Прямоточная каркасная отопительно-варочная печь

(История одной печки)

Печь, о конструкции которой здесь рассказано, была придумана и создана лет тридцать назад одним из смекалистых мастеров-«золотые руки». Все последующие годы ее эксплуатации лишь подтверждали правильность выбранных решений.

Общий вид печки (до модернизации) со снятыми верхними кирпичами.

Эта печка (фото 1) прямоточная , каркасная, отопительно-варочная, в металлическом кожухе. Ее конвективная система практически ничем не отличается от обычной печки-«буржуйки». Основой конструкции служит сваренный из 3-мм нержавейки герметичный шкаф-кожух, установленный на ножках высотой 250 мм. Футеровка кожуха кирпичом изнутри обеспечивает многократное увеличение теплоемкости печи по сравнению с металлической «буржуйкой». Если отсутствует необходимость приготовления пищи, то на чугунную перекрышу укладывают насухо, без раствора ряд, а можно два ряда кирпичей (фото 2). Эта мера также увеличивает теплоемкость печи.

Отопительный режим: на крышку уложен ряд кирпичей.

В таком виде печка отслужила верой и правдой своему первому хозяину более 10 лет. В 1986 г. эту печку приобрели другие люди. Для ее переноски пришлось разобрать дымоход и отбить футеровку. На новом месте, чтобы подогнать под имеющийся в садовом домике дымоход, печь пришлось приподнять над уровнем пола на 20 см и восстановить футеровку. Последующие 18 лет печь исправно работала, отапливая домик в холодное время года.

По мере накопления опыта ее эксплуатации начали замечать некоторые недостатки. Главным был большой расход топлива, что характерно для всех прямоточных печек-«буржуек». Прочитав массу книг и журналов по печной тематике, автор нашел простой способ повышения кпд печи. У любого источника открытого пламени, будь то свечка, спиртовка или костер, самая горячая зона находится в верхней части факела. У прямоточной «буржуйки» горячая зона приходится на трубу. Это — главная причина низкого кпд всех «буржуек».

Для задержания горячей зоны пламени в теле печи автор придумал конструкцию сварного стального толстостенного двух-канального дымооборота с горизонтальным расположением каналов. Конструктивно дымооборот представляет дополнительный массивный блок, устанавливаемый между дымовым патрубком печи и дымоходом в виде вставки. Путь движения дымовых газов увеличивается, а теплоемкость за счет массы дымооборота дополнительно повышается.

Последствия многолетней эксплуатации: отслоение футеровки.

Доработку печи пришлось начать с ее капитального ремонта, так как после долгой эксплуатации стали отслаиваться кирпичи футеровки (фото 3). После снятия плиты, удаления кирпичей и деревянных подкладок из-под ножек между выходным патрубком и трубой дымохода образовался зазор 200 мм, который предназначен для размещения дымооборота.

Удалив глиняную обмазку с внутренних стенок печки, было замечено, что дно и стенки обварены арматурной сеткой с ячейками 30x30 мм, отстоящей от стенок и дна примерно на 25 мм. Состояние сетки оказалось хорошим, следов перекала, побежалости или коррозии обнаружено не было (фото 4).

Кирпичи футеровки и кладочный раствор удалены.

Для новой футеровки автор приобрел так называемый «витебский» кирпич, который несколько тяжелее обычного кладочного и отличается правильными геометрическими формами. На сколе такой кирпич имеет светлокрасный цвет с редкими вкраплениями шамотной крошки.

Самодельный станок для резки кирпича. Сменные площадки с упором позволяют резать под различными углами.

Всего мне понадобилось 50 штук кирпичей.

Чтобы избежать отходов, автор отказался от традиционной технологии колки и тески кирпича (нет опыта), а воспользовался углошлифовальной машинкой с отрезным кругом по камню (фото 5). Главное в этом процессе — надежно удерживать кирпич и не перекашивать круг.

Сначала футеровочные кирпичи прикинул и подогнал друг к другу насухо с зазором 5 мм, маркируя по месту. Затем, разобрав сухую футеровку, заполнили глиняным раствором пространство между сеткой и шкафом до уровня кирпичей нижнего ряда. Укладывая кирпичи футеровки на раствор, предварительно окунали их в воду, наносили глину и размещали согласно маркировке.

Сформировав поддувальный канал, таким же образом выложили стенки топки (фото 6, 7). На фото 8 показана полностью футерованная топка. Стенки — ровные, без щелей и излишков раствора. На задней стенке видно отверстие для выхода печных газов. Колосниковая решетка, уложенная на свое место, через прокладку из толстого асбестового картона плотно упирается в боковые кирпичи (фото 9).

Установка вертикального кирпича 2-го яруса футеровки.

Заполнение раствором пространства между стенкой и армирующей сеткой.

Футеровка закончена. Сформированы поддувальная ниша и стенки топки.

