Печное отопление

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Печное отопление — вид местного отопления, при котором помещения обогреваются установленными в них отопительными печами.

Благодаря простоте устройства и возможности использования разнообразных видов местного топлива печное отопление получило широкое распространение в различных странах и применяется на протяжении многих столетий. Основные элементы отопительной печи — топливник (для сжигания топлива), газоходы (каналы), по которым проходят поступающие из топливника горячие газы, дымовая труба. Тепло, выделяемое в печи при сгорании топлива, передаётся помещению через стенки топливника и газоходов; охладившиеся газы отводятся наружу через дымовую трубу. Стенки топливника и газоходов выполняют кирпичной кладкой, из жаростойкого бетона, керамических и др. огнеупорных материалов. Наружные поверхности печи, отдающие тепло в отапливаемое помещение, могут быть оштукатурены, отделаны изразцами, стальными, чугунными и т.д.

В современном печное отопление различают 2 основных типа отопительных печей: периодического действия и длительного (или непрерывного) горения. Печи периодического действия топят 1-2 раза в сутки со значительными перерывами, во время которых печи остывают; их теплоотдача в течение суток неравномерна. Печи длительного горения, загруженные достаточным количеством топлива, рассчитаны на топку в течение нескольких суток; в них используют лишь определённые виды топлива (жидкое, брикетированное, сортированный уголь и т.п.).

В СССР большое распространение, особенно в сельских районах, имела так называемая русская печь. Она проста по конструкции и используется для отопления помещений, приготовления пищи, выпечки хлеба и т.д. Печное отопление устраивали преимущественно в малоэтажных зданиях (как правило до 2-х этжей) в районах, не обслуживаемых системами централизованного теплоснабжения.

Достоинства печного отопления:

Недостатки печного отопления:

• более низкая стоимость устройства по сравнению с другими видами отопления
• наличие вентиляции (воздухообмена) отапливаемых помещений (во время топки печей внутренний воздух, расходуемый при горении топлива, замещается свежим наружным воздухом, поступающим в помещения через неплотности ограждающих конструкций здания)
• малая затрата металла (только на колосниковую решетку, дверцы, задвижки, иногда на каркас)
• простота устройства и обслуживания
• независимость отопления отдельных помещений

• сравнительно низкий КПД (в среднем не более 60%)
• неравномерность и значительные колебания (в течение суток) температуры воздуха в отапливаемом помещении (главным образом при печах периодического действия)
• затруднения при эксплуатации (заботы о топливе, уход за печью, загрязнение помещения топливом, шлаком и золой)
• потеря полезной площади, занимаемой печами
• пожарная опасность.

Недостатки печного отопления ограничивают его применение в современном жилищно-гражданском строительстве; во многих существующих зданиях печное отопление заменяют системами водяного отопления, подключаемыми к тепловым сетям или автономным котельным.

Конструкция печи

Печи предназначаются для различных целей: для отопления (отопительные печи), нaгpeвания воды (печи-каменки), приготовления пищи (варочные печи), сушки продуктов, одежды, материалов (сушильные печи). Эти функции могут выполняться отдельно и могут быть совмещены в одной конструкции печи. В учебнике рассматриваются одноцелевые отопительные печи.

К конструкции отопительной печи предъявляются следующие требования:

• обеспечение достаточно равномерной температуры воздуха в обогреваемом помещении в течение суток (допустимое отклонение ±3°С);
• экономичное сжиrание топлива (с возможно более высоким коэффициентом полезного действия (КПД));
• безопасность при эксплуатации;
• ограничение температуры поверхности: 90°С в помещениях детских дошкольных и лечебно-профилактических учреждений; в других помещениях 110°С на площади не более 15 % (120°С не более 5 %) общей площади поверхности печи; в помещении с временным пребыванием людей допустимо применение печи при температуре ее поверхности выше 120°С.

Печь состоит из трех основных элементов: топливника (топки), газоходов (дымооборотов) и дымовой трубы. В топливнике может сжигаться твердое (как правило, на колосниковой решетке), жидкое и газообразное топливо. В зависимости от вида топлива изменяются размер и форма топливника. Под топливником устраивают поддувало (зольник при твердом топливе), через которое воздух из помещения поступает к горящему топливу. Регулирование количества поступающего воздуха осуществляется поддувальной дверкой. Массивные печи возводят на собственном фундаменте, не связанном с фундаментом стен, отделяя фундамент от кладки печи слоем гидроизоляции. Облегченные печи могут устанавливаться без фундамента непосредственно на полу помещения. В этих случаях под поддувалом устраивают шанцы — небольшие сквозные каналы, предотвращающие перегрев пола вследствие циркуляции через них воздуха помещения.

