

Наибольшую популярность имеет старая проверенная русская печь, экономная в быту, красиво усовершенствованная, главным отличием которой является прогрев подтопочной части, что позволяет сделать обогрев максимально эффективным и комфортным . Готовить хлеб и выпечку своими руками дома или на даче в такой печи намного удобней, в виду того, что в теплое время года отапливание помещения не требуется из-за температуры на улице, и поэтому печь используется исключительно как варочная поверхность .

Топливо сгорает в маленьком топливнике, а отработанные газы поступают напрямую в дымоход, в отличие от зимнего периода, когда дым проходит по всем каналам, полностью прогревая тело печи. Данная функциональная особенность достигается за счет своевременного снятия и установки заслонки горнила для теплого времени года. Максимальное КПД русской печи достигается за счет внедрения бака для нагрева воды и варочной поверхности.

Именно такие модификации чаще всего встречаются в сельских домах. Такая русская печь, сделанная своими руками, способна прогреть жилище площадью 40 кв.м.

Основные материалы конструкции

Основным материалом для русской печи на даче или в избе является, конечно же, огнеупорный кирпич , который изготавливается из шамотной глины. Он используется для кладки топочной части , где температура достигает максимума. Для реализации остальной конструкции используется керамический кирпич.

Каждая экономка – русская печка или русский камин, оборудованы металлическими или чугунными деталями - всевозможные . Они должны быть заготовлены в определенном количестве, а именно :

  • топочная дверца (250х205 мм.), дверца поддувала 2 ш.т (250х140 мм.), дверка для прочистки 2 шт. (130х140 мм.) и вентиляционная (размер зависит от диаметра трубы дымохода);
  • 380х250 мм;
  • задвижка 3 шт. (140х140, 260х260 и 180х140 мм.);
  • вьюшка (диаметр 230 мм.);
  • заслонка для горнила (450х380 мм.);
  • водогрейная коробка (500х280х120 мм);
  • двух комфорочная плита (400х700 мм.);
  • полоски из стали (1430х25х2, 1000х50х12 мм.).

Для правильной кладки ряда элементов - сводов и арки экономки - необходимы шаблоны, которые должны разбираться без особых усилий и затрат времени. Для их изготовления используются детали из фанеры и дерева .

Особенности приготовления раствора для кладки

, в отличие от обычного, приготавливается своеобразно. Как вариант, можно приобрести готовую смесь в любом строительном магазине - наверняка найдется, если поискать. Но для тех, кто планирует изготовить печь своими руками, этот вариант не подойдет. Раствор для кладки определяется в зависимости от кирпича, который будет использоваться, а именно :

  • Для полнотелого кирпича марки М150 , необходим раствор на основе глины и песка, в соотношении 1 к 2 . Такая же консистенция используется .
  • Для тугоплавкого кирпича понадобится раствор из песка и тугоплавкой глины .
  • Для шамотного кирпича используется огнеупорная глина и в соотношении 1 к 4 .
  • Для монтажа кирпичных труб применяется цементно-песчаный раствор.

Читайте также: Создание мини печи из кирпича

Глина - это мягкая горная порода, используемая не только для кладки. Основным ее назначением является лепка скульптур, производство кафеля и всевозможной посуды. Главное, чтобы сырье было подобрано согласно предъявляемым требованиям: глина может быть жирной , постной и нормальной. Мастерство и опыт печника позволяют определить точное соотношение песка и глины, для получения идеального раствора для кладки. Поэтому пользоваться советами профессионалов крайне необходимо, если принято решение о возведении печи своими руками .

Чтобы проверить качество приготовленного раствора , существует несколько проверенных способов. Самым простым является скатывание тонкого жгутика из глиняного теста и его сгибание. Если радиус изгиба удалось сделать маленьким без растрескивания, то раствор изготовлен идеально. Можно скатать шарик из готового раствора и сжать его между дощечек. Если в момент сжатия на треть диаметра глина развалится, то раствор можно назвать «тощим ». Появление трещин при сжатии в половину диаметра указывает на нормальную жирность раствора. Стоит отметить, что жирный раствор куда лучше «тощего» и на кафеле это ощутимо вдвойне.

Правильный замес


Чтобы выложить русскую печь своими руками в избе или на даче, необходимо около 3,5 м3 готового раствора . Поэтому необходимые ингредиенты берутся в соотношении, указанном выше, и к ним добавляется вода в пропорции 1 к 4 , согласно объему используемой глины. К примеру, 1,2 м3 глины, 0,3 м3 воды и 2,4 м3 песка.