Колосниковая решетка зажала футеровочные кирпичи в нижней части.

На верхние кромки боковых кирпичей уложили сварную рамку из уголков 30x30 мм с прутками диам. 16 мм. Она предназначена для удержания кирпичей футеровки стенок. Затем на верхние грани боковых кирпичей и на опорный уголок нанесли глиняный раствор и опустили чугунную плиту перекрытия (фото 10). Прижав плиту по всему периметру, удалили выдавленные излишки раствора и промазали образовавшиеся щели и пустоты. На этом капитальный ремонт был закончен.

В верхней части боковые кирпичи зафиксированы стальной рамкой.

СООРУЖЕНИЕ ДЫМООБОРОТА

В основу дымооборота положен отрезок стальной двутавровой балки длиной 400 мм. В передней части сделали вырез глубиной 70 мм для прохода дымовых газов из нижнего канала в верхний. Каналы образуют приваренные к двутавру крышки из черного металла толщиной 7 мм. Сечения каналов и проходных отверстий примерно равны и соответствуют сечению выходного патрубка печи. Это обеспечивает постоянную скорость движения дымовых газов и устойчивую тягу.

Наружный диаметр верхнего патрубка дымооборота на 5 мм меньше внутреннего диаметра дымохода. Этот патрубок сделан из корпуса стартера грузового автомобиля. Нижний патрубок выточен из втулки большого диаметра. После изготовления и подгонки патрубков надо приварить переднюю и заднюю стенки встык, а верхние и нижние, вставив между полками двутавра. Верхняя и нижняя стенки сделаны разрезными для удобства проточки отверстий большого диаметра на токарном станке. Патрубки обварены изнутри сплошным швом. Прихваченные сваркой крышки проварены хорошим сварщиком двойным швом. Первый шов заполнил место стыка, а второй — образовал покрывающий валик. Такая герметизация исключает появление микротрещин в процессе эксплуатации и попадание через них в помещение угарного газа.

Излишки выдавленного чугунной плитой раствора удаляют из топки, щели по периметру замазывают.

Плотность посадки обеспечивает намотанный на патрубок асбестовый шнур.

Дымооборот установлен на высоту одного ряда кирпичей внешней обкладки печи.

Трубу дымохода плотно насаживают на верхний патрубок дымооборота, обмотанный асбестовым шнуром.

Затяжка соединительных хомутов на коленах дымохода.

Собранный дымооборот весит около 20 кг. Он уложен на ряд кирпичей внешней футеровки печи (фото 13). Печной патрубок был предварительно обмотан шестью витками асбестового шнура, для размещения которого и предусмотрена разность диаметров сопрягаемых патрубков. Посадка получилась очень плотной. Таким же способом уплотнено и соединение верхнего патрубка с дымоходом (фото 14). Состыковав между собой секции дымохода, затянул соединения хомутами. Уже в таком виде печь готова к работе.

Экспериментальная топка показала, что наиболее горячим местом печки стала верхняя крышка дымооборота, температура дымохода относительно прототипа — понизилась. Затем обложили коробку дымооборота резанным кирпичом и с этого момента печь стала полностью готовой к эксплуатации.

Результаты осеннего отопительного сезона 2002 г. превзошли все ожидания. Особенно, если принять во внимание, что садовый домик не утеплен и имеет много щелей и пустот, то температура +20°С утром в помещении о чем-то говорит. А морозным днем 30 ноября провели настоящие испытания, результаты которых сведены в график (рис. 3). Две полные топки дров прогрели комнату от -10 до +20 °С за три часа. Затем огонь поддерживался около трех часов несколькими поленьями дров. Температура поднялась до 30°С, хотя наружная в это время равномерно понижалась. В 20 часов 30 мин потух последний уголек и я закрыл задвижку. В 6 часов утра следующего дня температура в помещении была +14°С, а на улице -22°С. Затопив печку, автор убедился, что динамика изменения температуры в комнате повторяется. Вывод напрашивается следующий: модернизированная печь обладает хорошей теплоемкостью при разумном расходе топлива — 0,1 м3 липовых дров.

Рис.1. Конструкция печи.

Рис.2. Конструкция дымооборота.

Рис.3. Графики температур.

Таким образом, модернизированная печь обрела положительные качества, присущие капитальным кирпичным печам. Это — и длительная теплоотдача, и повышенный кпд, и пожаробезопасная температура наружной поверхности, и более «мягкое» излучаемое тепло, и возможность использования верхней крышки в качестве конфорки для приготовления пищи (при снятых кирпичах). Печь имеет небольшие размеры, занимает площадь около 1,5 м2, включая зону пожарной безопасности, не требует фундамента и больших материальных затрат на создание. Печь обладает хорошей тягой и быстро прогревает помещение.

Ответственный момент — розжиг печи.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

Ссылки по теме, читайте также:

• Печь для дачной зимовки
• Секционная печь для бани
• Каменка из трубы