Горячие дымовые газы под влиянием естественной тяги перемещаются из топливника по газоходам печи. Газоходы могут состоять из одного или нескольких дымооборотов, по которым дымовые газы движутся и снизу вверх, и сверху вниз. Над верхним перевалом дымовых газов устраивают перекрытие — перекрышу печи. В нижних точках дымооборотов (в подвертке, где газы совершают поворот снизу вверх) помещают небольшие прочистные дверцы (чистки) для удаления сажи и летучей золы. В последнем газоходе перед дымовой трубой помещают задвижки для регулирования скорости движения дымовых газов и полного прекращения их движения после окончания топки печи.

Классификация печей

Печи рассчитывают на определенную периодичность использования их в течение суток. Периодичность использования печи зависит от ее теплоемкости, т.е. от того количества теплоты, которое накапливается (аккумулируется) в массиве печи во время топки и передается затем в помещение вплоть до начала следующей топки. Принято считать, что новую топку печи необходимо начинать, когда средняя температура ее внешней поверхности понизится до температуры, превышающей на 10°С температуру воздуха в помещении. Период времени от конца одной топки до начала другой называется сроком остывания печи.

По теплоемкости печи делят на теплоемкие и не теплоемкие. Понятие о сроке остывания относится к теплоемким печам, так как не теплоемкие печи теплоту не аккумулируют и требуют постоянной топки.

Теплоемкие печи в зависимости от срока их остывания подразделяют на печи большой теплоемкости (со сроком остывания до 12 ч), средней (8 ч) и малой (3. 4 ч) теплоемкости. Таким образом, печи большой теплоемкости потребуется протапливать при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления (параметры Б [1]) 2 раза в сутки, печи средней теплоемкости 3 раза, печи малой теплоемкости топить с незначительными перерывами.

По температуре теплоотдающей поверхности в соответствии с предъявляемыми требованиями различают печи:

• умеренного прогрева (толстостенные печи с толщиной стенок 120 мм и более, нагревающиеся в отдельных местах до температуры 90°С);
• повышенного прогрева (тонкостенные печи с толщиной стенок газохода до 70 мм, температура поверхности которых в отдельных точках доходит до 110. 120°С);
• высокого прогрева (печи, температура поверхности которых не ограничена).

По схеме движения дымовых газов печи устраивают:

• с движением газов по каналам, соединенным последовательно:
  • однооборотные с одним подъемным каналом,
  • двухоборотные с двумя подъемными каналами,
  • многооборотные с восходящим движением газов по нескольким подъемным каналам;
• с движением газов по каналам, соединенным параллельно:
  • однооборотные,
  • двухоборотные;
• со свободным движением газов:
  • бесканальные (колпаковые);
• с движением газов по комбинированной системе каналов с нижним прогревом (с подтопочным дымооборотом):
  • с последовательной,
  • с параллельной
  • с бесканальной надтопочной частью;
• с движением гaзов по каналам, соединенным последовательно вокруг тепловоздушных камер.

По материалу массива и отделке внешней поверхности печи бывают (в порядке убывания теплоемкости):

• кирпичные изразцовые;
• кирпичные оштукатуренные;
• бетонные из жаростойких блоков;
• кирпичные в металлических футлярах;
• стальные с внутренней футеровкой из огнеупорного кирпича;
• чугунные без футеровки.

По форме в плане печи выполняют:

• прямоугольными,
• квадратными,
• круглыми,
• угловыми (треугольными).

По способу отвода дымовых газов различают печи:

• с удалением газов через внутристенные каналы,
• с удалением газов через насадные дымовые трубы,
• с удалением газов через коренные дымовые трубы.

Внутристенные домовые каналы устраивают в кирпичной кладке стен зданий. Печи соединяют с каналами горизонтальными металлическими патрубками длиной не более 400 мм. Насадные трубы возводят непосредственно над печами. Коренные трубы сооружают относительно редко на самостоятельных фундаментах.

Преимущества и особенности конструкции печного отопление для частного дома

Печное отопление частного дома и до сегодняшних дней является одним из самых популярных во всех российских регионах.

Печное отопление частного дома — эскиз

Ранее для отопления большого дома использовалось несколько печей, которые устанавливались в разных комнатах, но это не самый экономный вариант, так как требует большого количества твердого топлива.

Сегодня благодаря разработанным современным схемам, а также тому, что в продаже появилось множество различных современных видов печей, организовать отопление стало намного проще. Оно бывает разных видов и с применением различного топлива. Чтобы выбрать для своего дома самый приемлемый вариант, который будет подходить по всем параметрам, нужно рассмотреть некоторые виды поближе и узнать их принцип работы.