В качестве емкости можно использовать железную бочку или жестяной ящик, в котором глина предварительно замачивается на несколько дней. Затем добавляется песок и перемешивается ногами в высоких сапогах, до момента, когда смесь станет однородной . В виду того, что швы кладки должны быть не более 3 мм. (шамотный кирпич) и не более 5 мм. (обычный кирпич), все крупные части и мелкие камни необходимо удалить из готового раствора .

Экономка и её основание или фундамент

Русская печь для хлеба и выпечки является тяжелым и массивным сооружением, и поэтому отдельный фундамент обязателен. Конечно, электрическая печь сможет помочь в приготовлении хлеба, но вот жилище обогреть вряд ли получится . Именно по этой причине возвести экономку для хлеба в построенном жилище будет проблематично, поэтому лучше спланировать все заранее, иначе придется вносить конкретные изменения в конструкцию полов дома .

Ещё на стадии поиска дома, поставил перед собой цель — покупать дом с русской печью. Прочитал в интернете множество противоречивых отзывов и мнений по поводу русской печи, некоторые книги и статьи. И чем больше узнавал информации, тем крепче было моё желание — иметь в доме русскую печь. Прежде всего, это большое количество блюд, которые можно приготовить в русской печи. Так же не маловажную роль играет эстетическое удовольствие от созерцания живого огня, без необходимости становится на короточки, а сидя в удобном кресле и попивая горячий кофе, чай или в случае сильных морозов — тёплый глинтвейн. Любой, даже самый продвинутый психотерапевт, не даст вам той релаксации и заряда жизненных сил, которые даёт русская печь. Разве только камин может посоперничать в этом плане, но и то, только в том случае, если у вас имеется запас лишних дров.

«Вы не любите кошек? Вы просто не умеете их готовить.»

Пожалуй тоже самое можно и сказать про тех, кому не нравится русская печь. Допускаю, что кому-то просто не повезло и им изначально досталась конструктивно неправильно сложенная печь. Отсюда и разговоры о попадании дыма в жилое помещение, о низком КПД, холодном полу и прочая, прочая, прочая. Но согласитесь, что подобное может сотворить криворукий печник и с «голландкой», «шведкой» и даже буржуйкой.

Не имея до этого, никакого опыта общения с русской печью, лично мне приходится доходить до понимания всех нюансов её души, методом проб и ошибок или по простому — методом научного тыка. Отлично понимаю, что для кого то мои открытия являются очередным изобретением велосипеда, но прошу не судить строго, до недавнего времени полного чайника в этом вопросе.

Так вот, некоторые открытия, которые мне удалось сделать:

Первое и самое важное — помимо души, русская печь обладает и характером. Вы не поверите, но именно русским характером. Про кого говорят, что они долго запрягают, но быстро едут? Тоже самое, в полной мере относится и к русской печи. Она не является тепловым прибором для дачников, посещающих свой дом от случая к случаю. От неё сложно получить быструю отдачу тепла, как например от «шведки», «голландки» и тем более буржуйки. Русская печь требует к себе особого подхода и как мне кажется, именно по этому появилось множество народных примет связанных с предсказанием погоды. Сегодня получить достоверный прогноз на неделю, практически невозможно, но на ближайшие сутки вполне реально. Исходя из полученной информации, необходимо регулировать закладку дров, как по количеству поленьев, их калибру, так и по сортам древесины. Если ожидается резкое похолодание или сильный ветер в окна, я увеличиваю количество поленьев и их размер. Закладываю естественно березовые, как самые жаркие.

Поленья стараюсь подобрать схожие по толщине, степени просушки и менее сучковатые. Что бы прогорали одновременно и давали большое количество углей освобожденных от угарного газа.

После закрытия вьюшки, в зависимости от температуры в помещении, заслонку закрываю сразу, что бы аккумулировать полученное тепло или некоторое время оставляю устье открытым, что бы тепло разошлось по комнате. Затем открываю по необходимости, доводя температуру в помещении до комфортного уровня. Одной протопки из семи-девяти березовых поленьев средней толщины, хватает на сутки поддержания температуры в комнате не ниже +20 градусов, при забортной до -20.

