Недостатки металлических варочных печей и как их исправить
- У компактных габаритов металлических печек есть и недостаток – слишком маленькая поверхность воздушного теплообмена.
- Помимо этого, газообразные продукты сгорания обладают очень высокой температурой — от +300° градусов и более. Поэтому приходится думать о пожарной безопасности и термоизолировать дымоход.
- Как известно, КПД печек пропорционален обратно температуре выводимых отходов сгорания. Для приготовления же еды варочные агрегаты используют далеко не всю генерируемую тепловую энергию.
- Помимо этого, такие печи обычно имеют короткие дымоходные каналы. Поэтому и они поглощаются немного тепла.
- Такие тепловые потери с любой точки зрения нерациональны. Возникает нужда их минимизировать. Один из самых распространенных способов понизить энергетические потери печи — это оснастить агрегат своими руками отопительным щитком.
Что представляет собой устройство
- Щиток представляет собой пристраиваемую к печи небольшую кирпичную стенку, внутри которой имеется развитая система дымоходов.
- С топкой такие устройства почти никогда не делаются. Нагревается щиток благодаря отводимым от печки газам. Конструктивно стенка не способна выбрасывать много тепла в окружающую среду.
- Есть более сложные и удобные конструкции, цена которых выше. Они оснащаются своими топками небольшого размера. Можно их делать и независимыми от варочной плиты и пристраивать, например, к печам с камином.
- Кирпич имеет хорошую теплопроводность, а главное — высокую теплоемкость. Разогреваясь при растопке печи либо приготовлении еды, он отдает тепло комнате несколько часов. Так можно получить аналог печки из кирпича. Только более простой конструктивно и за меньшие деньги.
Недостатки металлических варочных печей и как их исправить
- У компактных габаритов металлических печек есть и недостаток – слишком маленькая поверхность воздушного теплообмена.
- Помимо этого, газообразные продукты сгорания обладают очень высокой температурой — от +300° градусов и более. Поэтому приходится думать о пожарной безопасности и термоизолировать дымоход.
- Как известно, КПД печек пропорционален обратно температуре выводимых отходов сгорания. Для приготовления же еды варочные агрегаты используют далеко не всю генерируемую тепловую энергию.
- Помимо этого, такие печи обычно имеют короткие дымоходные каналы. Поэтому и они поглощаются немного тепла.
- Такие тепловые потери с любой точки зрения нерациональны. Возникает нужда их минимизировать. Один из самых распространенных способов понизить энергетические потери печи — это оснастить агрегат своими руками отопительным щитком.
Что представляет собой устройство
- Щиток представляет собой пристраиваемую к печи небольшую кирпичную стенку, внутри которой имеется развитая система дымоходов.
- С топкой такие устройства почти никогда не делаются. Нагревается щиток благодаря отводимым от печки газам. Конструктивно стенка не способна выбрасывать много тепла в окружающую среду.
- Есть более сложные и удобные конструкции, цена которых выше. Они оснащаются своими топками небольшого размера. Можно их делать и независимыми от варочной плиты и пристраивать, например, к печам с камином.
- Кирпич имеет хорошую теплопроводность, а главное — высокую теплоемкость. Разогреваясь при растопке печи либо приготовлении еды, он отдает тепло комнате несколько часов. Так можно получить аналог печки из кирпича. Только более простой конструктивно и за меньшие деньги.
Разновидности печи-груба
Груба (или грубка) — один из вариантов русско-голландской печи. Появившиеся в России более 200 лет назад, «голландки» зарекомендовали себя как экономичный и надежный отопительный агрегат, занимающий мало места в доме. Однако отечественные печники, решив расширить функционал существующей конструкции, добавили к нему еще и лежанку. Первоначальная модель претерпела существенные изменения: высота и расположение лежанок постоянно менялось, совершенствовались материалы, грубка стала выполнять не только отопительно-варочные функции, но и украшать дом, играя роль своеобразного камина.
Решить, нужна ли в доме именно груба, или стоит присмотреться к другому варианту, можно только после тщательного взвешивания всех плюсов и минусов рассматриваемой конструкции.
