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.

Печное отопление частного дома. Проблемы и решения.

Пользователи forumhouse.ru хорошо знают, что от правильного выбора отопительного оборудования зависит комфорт и безопасность проживания в доме. В связи с неуклонным ростом цен на энергоносители и дороговизну подключения газа, многие застройщики ищут альтернативу голубому топливу. Существуют разные способы отопления частного дома, но печное отопление не собирается сдавать свои позиции. В этой статье мы разбираемся, насколько эффективно печное отопление в частном доме в современных условиях.

Из этой статьи вы узнаете:

• Какие преимущества и недостатки есть у каменной печи;
• Где лучше установить печку в доме;
• Печное отопление в доме: проблемы и особенности;
• Из какого кирпича должна быть сложена конструкция;
• Какие требования предъявляются к фундаменту под каменную печь;
• Может ли она стать альтернативой твердотопливному котлу;
• Что нужно знать о нормах пожаробезопасности при печном отоплении в чстном доме.

Отопление печное в частном доме: плюсы и минусы

Чтобы понять, подходит ли печное отопление для современного коттеджа, необходимо разобраться в его основных достоинствах и недостатках.

К важным преимуществам относятся:

• Полная энергонезависимость и автономность работы;
• У кирпичной печки высокий КПД: она жарко топится, долго сохраняет и длительное время отдаёт тепло;
• Она проста в эксплуатации и имеет множество вариантов внешней отделки;
• Она одновременно обогревает дом и позволяет готовить более вкусную и здоровую пищу, испечь пироги и подогреть обед;
• В доме создаётся благоприятная и особенно уютная атмосфера;
• Воздух в помещении не перегревается и не пересушивается;
• Печка в доме может стать многофункциональным теплогенерирующим аппаратом, объединив в себе отопительное, варочное и водонагревательное устройство;
• Высокая ремонтопригодность. В случае необходимости любой из кирпичей можно быстро заменить.

Печник из Питера:

– Тепло, выделяемое нагретым кирпичом, согревает организм человека изнутри, что полезно для здоровья. И согреет, и накормит, и полечит!

Мнение печных дел мастера компании «Арт-Мастер» Вадима Корнева:

– Если в доме нет газа, а топить электричеством или соляркой очень дорого, то обогрев печью – это то, что нужно!

Эксперт по трубо-печным работам компании «СПП Рубин» Алексей Телегин, Москва:

– При отсутствующем центральном отоплении, в негазифицированном здании и сильно ограниченном бюджете использование этого способа — оптимальный вариант для постоянного проживания семьи за городом!

Несмотря на множество достоинств, печному отоплению в частном доме присущ и ряд недостатков:

• Длительный разогрев до начала теплоотдачи. С момента розжига до времени, когда начнётся полноценная отдача тепла, может пройти несколько часов.
• Невозможность автоматизировать работу и добиться равномерного обогрева. По мере прогорания, дрова придётся подкладывать вручную;
• Повышенные требования к качеству материалов (кирпича) и профессионализму исполнителей;
• Потеря полезной площади в помещении. Чем больше печь, тем большее пространство она может обогреть, соответственно, это приводит к увеличению её габаритов;
• Большая масса. В зависимости от размеров и количества использованных кирпичей, она может весить от 4.5 тонн (это примерно 1000 шт. кирпича) до 20 тонн (5000 шт. кирпича). Поэтому под устройство требуется возводить отдельный фундамент или прибегать к усилению основного;
• Неравномерный режим обогрева помещений. Чем дальше находишься от печи, тем холоднее. Именно поэтому в деревенских домах вся жизнь традиционно сосредоточивалась вокруг нее;
• Отопительное устройство, построенное с нарушениями норм и правил — возможная причина возникновения пожара;
• Резкий разогрев может привести к появлению трещин в конструкции.

Вадим Корнев:

– Основной недостаток такого способа отопления – необходимость ручной закладки топлива. Но если вам не лень поработать пилой и топором, то обладание такой красотой принесёт истинное удовольствие!

У любого домовладельца, едва он задумывается о печном отоплении, возникает ряд вопросов: выгодно ли это, насколько хорошо получится отапливать коттедж и есть ли какие-либо общие критерии, по которым можно понять степень эффективности такого отопления.