Тем более непонятны разговоры про то, что в помещении где стоит русская печь, нужно ходить в валенках и майке. Да, во время протопки печи, холодный воздух втягивается в помещение за счёт тяги в трубе и в этот момент даже понижается температура в комнате на 2-3 градуса, так как в печь затягивается воздух на уровне пода. Но разве в печах с колосником и зольником воздух берется откуда то из другого места? Там точно так же имеет место подсос холодного воздуха из под пола или через имеющиеся щели. Ведь в комнате со «шведкой» не создаётся вакуум во время её протопки.

Как только закрывается вьюшка у русской печи, температура в комнате моментально повышается. Специально замерял разницу температур после окончания протопки на уровне 1,5м. и на полу. Каждый раз получал результат в 2 градуса. Если для кого то это повод обуваться в валенки, то при чём здесь русская печь?

Поскольку не имею опыта протопки «шведки», то мне сложно судить о разнице в прожорливости печей этих конструкций. По сравнению с «голландкой», дров за сутки уходит ровно столько же. Но при прочих равных условиях, «голландку» нужно топить два раза в сутки, а русскую достаточно только раз. Сосед, топящий свою буржуйку, тоже постоянно вспоминает о прожорливости русской, но вот дров на день, он носит себе ровно столько же, что и я. При этом его труба дымит трижды за день, а моя только ранним утром.))) Тот же вывод можно сделать, ознакомившись с истинным, а не выдуманным КПД русской печи.

Сказки про низкий КПД русской печи

В качестве доказательства несостоятельности слухов о низком КПД, приведу цитату из статьи кандидата технических наук А.Е. Школьника, опубликованную в журнале «Наука и Жизнь» №1 1988г.

«Но все же, несмотря на популярность русской печи, считалось, что печи, которые топят при открытом устье, имеют небольшой кпд: 30...35%. Чтобы выяснить фактическую эффективность русской печи, были проведены специальные испытания. Результаты оказались ошеломляющими - даже русская печь традиционной конструкции показала кпд, равный 68%,то есть сопоставимый с кпд современной твердо-топливной ТЭЦ. А в русской печи с нижним прогревом эффективность использования топлива достигает 80%! »

Несмотря на большой выбор современных систем отопления, твердотопливная каменная печь не собирается сдавать свои позиции. Грамотно сконструированная и качественно сделанная каменная печь может обогреть дом и человека приятным лучистым теплом, в ней можно готовить еду. Такая печь, если в неё встроить теплообменник (регистр), способна нагреть воду для системы ГВС и стать сердцем отопительной системы загородного дома.

Кроме чисто практического применения, каменная печь может стать настоящим украшением даже современного коттеджа. Неудивительно, что многие загородные домовладельцы хотели бы обзавестись такой печью.

Русская печь, печь-голландка, печь-шведка – какую из них предпочесть? Сделать правильный выбор помогут эксперты FORUMHOUSE. Из нашего материала вы узнаете:

  • С чего начать выбор типа каменной печи.
  • Что означает понятие «теплоэффективная печь».
  • Каким требованиям должен отвечать современный дымоход.
  • На что обратить внимание при строительстве отопительно-варочной печи.
  • Чем отличается печь-голландка от печи-шведки.
  • Какие особенности есть у русской печи.

Как правильно выбрать каменную печь

От грамотного, а главное, осознанного выбора типа каменной печи во многом зависит удобство её использования, комфорт и безопасность проживания в доме. Определиться с типом каменной печи нужно ещё на этапе проектирования дома. Недаром у профессиональных печников существует поговорка: «Пляши от печки!».

Если интегрировать относительно лёгкую печь-камин в уже построенный дом ещё можно, то попытка возвести настоящую русскую печь в готовом коттедже зачастую обречена на провал. Сказывается её большая масса и габариты.

Приняв твёрдое решение обзавестись каменной печью, нельзя надеяться на авось. Важно учесть всё: начиная от несущей способности грунта под фундаментом печи, до шага стропил, типа перекрытий, крыши и кровельного покрытия.

Существует несколько наиболее распространённых типов каменных печей: голландка, шведка, русская печь. Чтобы выбрать, надо заранее понять, для каких целей вам нужна каменная печь, в каком режиме она будет эксплуатироваться.

Один вариант, если печь рассматривается только как элемент украшения жилища, но совсем другое, если вам нужен полноценный отопительный прибор. Зачастую в погоне за дизайнерскими «изысками» многие застройщики забывают, что каменная печь должна быть сбалансированной системой, построенной на основе грамотного расчёта, с учётом требований домовладельца.