Выбор системы отопления в зависимости от размера дома

• Для маленьких, хорошо утепленных домов, состоящих из одной-двух комнат и кухни, вполне будет достаточно одной отопительно-варочной печи, сложенной из кирпича.
• Для более крупных строений необходимо хорошо продумать систему отопления таким образом, чтобы от одной печи можно было отопить весь дом. Для этого используется отопление с помощью водяного или парового контура.
• Для одноэтажного строения такой контур может быть подключен к кирпичной печи или же изготовленной из чугуна. При устройстве системы в двух — или трехэтажном доме, скорее подойдет чугунная печь-котел .

Следующее, с чем нужно определиться — это вид топлива. Система может отапливаться дровами, углем , торфом, газом, дизельным топливом, электричеством или несколькими из них. От этого выбора будет зависеть, какую печь отопления приобретать.

Кирпичная печь

Итак, как говорилось выше, для небольшого строения достаточно построить одну печь, которая будет отапливаться дровами или углем .

Модель печи нужно выбрать таким образом, чтобы она могла не только отопить помещения, но и быть помощницей в приготовлении пищи.

Чтобы это отопительное сооружение не приносило каких-либо неудобств и было максимально эффективным, для него нужно выбрать подходящее место. Удачно поставленная печь сможет без труда согреть две комнаты и кухню.

Такая печь с успехом обогреет несколько смежных помещений

Например, эта представленная на рисунке модель будет удачным вариантом для обогрева трех помещений. Нужно знать, что теплоотдача от печи зависит от площади поверхности строения, т.е . если в комнату выходит одна сторона печи, она будет полностью обогрета. Кроме этого, массивная конструкция намного дольше остывает. Натопив строение с вечера, можно быть уверенным, что оно будет до утра отдавать тепло в комнату.

Печь нужно закладывать при строительстве дома, но ее фундамент должен быть отделен от общего фундамента строения. Возможно установить кирпичную печь и в уже выстроенном доме, но это будет сделать сложнее, так как придется поднимать часть пола и проделывать отверстие в потолке и кровле для устройства дымохода.

Общая схема устройства печного отопления дома

На данной схеме хорошо видно конструкция постройки, устройство фундамента, каналы дымохода и прохождение трубы через перекрытия со всеми необходимыми параметрами, которых нужно придерживаться.

Какого размера дом можно отопить с помощью кирпичной печи с водяным контуром?

Кирпичную печку можно приспособить и для отопления больших площадей, если при ее постройке около топки поместить теплообменный элемент, через который будет проходить теплоноситель, нагреваясь и далее циркулируя в разведенной по дому системе отопления. В данном случае, возможно, потребуется подключить водяной насос, который будет ускорять движение теплоносителя в системе.

Самодельный эффективный теплообменник

Теплообменные элементы могут быть разных форм, на фото представлен один из них. Он вмуровывается в конструкцию печи около топочной камеры, чтобы, проходя через него, вода быстро нагревалась и поступала в трубы и батареи.

Трубы входа и выхода из теплообменника выводятся из конструкции печи наружу, и к ним подключается контур отопления. Далее система заполняется водой, которая и будет исполнять роль теплоносителя.

Разводку можно выполнить металлопластиковыми или полипропиленовыми трубами

В данном случае для разводки и подключению к контуру использованы металлопластиковые трубы.

Схема дровяной печи с водяным контуром отопления

На этой схеме теплообменник расположен над топкой и показан в виде решетки красного цвета. Синей линией отмечен остывший теплоноситель, который проходит через циркуляционный насос и поступает в теплообменник — эта часть контура называется обраткой . Красной линией отмечена нагретая вода, поступающая в радиаторы.

Также в отопительном контуре устанавливается мембранный бак, который может быть расположен в любом доступном месте контура, но желательно его установить на трубе обратки .

Его еще называют расширительным баком закрытого типа. На его верхней части находится ниппель, через него в верхнюю камеру закачивается воздух. При нагреве воды в системе она расширяется, и ее избыток поднимается в бак, растягивая мембрану. При остывании и соответствующем падении давления, вода дожимается обратно в систему. Таим образом сглаживаются возможные скачки давления в трубах, сводится к минимуму риск разрушения целостности системы от перегрева.

Видеозарисовка: интересный вариант печи-камина с контуром отопления

Чугунная печь

Чугунные печи хотя и имеют небольшой размер, способны обогреть достаточно большую комнату объемом до 80 — 90 куб . метров. Этот вариант будет идеален для дачного домика, так как в приборе предусмотрена функция варочной плиты. Благодаря изящному дизайну, сегодня их с удовольствием устанавливают и в дорогих особняках, так как они являются украшением интерьера.