- грубу строить проще, чем большинство известных печей канальной мощности. Этим можно заниматься как во время процесса возведения дома, так и в уже благоустроенном помещении. Не требуется никаких масштабных строительных работ или переделок;
- затраты на материалы «по карману» практически любому человеку;
- печка проста в эксплуатации, компактна и занимает мало места;
- ее внешний вид зависит от вкуса хозяина, который по своему желанию подбирает форму и размер кирпичей, цвета штукатурки и дизайн составных элементов;
- благодаря установленной варочной панели, на грубке легко готовить.
теплоэффективность такой печки чрезвычайно мала: она может прогреть помещение, площадью всего лишь Если владелец непременно захочет использовать грубку для обогрева помещения большего размера — его неприятно удивит количество уходящего растопочного материала.
Пристройка обогреваемой лежанки — еще один плюс грубки. Но такой вариант возможен только при отоплении дровами. Уголь нагревает поверхность лежанки слишком сильно.
Виды допустимых конструкций:
Прикрепление щитка снаружи позволяет придать печи более декоративный вид, сделав ее похожей на камин. Если работа будет выполнена аккуратно, с использованием изразцов или декоративных керамических плиток, такая печь придаст комнате особый шарм. Но это будет весьма затратная работа: и по прилагаемым усилиям, и по объему материалов. Такую печь сложнее и тяжелее сложить, устройство фундамента обязательно. В качестве отопительного материала подходят как дрова (до так и уголь (до Однако тепловая мощность такого агрегата значительно больше, чем у печи со встроенным щитком.
Со встроенным в основу щитком
Внешне она похожа на обычную варочную плиту. Такой агрегат легче построить, а материалов тратится в разы меньше по сравнению с первым вариантом. Это компактная печка небольших размеров, количество тепловой энергии которой ограничено всего Поэтому это вариант подходит только для помещений, в которых живут с весны по осень, а в зимний период посещают эпизодически. Грубку можно построить без фундамента, но несущая способность пола при этом должна быть от 500 кгс/кв.м.
Дымоход
Рядом со щитком располагается дымоход. Он начинается одностенным участком. Нужно добиться совмещения каналов в щитке и патрубков дымохода. Зазор уплотнил специальным термостойким шнуром, чтобы обеспечить герметичность стыков дымохода и щитка. Стальной дымоход при нагреве удлиняется! В моём случае нагрев не столь значителен, и предусмотрен уплотнённый зазор.
Одностенный дымоход включает следующие элементы: конденсатоотводчик (под ним ёмкость для сбора конденсата), тройник, прямой участок длиной 1 метр, снова тройник и шибер.
Сняв воронку-конденсатоотводчик, можно выполнять чистку щитка через тройник. Не хотелось делать прочистную дверцу в кладке, проще изобрести какую-нибудь хитрую лопатку и перископ для осмотра со стороны дымохода.
Выше идёт сэндвич – двустенная утеплённая труба.
Потолочный проходной узел выполнен из минерита и заполнен базальтовой ватой, предназначенной специально для этого.
Минерит легко режется обычными деревообрабатывающими инструментами, и отверстие под трубу-сэндвич я выпилил лобзиком.
Утеплённый участок состоит из пяти однометровых труб. Стыки труб должны располагаться вне проходов через строительные конструкции. Сборный дымоход прикреплён к балке перекрытия и стропильной ферме с использованием хомутов.
Завершается прямой участок «зонтиком». На его внутренней поверхности имеется конус, по которому конденсат будет стекать внутрь трубы, а не на трубу и крышу.
Основное назначение утеплителя трубы – препятствовать образованию конденсата, так как в дымовых газах содержатся пары воды и газы, являющиеся причиной образования кислот.
От щитка до «зонтика» использован дымоход «Вулкан». От печи до щитка – дымоход Bofil, так как у этой фирмы имелись элементы диаметром 125 мм, соответствующим внешнему диаметру патрубка печи.
Полностью отопительная установка (включая печь) осенью 2013 г. обошлась мне примерно в 60 000 руб.