Например, если дом эксплуатируется только в режиме «дача», с редким зимними наездами, то главное требование к печи – быстрый разогрев и повышенная теплоотдача в первые часы после её растопки. В этом случае нет смысла строить большую и тяжёлую печь повышенной теплоёмкости.

И наоборот, дом под ПМЖ предъявляет другие требования к характеристикам печи. Здесь на первое место выходит её теплоаккумулирующая способность (которая во многом зависит от её массы), а также коэффициент её полезного действия (КПД печи). КПД печи напрямую влияет на экономичность её работы (например, на одной закладке топлива), её энергоёмкость и теплоотдачу.

Оптимально, когда отопительная печь стоит в центре дома. Это позволяет прогревать несколько помещений.

MasterOk Пользователь FORUMHOUSE

Для эффективной эксплуатации печи, в первую очередь, следует рассчитать её размеры. Размеры печи зависят от теплопотерь помещения, где она будет установлена. Для расчёта теплопотерь суммируются все теплопотери, идущие через ограждающие конструкции дома. Для наглядности можно воспользоваться данными из следующей таблицы. В ней приведена зависимость размеров печи от объёма помещения и места его расположения, при высоте потолков 3 м и наружной температуры воздуха - 25°С.

Также важно правильно подобрать дымоход.

Алексей Марковец Руководитель технического отдела компании ШИДЕЛЬ

Необходимый элемент любой печи – это дымоход. На смену популярным кирпичным дымоходам (т.к. они хуже противостоят влаге и кислоте, которая приводит к их разрушению) пришли современные, сделанные из стали и керамики. Такие дымоходы отличаются долгим сроком службы, удобством монтажа и эксплуатации.

Керамический дымоход, при правильной эксплуатации, прослужит столько же, сколько и дом. Стоит учесть, что керамический дымоход из-за большого веса ставится не на саму печь, а монтируется на специальной опоре. Также при выборе дымохода следует руководствоваться следующими правилами:

  • Газоплотность. Конструкция дымохода должна исключать попадание газов в помещение и падения давления в канале.
  • Устойчивость к высокой температуре и коррозийная стойкость, т.к. конденсат в дымоходах содержит кислоты.
  • Высокое термическое сопротивление. Материалы, из которых изготовлен дымоход, должны иметь повышенные теплоизоляционные свойства.
  • Повышенная огнестойкость. Т.к. дымоход проходит через перекрытия и кровлю, его конструкция и используемые при строительстве материалы должны препятствовать распространению огня.

При выборе каменной печи также следует учесть эстетические пристрастия домовладельцев и особенности интерьера помещений . Т.к. в одном случае уместно строительство печи в стиле хай-тек, в другом лучшим выбором станет классическая печь-шведка или настоящая русская печь, облицованная изразцами.

Помимо обогрева помещений, в печи можно готовить еду. Одним из таких вариантов может стать строительство отопительно-варочной печи. При этом необходимо учесть один нюанс. Взять и просто пристроить к обычной печи варочную поверхность – не лучший выбор. И печь будет плохо греть зимой, и готовка превратится в пытку, т.к. в этом случае большая часть тепла от сгорающих дров вместо посуды поглотит тело печи. Накопив энергию, кирпичная кладка рассеет тепло в комнату, в которой и так становится жарко при приготовлении пищи. Летом положение ещё больше усугубится.

Выходом может стать строительство специальной отопительно-варочной печи проверенной конструкции и использование в качестве варочной поверхности чугунной плиты толщиной 6-8 мм. Такая варочная поверхность снабжается конфорками со специальными вкладышами. В процесс приготовления пищи вкладыши можно вынимать и, тем самым, гибко регулировать площадь контакта днища сковороды или кастрюли с огнём и степень их нагрева.

Грамотно спроектированная и построенная отопительно-варочная печь должна хорошо нагревать варочную плиту. При этом сама печь не должна разогреваться до высоких температур. Т.е. часть тепла, выделенного печью, должна концентрироваться на варочной плите, без излишнего рассеивания в помещение.

MasterOk Пользователь FORUMHOUSE

На мой взгляд, сегодня печь в доме это рациональная необходимость. Советую ещё на стадии разработки проекта предусмотреть наличие в печи чугунной плиты. Это станет своеобразной страховкой от любой нештатной ситуации: отключения газа, электричества и т.д. Вы всегда сможете приготовить вкусную и, что самое главное –горячую еду, несмотря на любой катаклизм.

При выборе конструкции каменной печи следует заранее продумать, кто будет её класть. Надо обязательно просчитать финансовую составляющую. В случае самостоятельно строительства, новичку в печных делах нужно выбирать конструкцию печи, которая будет ему по плечу.