Чугунная отопительная печь

Лучший вариант из всех чугунных моделей — это печь длительного горения. Она способна долгое время отдавать тепло в помещение при том, что закладка дров в нее производится один раз за все время топки. Такой эффект достигается за счет внутренней конструкции печи, которая позволяет уменьшить активное пламя до медленного тления.

Котел-печь длительного горения может иметь и водяной контур.

Чугунные печи с водяным контуром

Печи из чугуна, имеющие водяной контур, производятся разной мощности и рассчитаны на отопления различной площади. Некоторые из них способны обогреть двух — и трехэтажный дом. Устройство отопительного контура производится по той же системе, что и у кирпичных печей.

Чугунная печь длительного горения с контуром отпления

Производятся печи из чугуна и комбинированного типа , т.е . имеющие электрический подогрев, который включается автоматически, при снижении температуры тлеющих дров. Такая комбинация функций печи поможет всегда поддерживать систему отопления в нужном температурном режиме.

Одна из возможных схем отопления двухэтажного частного дома

Чугунные котлы-печи могут быть предусмотрены и для двухконтурной системы отопления, т.е . плюс к теплу в доме хозяева будут иметь еще и подогретую воду.

Что нужно учесть при выборе и устройстве печи?

Выбирая, какая отопительная печь будет установлена в доме, нужно правильно сформулировать требования к ней, и, опираясь на них, приобретать или возводить отопительный прибор.

• Прогреваемость всей конструкции кирпичной печи очень важна. Поэтому если решено устанавливать такую печь, нужно выбрать правильный проект и обеспечить идеальное возведение строения.
• Экономичность работы отопительной системы также будет зависеть от конструкции и разводки водяного контура, а также выбора радиаторов для системы отопления. Существуют схемы печей, которые могут работать в летнем и зимнем режиме — этот фактор тоже способствует экономной работы прибора.
• К части экономии можно отнести и долгое остывание печи, что позволит использовать меньшее количество топлива.
• Важным моментом является простота в эксплуатации и техническом обслуживании.
• Конструкция должна соответствовать всем правилам пожарной безопасности по своему месторасположению и монтажу.
• Правильно выполненная конструкция будет иметь требуемую тягу, что обезопасит дом от попадания в помещения угарного газа.
• Печь должна быть расчита на на длительные период эксплуатации.
• Конечно же, неплохо было бы , чтобы печь стала настоящим украшением дома, а не только была функциональной лишь с практической точки зрения.

Положительные и отрицательные моменты печного отопления в частном доме

В большинстве случаев печное отопление устраивается в случае необходимости, при отсутствии магистрального природного газа. Но отопление с помощью печи имеет свои достоинства и недостатки, о которых тоже неплохо было бы знать.

Какие недостатки?

К отрицательным моментам можно отнести:

• Достаточно долгое нагревание печи, а значит — и помещений. Это происходит из-за длительного прогревания стенок и теплоносителя в системе.
• Не очень высокий КПД кирпичного строения. Чтобы его увеличить, приходится устраивать более высокий дымоход, делать его лабиринтного типа, чтобы тепло дольше оставалось внутри конструкции.
• Кирпичная печь занимает достаточно большую площадь, но только при таких масштабах она способна обогреть несколько комнат одновременно.
• В отличие от от опления природным газом печь долж на на протяжении всей ее топки находиться под присмотром, так как кирпичные варианты требуют постоянного добавления топлива. Чугунные печи длительного горения являются исключением, так как закладка дров производится один раз за сеанс топки.

Положительные моменты

Есть у печного отопления немало и положительных качеств, которые часто бывают решающими в выборе именно его для устройства в частном доме.

• Автономность, а значит — надежность . Дом будет всегда обогреет, даже при отключении электричества и воды.
• Доступность по цене возведения и эксплуатации конструкции.
• Экономичность в приобретении топлива и отсутствие счетов за магистральное снабжение газом или горячей водой, которые, к сожалению,
• Простота в эксплуатации — печь не требует программирования, а если возникают проблемы, то их вполне можно устранить самостоятельно, без привлечения специалистов.
• Так как печь для своей эксплуатации не требует проведения коммуникаций, ее можно установить или возвести в доме, расположенном в любом регионе и населенном пункте.

Видео: как самостоятельно построить печь с отопительным контуром

В связи с тем, что и на сегодняшний день не везде проведены газовые магистрали, печное отопление остается актуальным и незаменимым. Запастись топливом заранее и поддерживать огонь в печи — это все, что требуется от хозяина дома с печным отоплением. Поэтому в некоторых домах даже при наличии газового отопления не спешат избавиться от надежных кирпичных строений, а также устанавливают чугунные печи-камины для создания в доме не только теплой , н о и у ютной атмосферы.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!