MasterOk:

– Чтобы устройство работало
эффективно, необходимо рассчитать его размеры. Размеры, а значит, и мощность определяются в соответствии с теплопотерями дома.

Тепловые потери здания во многом зависят от расположения комнат. Для предварительного расчёта можно воспользоваться следующей формулой:

В среднем 1 кв. м печи может обогреть до 30-35 кв.м жилого помещения.

Вадим Корнев:

– Дом в 200 кв.м зимой можно отопить обычной отопительно-варочной «голландкой».

Русской же можно отопить дом гораздо больших размеров. Если дом имеет сложную конфигурацию, можно поставить две небольшие печки в разных концах дома, это лучше, чем одну, но массивную, большую по площади. Главная экономическая составляющая – цены на дрова. Они везде разные. Для подачи горячего воздуха в дальние помещения дома можно использовать гибкие термостойкие шланги. Но так поступают редко – это неэстетично.

Следует помнить, что печь для отопления лучше всего устанавливать в специальной топочной, или в кухне, гостиной или столовой, но чтобы затоп находился в нежилой зоне дома. В углах дома ее лучше не ставить, т.к. ухудшается циркуляция тёплого воздуха по дому. Чем ближе к центру, тем лучше.

Поддержание комфортной температуры в доме зависит от множества факторов: качество и энергоёмкость самой печи; термоизоляция и объем помещения; качество топлива. В качестве топлива можно использовать старые доски, дубовые дрова и т.д. Естественно, теплоотдача у разных видов топлива существенно различается, что влияет на степень эффективности печного отопления в доме.

Печное отопление дома: особенности устройства

При выборе печного отопления одной из самых частых ошибок становится мысль о том, что сначала нужно построить дом, а уже потом начать заниматься кладкой отопительного устройства. Дом и печь следует воспринимать как два тесно взаимосвязанных друг с другом объекта, требующих комплексного подхода и тщательного расчёта.

«Пляши от печки!» – именно так звучит девиз печников. Это значит, что прежде чем приступить к строительству, необходимо:

1. Понять, какая печь вам нужна;

2. Рассчитать ее размеры и массу;

3. Определить место ее установки в доме.

4. Рассчитать нагрузку от нее на фундамент или перекрытия.

5. Продумать систему дымоотвода.

Образно говоря, не печка строится внутри дома, а домик возводится вокруг печки!

Алексей Телегин:

– Бывает так: застройщик сначала возведёт дом, накроет кровлю, сделает отделку и потом вдруг вспоминает об отоплении и хочет поставить печь. Тут и выясняется, что она просто не «вписывается» в помещение. Приходится решать эту проблему, переделывать или усиливать фундамент, ломать и перестраивать перекрытия и стропильную систему.

«Вживление» отопительного устройства в уже построенный дом приводит к неоправданным затратам.

MasterOk:

– Только в случае, если у вас есть проект или эскиз печи, можно привязать её к плану дома.

Поэтому возведение печки следует разбить на ряд последовательных этапов. А именно:

1. Проектирование. На этом этапе:

• выбираем тип и конструкцию печи;
• предварительно определяем место под нее;
• рассчитываем безопасные расстояния в местах пересечения и примыкания ее поверхности к полу, потолку, перекрытиям, кровле, стенам, перегородкам;
• продумываем ее внешний вид, отделочные материалы, фактуру поверхности.

2. Контроль. На этом этапе нужно убедиться, что все работы ведутся в соответствии с проектом.

Такой подход гарантирует получение качественного результата.

Также необходимо заранее подобрать правильный материал для изготовления печи и дымохода. Лучше применять полнотелый кирпич пластического формования, так как кирпич сухого прессования не выдерживает высоких температур.

Алексей Телегин:

– Кладку необходимо вести из красного полнотелого керамического кирпича, нормально обожжённого, без трещин и посторонних примесей, марки не ниже М100.

Запрещается применять для кладки дымоходов и печей кирпич пережжённый или недожжённый, пустотный, силикатный, пористый и облегчённый!

Вадим Корнев:

– Для кладки массива лучше всего использовать хороший красный кирпич, а топку делать из шамотного кирпича.