  • КПД печи, в зависимости от её назначения (декоративная, отопительная, отопительно-варочная), должен составлять от 40 до 80%.
  • Удобство эксплуатации и безопасность использования. Хорошая печь не должна давать угара в любом режиме эксплуатации и при любом положении задвижек. В идеале печь должна обеспечивать равномерную теплоотдачу не менее 12 часов при однократной закладке топлива.
  • Материал печи, а также её конструкция должны защищать от ожога при кратковременном прикосновении к её поверхности.
  • Использование качественных материалов, обеспечивающих долгий срок службы печи без необходимости её ремонта. Для ориентира, расчётный период эксплуатации печи должен быть равен или превышать срок эксплуатации дома.
  • Помимо эффективности, печь должна обладать эстетической привлекательностью и вписываться в интерьер, а не выглядеть чужеродным предметом. Практика показывает, что технически совершенная конструкция красива и гармонична.

Основные виды каменных печей

«Голландка», «шведка», «русская печь» - каждая из этих них обладает своими особенностями, о которых нужно знать, чтобы сделать правильный выбор.

Печь-голландка

Эта печь известна с ХVI века. Она относится к канальному типу, что напрямую влияет на её теплотехнические характеристики. Главная особенность этой печи заключается в том, что её может самостоятельно сложить (в отличии, например, от русской печи) даже начинающий мастер.

Принцип работы голландки следующий: путь дымогазов в печи специально удлиняется (они идут по специальным каналам). В результате дымогазы отдают большее количество тепла телу печи. Сама печь проста по конструкции, она не отличается большими габаритами. Это обловлено страной её изобретения, т.к. места в голландских домах под большую печь не было. Поэтому нередко печь встраивалась в дом, вытягиваясь на несколько этажей вверх. При этом конструкция получалась хоть и высокой, но не очень тяжёлой (иначе не выдержали бы перекрытия домов тех лет).

Также на теплотехнические характеристики печи-голландки оказал влияние климат Голландии. Оттепель может резко смениться заморозками, с моря может задуть сильный ветер, хотя в целом голландская зима весьма мягкая и непродолжительная. Поэтому жителям требовались печи, способные быстро выходить на рабочий режим при небольшой массе закладываемого топлива.

Результат – голландка быстро прогревается, но, из-за небольшой массы, не отличается высокой теплоёмкостью и быстро остывает.

Резюмировав всё вышесказанное, можно сказать, что голландка подходит на роль дачной печи, т.к. она:

  • Проста по конструкции, имеет сравнительно небольшой вес и отлично вписывается в маленькое помещение.
  • В печь можно встроить варочную плиту и использовать для приготовления пищи.
  • Сложить голландку по силам даже начинающему печнику.
  • Такая печь не разорит: для строительства большой печи-голландки в среднем потребуется 650-700 шт. кирпича. Причём из огнеупорного кирпича нужно выкладывать только топку.
  • Голландка имеет повышенную теплоотдачу, т.н. «быстрый старт», и может обогреть помещение площадью в 50-60 кв.м.
  • Ей не требуется регулярная протопка. Запустить печь можно сразу же после длительного простоя.

Среди недостатков голландки можно отметить:

  • КПД печи редко превышает 40%. Это означает, что рассматривать эту печь в качестве главного отопительного прибора под ПМЖ не стоит.
  • Если не закрыть вьюшку уже протопленной печи, то голландка быстро выстудится, т.к. из-за канального типа холодный воздух мгновенно затягивается печью.
  • Небольшая теплоёмкость приводит к необходимости частой топки печи.

Печь-шведка

Шведка обладает КПД в 60% и выше. По этому показателю она приближается к русской печи. Обладая при этом меньшим весом и, соответственно, материалоёмкостью, шведка может стать хорошим кандидатом на роль отопительной печи в доме под ПМЖ.

Так же, как и у голландки, теплотехнические характеристики печи-шведки объясняются климатом Швеции. Сильные морозы, повышенная влажность, дефицит качественного топлива привели к необходимости конструирования печи, которая:

  • может готовить пишу;
  • может быстро обогреть дом и его жителей в суровую и долгую зиму.

Фишкой печи-шведки стало наличие чугунной духовки, варочной панели и, как вариант, ниши, в которой можно высушить мокрую одежду.