Разновидности и схемы щитков
По внутреннему устройству данные сооружения бывают 2 видов:
- канальные: в теле щитка устроена развитая сеть газоходов, представляющая собой несколько вертикальных каналов, соединенных между собой. Прежде чем выйти наружу, газы совершают извилистый путь по этим ходам, интенсивно отдавая тепло;
- колпаковые: такой щиток для чугунной печи или плиты имеет одну или две камеры с горизонтальными сводами, где раскаленные газы задерживаются до тех пор, пока не остынут. Только после этого они могут попасть в вертикальный канал и уйти в дымоход.
Отопители канального типа конструктивно проще, поэтому и сложить их легче. Колпаковые щитки эффективнее с точки зрения отбора теплоты, но в исполнении гораздо сложнее. Новичкам браться за их возведение не рекомендуется, здесь нужна рука мастера. Для самостоятельного строительства представляем вам чертежи и разрезы простого отопительного щитка канального типа с тремя вертикальными газоходами:
Для того чтобы наша отопительно-варочная печь могла использоваться в летнее время для приготовления пищи, конструкцией предусмотрено переключение дымооборотов на летний режим. Переход осуществляется с помощью трех задвижек, встроенных в газоходы. Кроме того, в верхней части сооружения имеется вытяжная вентиляционная шахта для организации воздухообмена в помещении. Чтобы избежать опрокидывания тяги при сильном ветре, на выходе из шахты установлена решетка с обратным клапаном.
На следующей схеме, изображенной ниже, показана металлическая варочная плита с отопительным щитком колпакового типа. Как видите, здесь газы после выхода из топки печи попадают в камеру со сводом, откуда ведут 2 канала.
Поскольку из камеры можно двигаться только вниз, продукты горения с высокой температурой задерживаются под сводом, пока не остынут. Тогда они становятся тяжелее и согласно закону конвекции покидают пространство камеры. В этом случае для повышения эффективности печь с отопительным щитком оборудована трубчатыми нагревателями, размещенными внутри газоходов.
Классификация
Тепловые щитки разделяются по нескольким особенностям:
- Толщине стенок;
- Особенностям конструкции или монтажу;
- Конфигурации.
Каждая из вышеперечисленных особенностей подразделяет конструкцию ещё на несколько типов. Например, толщина стенок может быть как в половину кирпича, так и в четверть. Первый способ отлично подойдёт для тех, кто хочет долгое время работать с плитой и не бояться возгорания при длительной эксплуатации. В конструкциях же с тонкими стенками в четверть кирпича основная особенность в том, что они гораздо быстрее остывают.
Особенности конструкции и монтажа также имеют свои подразделения. Существует два основных вида конструкций: колпаковый и канальный типы. В первом случае одна или две поверхности совмещены по принципу колпака при помощи каналов. Принцип работы такой конструкции несложный. Горячий воздух останется в верхней части конструкции до того момента, пока не начнёт остывать. После того как воздух в колпаке остынет, другой горячий воздух займёт его место.
Конструкции колпакового типа характеризуются низкой возгораемостью
Канальный тип проще колпакового. Этот случай подразумевает одинаковый диаметр в трубе и наличие перемычек в определённых местах конструкции, которые позволяют регулировать нагрев или остывание поверхности.
Конфигурация щитка подразделяется на прямую и угловую. У каждой конфигурации есть свои преимущества и недостатки, которые влияют на функциональность щитка. Однако отмечено, что угловая конструкция используется значительно реже прямого вида. Возможно, это обусловлено тем, что угловая конструкция сложнее в построении. При этом она способна сэкономить место, что станет прекрасным решением в том случае, если помещение, в котором расположен щиток, небольшого размера.
Особенности печного отопления
Печное отопление имеет ряд преимуществ, благодаря которым кирпичные печи на дровах на протяжении нескольких веков не теряют своей популярности. Самое главное достоинство — способность керамического кирпича, из которого кладут печки, накапливать и длительно отдавать тепло.
При этом в пространство выделяется полезная для человеческого организма лучистая энергия, дающая ощущение тепла и комфорта. При регулярной топке в холодное время года в доме всегда тепло и сухо, а за счет печной тяги образуется естественная вентиляция. В жару печка, напротив, охлаждает комнаты за счет отведения избыточного тепла в грунт и воздух через фундамент и дымоход.