Технические особенности

Как и любое строительство, возведение печи начинается со строительства фундамента. Необходимо знать ряд особенностей, которые помогут вам избежать ошибок.

Печник из Питера:

– Не бывает лёгких кирпичных печей. Даже невысокая 630х630 мм в 1/4 кирпича с футеровкой будет весить порядка 700-800 кг.

Даже такое относительно «лёгкое» устройство можно поставить далеко не на всякий пол.

Установка печей, каминов и дымоходов весом свыше 750 кг должна осуществляться на отдельный фундамент.

По мнению Алексея Телегина, фундамент должен обеспечивать:

1. Равномерное распределение нагрузки на грунт в соответствии с несущей способностью почвы;

2. Устойчивость и защиту конструкций здания и печи от внешних воздействий при подвижках дома, усадках и пучинистости грунтов.

Любой фундамент (глубина его заложения, размеры и армирование) рассчитывается, исходя из нагрузки, действующей на него, а также несущей способности грунта.

Нагрузка на фундамент печи (при её большой массе) сильно отличается от нагрузки, действующей на основной фундамент. Если выполнить фундамент одним целым, то получится, что в месте возведения печи нагрузки суммируются, что может привести к нежелательным последствиям.

Для зданий, подверженным усадкам и перемещениям, необходимо устраивать отдельный фундамент под печь, неперевязанный с фундаментом дома.

MasterOk:

– Фундаменты делаются независимыми, а в случае примыкания друг к другу двух фундаментов между ними устанавливается мягкая вставка.

Простейшая мягкая вставка между двумя фундаментами может быть выполнена из пенопластовой плиты толщиной в 5 см.

Это обезопасит фундамент от любых боковых нагрузок и разрушительного свойства морозного пучения грунта. Недаром говорят, что отдельный фундамент под печь – это народная мудрость.

В случае, если закладывается единый фундамент, то в расчёте должна учитываться неравномерная нагрузка. А чтобы её компенсировать, в «тело» фундамента, в том месте, где планируется установка печи, закладывается дополнительная арматура.

Водяной контур отопления

Чтобы избавиться от одного из главных недостатков обычной печи – неравномерного прогрева помещений, необходимо:

1. Вмонтировать в печь теплообменник (регистр), заполненный водой;

2. Подключить к системе циркуляционный насос, который станет гонять нагретую воду по системе отопления – радиаторам или тёплому полу.

Такая система работает по принципу твердотопливного котла и закрытой системы отопления.

Каменная печь в этом случае является многофункциональной: она одновременно выполняет функцию водяного и печного отопления, что обеспечивает равномерное распределение тепла по комнатам.

Вадим Корнев:

– Печь с водяным контуром лучше ставить к одной из стен дома, чтобы облегчить разводку батарей. Наличие циркуляционного насоса, как и расширительного бака, обязательны. Такие устройства достаточно безопасны, если нагревательный элемент сварен профессионально, и в контуре всегда есть вода.

Интересен практический опыт построения отопления загородного дома на базе каменной печи с водяным контуром специалистом с нашего портала Василием Катрийчуком:

– В свою печь я вмонтировал бак с водой. Общая ёмкость системы вместе с трубами до стояка получилась 65 л. Когда она топится, одновременно нагревается вода в баке, после чего, с помощью циркуляционного насоса, теплоноситель загонятся в тёплые полы и радиаторы системы отопления.

При устройстве такой системы отопления необходимо предусмотреть все меры безопасности. В случае отключения электричества циркуляционный насос перестанет работать, а печь всё равно продолжит нагревать воду (ее невозможно моментально загасить). В результате вода может закипеть, а трубы разорвёт. Чтобы этого не произошло, в систему монтируется группа безопасности. И в случае закипания теплоносителя избыток воды сбрасывается.

Рабочее давление в системе отопления составляет от 0.6 до 2 атмосфер. Группа безопасности сработает при давлении в 3 атмосферы.

Василий Катрийчук:

– На случай отключения света можно предусмотреть резервную систему подачи электричества – индивидуальный инвертор или бензогенератор.