Изначально шведка задумывались именно как отопительно-варочная печь, экономно расходующая топливо. В силу своих конструктивных особенностей, шведка не любит простоя. Будучи выстуженной и набрав влаги, перед регулярной топкой печь нужно обязательно просушить разгонной протопкой.

Шведка предназначена для круглогодичного обогрева и приготовления пищи в доме сравнительно небольшой площади. Оптимальное месторасположение шведки – это центр дома - простенок между кухней и жилыми комнатами. В этом случае часть тепла пойдёт на обогрев кухни, а часть - на обогрев смежных помещений. Дополнительно к печи можно пристроить традиционную для Швеции лежанку. Над ней шведы устраивают кровать, а внизу, в ящиках, хранят вещи для просушки. Также шведку можно совмещать с камином, или встроить регистр для приготовления горячей воды для системы ГВС.

Среди главных достоинств печи-шведки можно отметить: высокий КПД, экономичность работы, быстро прогревается, имеет повышенную теплоотдачу и возможность приготовления еды, обладает небольшими размерами и большой вариативностью конструкции. Шведка может быть и массивной, подчёркнуто грубой, и небольшой, декоративной, отделанной современными материалами или изразцами – под старину.

При всех достоинствах, шведка требовательна к качеству материалов и сложна для самостоятельного изготовления новичку в печном деле.

Русская печь

Русская печь – классика, известная нам на протяжении многих веков. Об этой печи можно сказать, что её конструкция доведена до совершенства. Такая печь может стать украшением любого загородного дома. КПД русской печи превышает 60%, а у особо удачных конструкций может достигать 80%.

Среди главных достоинств русской печи можно выделить её повышенную теплоаккумулирующую способность. Хорошо протопленная русская печь может отдавать тепло 1-2 дня. Сердцем и главным секретом русской печи является её топка. В ней, благодаря особой конструкции, образуется виртуальное подобие сложного дымового канала. В результате большая часть тепла остаётся в печи, а не вылетает в трубу.

В русской печи можно готовить уникальные по своим вкусовым характеристикам и полезности блюда. На ней можно отлично выспаться на т.н. полатях даже за 5-6 часов.

Т.к. источник огня находится в глубине топки, печь обладает повышенной пожаробезопасностью: вероятность, что искры или угли выпадут наружу, крайне мала.

Однако, любому, кто задумал строительство настоящей русской печи, следует знать про её основные особенности.

Печь имеет большие габариты, материалоёмкость, массу и оказывает существенную нагрузку на перекрытие. Сложить качественную русскую печь может далеко не всякий мастер, требуется опыт и соответствующие знания. Совокупность этих факторов приводит к значительному увеличению стоимости такой печи.

Русская печь долго прогревается, поэтому не подходит для дачной эксплуатации, т.к. после длительного простоя ей требуется суточная протопка. Работу печи нельзя автоматизировать. В силу своих теплотехнических характеристик, если русскую печь планируется использовать, как отопительный прибор, то её лучше ставить посередине комнаты, а это отнимает полезное жилое пространство.

Несмотря на эти особенности, с каждым годом растёт число желающих возвести у себя дома русскую печь. Чтобы такая работа не ударила по карману, строительство можно разбить на несколько этапов:

  1. Сначала возводим фундамент.
  2. Складываем печь.
  3. Делаем отделку печи.

Таким образом, не спеша, за 2-3 года можно обзавестись настоящей русской печью. Часто русскую печь отделывают изразцами. Подобная отделка придаёт печи особый, неповторимый вид, превращая её в предмет интерьера, которым будут восхищаться и следующие поколения.

А.Е. ШКОЛЬНИК, кандидат технических наук

Печь – традиционное отопительное устройство, безраздельно применявшееся на протяжении тысячелетий. Знания и опыт в искусстве сооружения печей многие столетия оставались мерилом зрелости и талантливости народа. Особенно почитались печных дел мастера у тех народов, чья жизнь протекала в суровых климатических условиях. Только благодаря незатухающему очагу – прообразу будущей печи, – пещерный человек сумел вступить в единоборство с природой, перестал кочевать вслед за уходящим летом. Этот очаг, или, говоря современным языком, камин открытого огня, стал основой культуры быта древних людей.

Проходили тысячелетия. Человечество постигало тайны строительства сложнейших сооружений, некоторые из которых составили список чудес света. Но техника отопления долгие века оставалась на уровне костра: стоило пропустить момент, когда пора подбрасывать дрова, и в жилище проникала стужа. Человек пытался запасти тепло, этим занимались такие умы, как Архимед и Леонардо да Винчи. Сейчас не узнать имен всех изобретателей отопительных систем былых времен, но благодаря археологам нам хорошо известны их дела.