Кроме создания комфортного микроклимата кирпичная печь может нести дополнительные функции, наличие которых зависит от конструкции:
- приготовление пищи — варка, жарка, тушение и выпечка;
- сушка одежды, обуви, продуктов питания;
- нагрев лежанок для сна;
- возможность любоваться открытым пламенем.
Печи, предоставляющие несколько функций, называют комбинированными. К таким видам печей относятся отопительно-варочные, печи-камины, а также несколько популярных базовых моделей, в том числе русская печь.
У печного отопления есть и недостатки, к ним относится невозможность эффективно обогревать удаленные помещения. Поэтому в домах большой площади обычно ставят несколько печек с отдельными или объединенными дымоходами или совмещают печное отопление с другими видами обогрева.
В компактных домах, состоящих из одной или нескольких помещений, печь обычно располагают в центре, так, чтобы ее стены были расположены во всех комнатах. Варочную поверхность и духовку размещают со стороны кухни, лежанку — в спальне или детской, а открытую топку камина — в гостиной или столовой.
Кирпичный отопительный щиток.
Схема следующая. Как видно на рисунке дымовые задвижки сделаны в верхней части щитка. Вторая задвижка отвечает за летний ход газов. Третья — зимний режим (она открыта, а газы идут в дымообороты щитка, вторая задвижка закрыта). Пока газы прохождят по каналам они охлаждаются, отдавая часть своего тепла щитку, и в остывшем состоянии идут в трубу. .
Размеры нашего отопительного толстостенного щитка 89 х 38 х 224 см. Масса — 1,2 т. Теплоотдача: одна хорошая топка — 430 ккал/ч; две топки соответственно — 600 ккал/ч. Как правило щитки оштукатуривают или кладут сразу из красивого огнеупорного кирпича. Три дымовые заслонки дают возможность регулировать движение газов. Режимы работы следующие.
Режимы работы щитка.
- В зиму зимняя задвижка закрыта, первая и вторая открыты. Идя по всем ходам щитка, газы теряют свое тепло отдая щитку.
- В летнее время 1 и 3 задвижки открыты, вторая закрыта. Газы, минуя дымоход щитка, напрямую уходят через трубу. Для наилучшей вентиляции помещения в насадной трубе устраивается специальный канал. Он открывается решеткой, имеющей жалюзи (клапаны). Их присутствие позволяет эксплуатировать систему вентиляции в 3 режимах: открытом, открытом паполовину и закрытом. Далее увидим кладку отопительного щитка.
Материал для кладки отопительного щитка:
- огнеупорный кирпич — 400 шт.;
- речной песок — три-четыре мешка;
- глиняная смесь- три мешка;
- рубероид для гидроизоляции — 1-2 м.
- чугунные задвижки 13 х 13 см -3 шт.;
- вентиляционная дрерка с клапаном (15-20 см);
- чугуннаяе дверки 14 х 13 см — 3 шт.
При кладке фундамента под щиток она на два ряда по высоте не доводится до уровня чистого пола. Сверху на фундаменте кладется один ряд кирпича, по нему настилается гидроизоляция, после чего размечается фигура печи. Далее ведется кладка второго ряда, который выходит верхней поверхностью на уровень чистого пола. После этого можно приступать к выкладыванию щитка.
- 1-й ряд — делают из цельного кирпича.
- 2-й и 3-й ряды — по картинке.
- 4-й ряд — в процессе кладки оставляется окошко для ввода к щитку печи и устанавливаются 2 чистки.
- 5-й ряд похож на четвертый, перевязка швов точная как на рис.
- 7-й ряд и след. нечетные, до 25-го — согласно рисунку с образованием трех каналов.
- 8-й ряд и след. четные до 26-го включительно — согласно рисунку порядовке.
- 10,11, 17, 23 и 24-й ряды аналогичны предыдущим. Однако с целью более лучшей надежности перевязки швов происходит по-иному.