Кроме обеспечения дома теплом, печь с водяным контурном подготавливает горячую воду для системы ГВС. А чтобы не топить печь летом, для системы ГВС можно дополнительно поставить электрический бойлер.

Разберем, становится ли в доме грязно от работающей печи и насколько хватает одной закладки дров.

Василий Катрийчук:

– Дрова я закладываю два раза – днём и вечером. Благодаря большой топке в мою дровяную печь можно закладывать даже поленья. Таким образом продлевается время горения на одной закладке. А так как тепловая печь сложена по всем правилам, то она весьма экономична, не дымит, а золу необходимо убирать один раз в три дня.

Регистр можно установит в печь двумя способами:

1. Вмонтировать теплообменник в уже сложенную печь. Это дорого и придётся частично разбират устройство. Также объём теплоносителя в регистре ограничит размеры печи;

2. Спроектировать и сложить печь под тщательно рассчитанный теплообменник. Этот способ позволит добиться идеального сочетания печи и регистра, что обеспечит их эффективную работу.

Василий Катрийчук:

– В моём случае бак с водой устанавливается в топку через съёмные дверцы.

Чтобы вытащить бак в любой момент (для ремонта или профилактики), между стенками теплообменника и стенками печи оставлен зазор в 3-4 мм.

Зазор также необходим для компенсации температурного расширения стального теплообменника.

Базовые знания по противопожарным нормам

Дымоходы и печи обогрева могут представлять угрозу сгораемым конструкциям здания. Избежать этого помогут противопожарные отступки и разделки.

Отступка – это противопожарная конструкция, защищающая сгораемые поверхности частей здания от нагреваемых частей печи и дымохода, при параллельном их размещении.

Представляет собой совокупность безопасных расстояний и мер по защите сгораемых частей здания.

Разделка – это противопожарная конструкция, образующая негорючее пространство, выполняемое при пересечении сгораемых частей здания — при проходке дымовой трубы через междуэтажное перекрытие или печкой стены и т.д.

По мнению Алексея Телегина, защите конструкций от возгорания способствуют следующие методы:

1. Применение несгораемых материалов в дымоходной системе;

2. Увеличение расстояний от нагреваемых поверхностей печи до сгораемых частей дома в соответствии с нормативами;

3. Теплоизоляция поверхностей печи и близко расположенных частей стен, перекрытий и др.;

4. Экранирование. От любых нагретых тел исходит лучевая энергия. Светлый спектр ИК-излучения большой интенсивности может воспламенить сгораемые конструкции на расстоянии до нескольких метров. Несгораемые перегородки и экраны необходимы для предотвращения распространения этого излучения. Экран защищает от возгорания только вместе с другими методами защиты, такими как: вентилируемые зазоры, расстояние и теплорассеивание;

5. Теплорассеивание. Теплоизоляция препятствует распространению тепла, но она также способна накапливать энергию, что часто приводит к воспламенению сгораемых конструкций уже после завершения процесса топки. Вертикальная стальная пластина, расположенная в разделке, «вытаскивает» часть тепла на поверхность, тем самым снижая температуру внутри;

6. Вентилируемые зазоры. Благодаря им происходит снижение температуры (съём тепла) с нагреваемых поверхностей;

7. Воздухонепроницаемость (герметичность). Цель данного метода – не допустить доступ кислорода к месту вероятного возгорания.

Почитайте нашу статью, которая подробно рассказывает о противопожарных нормах и расстояниях на примере монтажа сэндвич-дымохода .

Алексей Телегин:

– Идеальная защита – это конструкция, изготовленная из несгораемых материалов, в которой все сгораемые детали удалены на безопасные расстояния. Она должна быть многослойная, в меру крепкая, чтобы не разрушиться, но в тоже время противостоять огню, нагреву и тепловому излучению даже при разрушении стенок печи или дымохода.

Подведя итог, можно сказать, что каменные печи, при грамотном подходе к проектированию, кладке и монтажу, могут стать полноценной системой отопления для современного коттеджа. А тепло от печки не сравнить ни с каким другим!

Узнайте, как самостоятельно построить канадскую печь. Познакомьтесь с основными принципами строительства. В теме форума можно задать вопросы профессиональным печникам. Мы поможем вам построить самый правильный кирпичный дымоход!