Так, например, удалось выяснить, что в Древнем Риме жилища патрициев обогревались горячим воздухом, циркулировавшим под плитами пола. Не так давно при реконструкции Грановитой палаты Московского Кремля была обнаружена сложная система отопления, действовавшая еще в конце XV века. Благодаря сохранившимся записям в дворцовых книгах можно представить, как работала эта система отопления. Источником тепла служили кирпичные печи, установленные на первом этаже двухэтажных деревянных хором. Трубы печей проходили через помещения верхнего этажа, а для того, чтобы тепло поступало в комнаты, в стволе трубы устанавливали душники – металлические коробки, которые открывали сразу же после окончания топки. Чтобы в трубу не уходил горячий воздух, ее перекрывали на чердаке круглым чугунным клапаном – вьюшкой. Холодный воздух проникал в печь через топочную дверку, омывая дымообороты, он нагревался и поднимался вверх к душникам, чтобы отдать полученное тепло верхним этажам. Трубы, пронизывавшие постройки, украшали росписью или причудливыми изразцами.

Хоромные печи с насадными трубами – прообраз централизованных систем воздушного отопления наших дней. В то время они не могли найти широкого применения – уж очень дорог был кирпич. Кроме того, народу нужны были печи, которые служили бы не только для отопления, но и для приготовления пищи, сушки продуктов впрок.

Глинобитный курной очаг устанавливался на деревянных венцах. Такие печи отапливали дома наших предков более пяти столетий.

Такая печь была создана в России и стала известна всему миру, как русская печь. Основная ее особенность – туннелеобразная сводчатая варочная камера – горнило, которое разогревается до 200°C. Пекари знают, что это как раз та температура, которая требуется для выпечки хлеба. Специалисты по русской кухне добавят, что разогретое горнило часами хранит тепло, а значит, в нем можно томить молоко, варить рассыпчатые каши, готовить жаркое. Вкус пищи, приготовленной в печи, не забывается, тут русская печь вне конкуренции по сравнению с другими очагами.

Первые конструкции русских печей были глинобитными, промятую глину иногда армировали соломенной сечкой. Процесс набивки печей глиняной массой был сложен, его доверяли только опытным мастерам, поэтому нередко горнило возводили на срубе из бревен. На опалубку набивали свод и, не вынимая ее, поднимали стены. Конструкция сохла несколько дней, а потом се обжигали несколько недель на малом огне.

Русские печи появились в начале XV века и поначалу не имели дымовых труб, то есть топились «по-черному». Эти печи получили название курных и быстро сделались основным, а для крестьян и единственным средством отопления и приготовления пищи. Название не было случайным – печь действительно курилась – большой огонь в ней нельзя было развести, не рискуя поджечь деревянное подпечье, да и сам дом. Дым заполнял все помещение и выходил наружу через верхний притвор приоткрытых входных дверей. Через порог этих дверей в дом поступал холодный воздух. Так продолжалось почти до середины XV века, когда в стенах стали делать небольшие отверстия для выхода дыма. После топки печи эти отверстия заволакивали – закрывали деревянными заслонками, поэтому вскоре их стали называть волоковыми окнами. Топили печи и «по-серому» – дым выпускали на чердак, откуда газы постепенно уходили через слуховые окна и неплотности кровли.

Удивительно, но русские печи, работающие «по-черному» и «по-серому», не загрязняли стен помещения.

Наши предки умудрялись добиваться полного сгорания дров, так что копоть оседала лишь вокруг «верхника» или у волокового оконца. Секрет в том, что печь топили дровами лиственных пород: поленья располагали так, чтобы они свободно омывались свежим воздухом, а для того, чтобы избавиться от копоти, сверху клали поленья из осины. В своде житейских правил и наставлений XVI века, известном нам под названием «Домострой», нашлось место и для такой инструкции: «А в избах всегда печи просматривати внутри печи и на печи, и по сторонам и щели замазывать глиною... А на печи бы всегда было бы чисто сметено... ино вода наперед припасена б была, пожарные ради притчи...» И верно, – от курных печей нередко занимались опустошительные пожары. В 1571 г. был издан приказ «царева и великого князя диаков», запрещающий топить печи в избах «с весны до самой стужи». Готовить пищу, печь хлеб и калачи предписывалось в надворных русских печах.