18-й ряд кладется аналогично 10-му и 24-му. В канале монтируется задвижка с правой стены. 21-й и 22-й ряды кладутся с установкой самоварника. 27-й ряд — в процессе кладки два левых канала сходятся в один и перекр. самоварник. 28-й ряд — в процессе кладки устанавливается чугунная задвижка. 29-й ряд — согласно порядовке
Обратите внимание на перевязку. 30-й ряд — в ходе кладки справа щитка ставится задвижка, слева перекр
канал. В 31-м и 32-м рядах перевязку швов делаем по другому. Верх щитка — перекрваем в три ряда
Это видно на рисунке. Такая схема полностью сделана по требованиям пожарной безопасности. 33, 34 и 35-й ряды — по рис. 36-й ряд — в ходе кладки делаем вентиляционный и дымовой ход
Верх щитка — перекрваем в три ряда. Это видно на рисунке. Такая схема полностью сделана по требованиям пожарной безопасности. 33, 34 и 35-й ряды — по рис. 36-й ряд — в ходе кладки делаем вентиляционный и дымовой ход
В кухонных дровяных печах большая часть тепловой энергии в буквальном смысле улетает в трубу, и лишь незначительное количество тепла расходуется на разогрев плиты. Чтобы задержать горячие газы и пустить их на обогрев жилища, нужен отопительный щиток – кирпичная стенка с дымооборотными каналами внутри. Отопительно-варочная печь со щитком идеальна для дачи и летней кухни – она не занимает много места, эффективно отапливает помещение и может работать в зимнем и летнем режимах.
Порядовое руководство по строительству русской печи
1) Используем огнеупорные шамотные кирпичи. Чтобы добиться правильности перевязки (кирпичные швы), обрезаем каждый кирпичик на ¾ и в углах кладки устанавливаем по три таких кирпича так, чтобы они точно примыкали друг к другу.
2) Возводим стены будущего опечка.
3) В этом ряду применяем по четыре кирпича ¾.
4) Выстраиваем ряд номер 4 из цельных кирпичей. У тех кирпичей, которые будут располагаться у основания подпечья, откалываем уголки. Эти кирпичи станут опорами (пятами) у арки. Устанавливаем деревянную форму для кладки арки, следом производим кладку арки. Кирпичи скашиваем, для точности используя нитку, натянутую от центра опалубки к верхнему краю кирпича.
5) В этом ряду необходимо 20 кирпичей скосить под углом. Этот угол необходим для строительства свода подпечья.
6) Стенки с боков делаем толщиной в один кирпич. Стенки фасадную и располагающуюся сзади выкладываем в два слоя толщиной. Вставляем деревянную полукруглую опалубку между боковыми стенками. По этой форме выкладываем свод подпечья. В дальнейшем опалубку необходимо будет удалить, поэтому она должна быть разборной.
Приступаем к кладке свода. Зазоры меду кирпичами делаем одинаковыми, заполняем их раствором. Для прочности можно в зазоры вкладывать по небольшому обломку кирпича.
7-8) Производим строительство, строго соблюдая перевязку. Используем отвесы для проверки вертикальности граней. В восьмом ряду делаем основание для холодной печурки.
9) Строим печурку, ряд из цельных шамотов, на углах 1/2 и 3/4 частей.
10) Выстраиваем ряд, промеж стенками засыпаем слой мелкого песка.
11) Делаем сплошную кладку-перекрытие поверх песчаной засыпки.
12) Строим под печи и шесток. Шамоты, образующие под печки скреплять цементом не нужно. Пространство (щели) между ними засыпаем песком. В левом углу пода делаем горнушку – выемку под раскаленные угли.
13) Строим стенки варочной камеры и стенки шестка. Для устья печи устанавливаем металлическую перфорированную дугу между горнилом и шестком. В перфорацию вставляем пластичную железную или медную проволоку, которую затем утапливают в растворе между кирпичной кладкой.
14-16) Строим ряды горнила и шестка.
17) Укладываем опоры для свода горнила – 8 скошенных шамотов. Укрепляем на них опалубку из дерева. Выкладываем арку из ½ кирпичей.
18) Сооружаем арку.
19-22) Выкладываем сплошные ряды (строим перекрышу, на которой будет устраиваться лежанка). Перед 22 рядом засыпаем песок. Над шестком оставляем открытый проем.
23) Наращиваем стенки. Справа делаем отверстие для удобства очистки печи от золы.
24-26) Перекрываем перетрубье. Оставляем проем для дымохода и вьюшки.
27-28) Устанавливаем полудверку напротив вьюшки.
29-30) По-прежнему строим стены перетрубья.
