Компактные печи хороши тем, что они подходят как для гаража, так и для жилых помещений небольшого метража. За основу можно взять конвекционную отопительно-варочную (то есть ее также можно использовать в качестве плиты) прямоточную печь с установкой трех модулей (печь Колеватова).
Оригинальная конструкция подразумевает использование 4 модулей. Это позволяет повысить теплоотдачу, но, для гаража печи такого типа будут слишком высокими, поэтому лучше отдать предпочтение промежуточному варианту из 3 модулей. Далее мы рассмотрим и другие минусы более высоких печей этого типа с использованием 4,5 и более модулей.
Особенности проекта и выбор материалов
Масса печи составляет около 550 кг. С 4 по 12 ряды для кладки нужно использовать огнеупорный кирпич. Это повышает надежность готового отопительного сооружения. Можно использовать и полнотелый керамический кирпич, однако через несколько лет постоянной эксплуатации придется потратить время, силы и деньги на ее ремонт, поэтому лучше сразу создать прочную и долговечную кладку.
Насадная труба создает слишком большую нагрузку на печь, поэтому такой вариант для конструкции этого типа лучше не использовать. Оптимальным вариантом будет металлическая труба облегченного типа, которая выводится на крышу помещения или труба с коленом, которая уходит в стену помещения.
Габариты и количество материала
Основные габаритные параметры следующие:
- Размер основания печи составляет 510х510 мм.
- На уровне 10 и 11 ряда будет располагаться варочная плита. В этом месте размер немного увеличивается до 510х575 мм.
- Начиная с 12 ряда и до верхней части печи размер уменьшается до 510 на 390 мм.
- Высота самой печи 170 см.
Подобная конструкция обладает теплоотдачей около 2,2 кВт. Этого достаточно для того, чтобы отапливать гараж или комнату на 18-20 м2.
Для этого проекта потребуется:
- 96 штук обычного красного кирпича;
- 57 штук шамотного кирпича;
- жаропрочная сталь размером 300х175х4 мм;
- стальной уголок размером 32х32х4х950.
Если предполагается строительство печи только из керамического кирпича, то соответственно потребуется 153 штуки кирпича. Лучше прибрести материал с небольшим запасом, так как в ходе работы несколько кирпичей нередко повреждается. При подсчете нужно учитывать и то, что в процессе кладки кирпич придется резать и использовать не половину кирпича, а большую часть. Соответственно все эти половины мы посчитали за целый кирпич. Также потребуется топочная дверка, задвижка, зольная коробка и предтопочный лист.
Кладка кирпича с 1-го по 10-й ряда
Кладка производится рядами по следующему алгоритму:
- 1 ряд – простой. Состоит из 8 кирпичей уложенных классическим методом. Так как это первый ряд основания нужно убедиться, что его углы прямые, а поверхность, на которую укладывается кирпич, строго горизонтальная.
- 2 ряд. Начинаем формировать пространство для зольной камеры (а точнее коробки).
- 3 ряд. Пространство над зольной коробкой нужно немного заложить, оставив только отверстие по центру.
Полезно! В процессе эксплуатации печи зольную камеру рекомендуется выдвигать не более чем на 50-60 мм. Если во время горения топлива выдвинуть ее больше, то угли и зола начнут падать непосредственно на кирпичи. Полностью извлечь и очистить камеру можно только тогда, когда процесс горения в печи остановился, и через решетку в зольную камеру попали все остатки сгоревшего дерева.
- 4 ряд. Начинаем формировать топливную камеру. Этот ряд рекомендуется выполнить из шамотного кирпича. Кирпичи с боков и спереди должны иметь косые стенки. На задней и передней стенке за счет кирпичей предыдущего ряда образуются небольшие выступы. На них нужно установить колосниковую решетку (оптимальный размер 180х250 мм).
- 5 ряд. Состоит из 5 кирпичей, которые устанавливаются буквой П. В полученное пустое пространство устанавливаем дверку печи (210х250 мм).
- 6-7 ряды. Доходим до уровня верхнего края дверки. Ряды также формируем буквой П и используем шамотный кирпич.
- 8 ряд. Добавляем один кирпич и закрываем кольцо кладки.
- 9 ряд. Поднимаемся на ряд выше, но задний кирпич нужно выпустить на ¼ над топливной камерой. То есть за ним будут проходить кирпичи, уложенные продольным методом, чтобы не нарушить геометрию всей печи.
Кладка с 10 по 24 ряды
- 10 ряд. ¼ кирпича нужно выпустить в передней части печи. По задней стенке кладем целые кирпичи. То есть задний ряд будет состоять из половины кирпича, трех целых и еще одной половины кирпича. Таким образом, выступ над топливной камерой увеличивается, а проход становится уже. При этом кирпич на передней стенке, который направлен внутрь отверстия срезаем наискосок, чтобы в этом месте можно было монтировать варочную поверхность.
- 11 ряд. На этом этапе нужно отвести дымовой канал к задней стенке (дымовые газы будут отводиться назад и вверх), а в передней части вырезать в кирпиче небольшие выступы для того, чтобы установить на них варочную поверхность. Ширина дымового канала составляет около 150 мм. Также на этом ряду по краю передней части ряда необходимо уложить стальной уголок.
Полезно! Для данной печи используется нестандартная варочная поверхность. Для нее используется жаропрочная сталь толщиной 4-6 мм и размером 300х175 мм. Такой кусок стали нужно заложить в подготовленные ранее вырезы в кирпиче.