В конце XV века глину все чаще стал заменять обожженный кирпич, а над крышами поднялись деревянные дымники.

Путь дыма из печи лежал через жилое помещение на чердак, а оттуда в дымник. Система дымоотвода быстро совершенствовалась, и вскоре место дымника заняла труба из теса, которую стали размещать у самого верхника. Наконец, на исходе века печники Московии и Ярославля изобрели новый способ отвода дымовых газов. Над устьем горнила появился колпак-дымосборник. Функции его разнообразны, поэтому можно слышать разные названия: чело – верхняя часть фасада печи, щиток – защита помещения от дыма, перетрубье – участок газохода перед трубой. Дымник опустился до самого чела, а его верхней части, возвышающейся над крышей, стали придавать затейливую форму. Новые дымники во много крат усилили тягу, улучшили горение, но именно они стали причиной частых пожаров. Требовалась безопасная кирпичная труба, но она в то время была по карману лишь вельможным дворянам. Тонкий знаток русского быта А.С. Пушкин отметил это в «Сказке о рыбаке и рыбке»:

«Пришел он ко своей землянке,
А землянки нет уже следа;
Перед ним изба
со светелкой,
С кирпичною, беленою трубою...»

Русскую печь с кирпичной трубой, установленной непосредственно на ее корпусе, называли белой. Универсальность и простота конструкции, большая теплоемкость, многофункциональность – все это ставило русскую печь вне конкуренции среди отопительных приборов.

Своеобразную модификацию русской печи разработали русские городские умельцы.

В городской печи хлеб не пекли, а потому и стенки ее выкладывались в полкирпича, уменьшилась ширина и длина печи, стал ниже под. Одна печь, как правило, отапливала сразу две комнаты. Топливо загружали со стороны сеней или кухни, а сторона, обращенная в горницу, богато оформлялась.

Второе рождение русской печи связано с творчеством основоположника отечественной отопительной техники И.И. Свиязева. Он дополнил ее верхними дымооборотами, колосниковая решетка позволила использовать для топки уголь и торф. Однако оставался еще один серьезный недостаток – плохо прогревалось подпечье.

В 1927 г. Наркомзем СССР объявил всесоюзный конкурс на проект русской печи улучшенной конструкции. Первые призовые места заняли печь, разработанная во Всесоюзном теплотехническом институте имени Дзержинского, а также печь конструкции Грум-Гржимайло и Подгородникова. Последний серьезный недостаток был устранен.

Но все же, несмотря на популярность русской печи, считалось, что печи, которые топят при открытом устье, имеют небольшой кпд: 30...35%. Чтобы выяснить фактическую эффективность русской печи, были проведены специальные испытания. Результаты оказались ошеломляющими – даже русская печь традиционной конструкции показала кпд, равный 68%,то есть сопоставимый с кпд современной твердо-топливной ТЭЦ. А в русской печи с нижним прогревом эффективность использования топлива достигает 80%!

Чем же объясняется такая хорошая работа русских печей? Еще в курных печах свод и под устраивали с небольшим подъемом от заслонки к тылу варочной камеры. Горячие газы медленно перемещаются от тыльной стенки горнила к его устью, настилаясь на свод. Благодаря этому горнило хорошо прогревается, а отходящие газы, напротив, в достаточной степени остывают.

Конструкция русской печи совершенствуется до сих пор. Широкое распространение нашла русская печь конструкции И.С. Подгородникова

Ее особенности – плита, расположенная в шестке, топливник для топки углем, водогрейная коробка. Подпечье хорошо прогревается, а значит, в помещении, где стоит такая печь, нет холодных потоков воздуха над полом. В таких помещениях люди меньше болеют простудными заболеваниями.

Все эти качества русской печи определяют ее непреходящую популярность. В то же время в стране почти утеряны богатые традиции потомственных умельцев-печников, передававших секреты своего мастерства из поколения в поколение. А таких секретов немало. Хороший печник знает до десятка различных конструкций русской печи: обыкновенную и с верхним прогревом, с печурками в стенах, с плитой в шестке и с подтопком вдоль одной из стен, с нижним прогревом и с камином в подпечье.

И все же работы над улучшением конструкции русской печи не прекращаются. В институтах Государственного комитета архитектуры разработано новое поколение русских печей. Компактные, оформленные в соответствии с требованиями современного дизайна, печи прекрасно вписываются в интерьер современных сельских домов. Чудо-печь еще послужит людям.

Наука и жизнь. 1988. №1.