31) Делаем ряд дополнительных кирпичей (3 шт).
32) Делаем перекрытие перетрубья, справа крепим задвижку.
33) Строим дымоход. Все ряды одинаковые, по шесть кирпичей. У потолочного перекрытия делаем кирпичный напуск.
После строительства даем печи просохнуть, проверяем тягу и производим внешнюю отделку.
Типы и особенности кладки печных щитков
Конструкции щитков отличаются друг от друга по типу дымооборотных каналов и бывают канальными и колпаковыми. Канальная дымооборотная система похожа на лабиринт с одинаковым сечением по всей длине. В колпаковом стояке отдельные плоскости соединяют каналами, при этом входные и выходные отверстия делают узкими, чтобы замедлить движение газов.
В модификациях с летним режимом в теплое время года дымовые газы направляют сразу в трубу, а в зимний период – в дымооборотные каналы, разогревающие стенки. Направление газовых потоков контролируют задвижками. Для очистки от сажи в нижней части постройки обязательно делают прочистные отверстия.
Как правило, отопительные щитки кладут в полкирпича, чтобы получить толстые стенки, аккумулирующие тепло. Принцип кладки пристройки ничем не отличается от строительства печи. Для работы используют керамический полнотелый кирпич и жаростойкую кладочную смесь или глину, смешанную с песком.
Первый ряд всегда делают сплошным из целого кирпича. Фундамент заливают общий с печью или раздельный, но профессионалы рекомендуют выбирать первый вариант. Стояк и массив печи могут представлять собой единую конструкцию или не иметь перевязки, что позволяет демонтировать и перестраивать одну из построек, не трогая вторую.
Так выглядит варочная печь с отопительным щитком
Есть схемы отопительно-варочных печей со щитком, в которых предусмотрена дополнительная топка, предназначенная для отопления пристройки без нагрева печи – такой вариант удобен для быстрого прогрева помещения в сырую, но не очень холодную погоду. Для отопления двух или трех смежных комнат разработаны более сложные угловые щитки, являющиеся частью перегородок. Иногда угловые модели устанавливают в одном большом помещении, чтобы повысить эффективность отопления.
Отопительный щиток — знакомство
Чтобы описание отопительного щитка выглядело более понятным, представим пару часто встречающихся ситуаций. Например, вы купили и установили у себя дома красивую металлическую печь – камин. Вариант второй: вы пользуетесь варочной плитой, сложенной из кирпича. В том и другом случае по нагреву дымохода заметно, что львиная доля тепла от сжигания дров в буквальном смысле вылетает в трубу. Так вот, отопительные щитки предназначены для того, чтобы задержать это тепло и направить его на обогрев дома.
По сути, кирпичный щиток – это своего рода газовоздушный теплообменник, пристраиваемый к печи любой конструкции. Газовоздушным он считается потому, что отбирает тепло у дымовых газов, нагревается сам, а после передает его воздуху помещения. Внешне сооружение напоминает часть прямой или угловой толстой стены, сложенной из кирпича. Внутри этой стены устроены вертикальные и горизонтальные каналы, по которым движутся продукты горения из топки плиты или камина. Побуждает их к движению естественная тяга дымохода.
Проходя весь путь по проходам внутри щитка, дымовые газы неизбежно остывают, отдавая тепло кирпичным стенкам. И если их начальная температура могла достигать 300 °С, то на выходе в вертикальный дымоходный канал она составит примерно 150 °С. Кроме того, разогретое тело щитка обладает немалой теплоемкостью и еще долго остывает после затухания печи, продолжая отдавать тепло в помещение.
Заключение
Роль кирпичного щитка действительно очень важна. Получается, что при совместной работе с ним будет эффективной даже простая буржуйка, чей КПД не превышает 30—40%. Сооружение позволяет значительно снизить расход дров и при этом успешно обогревать помещение. К сожалению, не во всяком доме возможно подобное строительство и решать вопросы экономичности приходится иными путями.
Металлические варочные и отопительно-варочные печки имеют одно несомненное преимущество — компактность. Подобный агрегат не будет занимать много места в вашем доме или на даче. Чтобы повысить эффективность стальных и чугунных печей, применяется кирпичный отопительный щиток.