- 12 ряд. Кирпичи нужно уложить таким образом, чтобы в месте, где уложена варочная поверхность, образовалась ниша. Это увеличит поверхность этой зоны и позволит устанавливать на нее кастрюлю, чайник или небольшую сковороду. Также перед укладкой этого ряда можно приварить к варочной поверхности две проволоки на 2-3 мм и заложить их под кирпичи. Это предотвратит возможное движение стального листа в процессе эксплуатации печи.
- 13 ряд. Повторяем схему кладки предыдущего ряда с одним отличием – начиная с 13 ряда, используем обычный красный кирпич. При этом ближе к задней стенке сохраняем между поперечными кирпичами расстояние, чтобы не перекрывать проход для отвода газов.
- 14 ряд. Повторяем кладку. При этом ширина боковой стенки печи, начиная с 12 ряда должна составлять 390 мм. Для этого придется либо подобрать кирпичи большего размера (длиной более 250 мм), либо сделать более широкий шов. Первый вариант предпочтительнее.
- 15 ряд. Кирпичами нужно перекрыть нишу для варочной поверхности. Высоты в 3 кирпича вполне достаточно для использования небольшой посуды. Также на этом этапе нужно немного расширить проход для отвода газов. Кирпичи передней части также срезаются наискосок со стороны прохода. За счет этого и создается незначительное расширение.
- 16 ряд. Из кирпичей нужно создать так называемую камеру, разделенную на две части. Последующее возведение печи будет представлять собой чередование более узкого прохода (диафрагмы) с более широким проходом (камерой). Сочетание двух таких рядов принято называть модулем (в этом проекте их 3). Камера разделяется кирпичом на две части. Это необходимо для придания конструкции большей жесткости и, чтобы уплотнить швы передней и задней стенки. Также такая перемычка выполняет функцию рассекателя газовых потоков, поднимающихся снизу.
- 17 ряд – диафрагма. Кладем кирпичи по кругу, создавая меньшее отверстие.
- 18 ряд – камера.
- 19 ряд – диафрагма.
- 20 ряд – камера.
- 21 ряд – диафрагма. На этом этапе снимаем фаску (10 мм) с переднего ряда кирпичей, чтобы немного закруглить их.
- 22 ряд. Еще больше закрываем проход (его диаметр должен быть приблизительно в полкирпича) и создаем в центре вырезы для дымовой задвижки (130х130 мм) и устанавливаем ее.
- 23-24 – обычный ряд. При этом сохраняем размер канала.
В созданный канал необходимо установить облегченную трубу и вывести ее либо через крышу, либо через боковую стенку помещения.
Особенности работы печи
Принцип работы такой печи предельно прост. Когда топливо сгорает в топливной коробке, оно начинает нагревать варочную поверхность (плитку) и уходит наверх, проходя через чередующиеся модули (диафрагмы и камеры). В данном варианте мы изготовили три таких модуля. Однако в оригинальных печах такого типа обычно устанавливается 4 модуля. Так как мы делаем обогревательную систему малых габаритов для небольшого помещения, то выполнять кладку дополнительного модуля нецелесообразно. Это немного уменьшает теплоемкость конструкции, но это вполне достаточно для гаража или комнаты.
Зачем делать чередующиеся модули
Если бы мы не делали модули, а создали бы простой прямой канал, то горячие дымовые газы направлялись бы вверх параллельными струями (то есть происходило бы ламинарное движение газов). В этом случае струи газовой среды не смешиваются друг с другом. Из-за этого стенки печи нагреваются только за счет крайних боковых струй газа. Струи расположенные внутри потока остаются горячими и лишь частично отдают тепло соседним потокам газа. Соответственно, при создании прямого прохода мы значительно снижаем теплоотдачу конструкции. То есть выше плиты, кирпичи в таком случае не будут нагреваться, а это приводит к серьезным тепловым потерям и делает печь практически бесполезной.
Благодаря резкой смене сечения канала в местах, где диафрагма меняется камерой, создаются завихрения потоков. На фоне этого происходит замедление самого потока, что уже намного сильнее нагревает кирпич. Также больший нагрев происходит благодаря тому, что потоки газа смешиваются. Соответственно, проходя по камере, боковые струи отдают тепло стенкам печи, а потом, попадая в более узкую диафрагму, они смешиваются. Благодаря этому, направляясь в следующую камеру, снова отдается довольно большое количество тепловой энергии. То есть каждый раз, когда газовые потоки проходят модуль они «обновляются» и тепло перераспределяется.
Если установить 4 модуля, то температура нагрева будет ниже в самой верхней части печи. Поэтому нет никакого смысла использовать и 5 модулей. Так как в этом случае все равно основной нагрев будет приходиться на первые три модуля и, разумеется, непосредственно на ту часть печи, где производится сжигание топливного материала. Кроме этого, при наличии 5 и более модулей, тепло от первых трех будет быстрее уходить на обогрев дополнительных частей. Так как газовые потоки постепенно остывают, они не способны производить нагрев всей печи. Тепло начнет распределяться.
Кроме этого, при падении температуры по мере продвижения дымовых газов, начнет выделяться конденсат, что также не очень хорошо для печи. Поэтому оптимальный вариант – это 3 модуля, которые создают оптимальное распределение тепла и не спровоцируют образования влаги.
Это простейшая и наиболее удобная в использовании конструкции печи для небольших помещений. Она подходит для ежедневной эксплуатации, отличается долговечностью. Однако для больших помещений лучше использовать проекты более габаритных печей с большей теплоотдачей, где можно возвести более 3 камер.
Статья в тему: «Кладка кирпичной печи-барбекю с вытяжкой«.