Печи и дымоходы заводской комплектации (ПЗК). Часть 1.
Классификация печей ПЗК.
Печи металлические. Печи Чугунные. Камин металлический. Камин чугунный.
Отопительные устройства и дымоходы полной (неполной) заводской комплектации называются устройства, изготовленные индустриальным методом, упакованные в разобранном виде и готовые к отправке и монтажу на объекте. К устройствам ПЗК прилагается: паспорт изделия, сертификат, схема сборки, гарантийный талон, номенклатурный талон. На ПЗК наносится опознавательный знак изготовителя, или марки (наименования) изделия.
В этом разделе приводятся наиболее простые дымоходы заводской комплектации, металлические печи, их назначение, классификации, КПД и эксплуатационные свойства камина, печи, дымохода.
При выборе металлической, чугунной печи, прежде всего, надо попросить у продавца сертификат на изделие. По Российскому законодательству, все печи ПЗК должны проходить обязательное испытание на специальных стендах во ВНИИПО МЧС «Научно-исследовательский институт противопожарной обороны.» .
Если сертификат на печь отсутствует, значит, печь сварили кустарным способом и она непригодна к эксплуатации. Она может служить источником возгорания и причиной возникновения угарного газа, от которого часто гибнут люди и возникают пожары.
Печи – (ПЗК), печи металлические бытовые – следует оценивать по критериям:
• эстетичность;
• экологичность;
• пожаробезопасность;
• экономичность.
Под экономичностью ПЗК понимают КПД (коэффициент полезного действия). Если она правильно поставлена и без нарушений эксплуатируется, ее КПД в норме должен составлять 75÷85% и не менее. От коэффициента полезного действия печи напрямую зависит расход топлива.
Признаки экономичности современной печи (ПЗК):
- длительное горение;
- малый расход топлива;
- высокая теплоотдача;
- быстрая теплоотдача.
В зависимости от модели, желательный эффект теплоотдачи достигается за счет конструктивных элементов печи, камина значительно продлевающих процесс горения дров или иного топлива.
Разновидности печей ПЗК
Печи бывают разными, и порой, у двух моделей практически, нет ничего общего. Рассматривая несколько основных параметров, можно классифицировать виды печей ПЗК по следующим параметрам:
• назначение;
• температура нагрева стенок;
• продолжительность сгорания топлива;
• время, необходимое для прогрева и полноценной теплоотдачи;
• схема движения газов в каналах;
• конструкция дымохода;
• форма печи;
• отделка наружных стенок;
• основной материал для изготовления.
Назначение
Говоря о назначении печи, можно назвать четыре основных вида:
• Отопительные печи.
• Отопительно-варочные печи.
• Кухонные плиты с отопительными щитками.
• Печи специального назначения: банные, прачечные, печи-камины и т. д.
Функции каждой модели заложены в ее названии. Так, отопительно-варочные печи предназначены для обогрева помещения и приготовления пищи.
Кухонные плиты предназначены исключительно для приготовления пищи, их отопительные способности невелики, но в небольшом помещении излучаемого ими тепла вполне хватает для обогрева.
Для повышения отопительных способностей кухонных плит в их конструкцию включают отопительные щитки. Такие плиты называют кухонными с отопительными щитками.
Температура нагрева.
Плиты бывают разными, и, само собой, отличаются температуры нагрева их внешних стенок. По данной характеристике выделяют три следующих типа печей:
• Умеренного нагрева – 90°С;
• Повышенного нагрева – 120°С;
• Высокого нагрева – 120°С и выше.
Место под установку печи желательно выбрать в центре загородного домика. Можно ставить поблизости от стены, внутренней, либо там, где внутренние перегородки пересекаются. Рекомендуется ставить печь топливником к помещению, оставляя в пространстве среди межкомнатных перегородок, другие печные стенки: заднюю и боковую.
Герметически закрывающийся топливник позволяет регулировать интенсивность горения, управляя потоком воздуха через поддувало. Одна порция дров может гореть в такой печи до 5 часов, и при этом не будут перегреваться поверхности и дымоходы печи. Усовершенствованная печь долгого горения очень эффективна: при отоплении помещений ее коэффициент полезного действия может достигать 90%.
Установить такую печь значительно проще, чем сложить кирпичную печь или камин, поскольку, она намного легче и не требует отдельного фундамента. Однако у них также малая тепловая инерция, и они обогревают помещение, только пока топятся.
Рис. 9.1. Облегченные отопительные печи ПЗК, где а - разрез, б – каркасная печь с мелкой облицовкой, в – каркасная печь с изразцами.
Есть еще один вариант эффективного усовершенствования металлических печей, когда их топливники и дымоходы обкладывают изнутри (то есть футеруют) кирпичом «на ребро».
Такие печи относят к категории облегченных печей. Печь весит менее 700кг (требуется около 200 кирпичей), и ее можно устанавливать на межэтажное перекрытие без дополнительного укрепления (в том случае, если перекрытие выполнено в соответствие со СНиП).
Толщина обкладки составляет 1/2 кирпича, но в некоторых случаях стенки топливника обкладывают кирпичом толщиной в 1/4 кирпича, а дымоходы – в 1/4, и в этом случае металлический футляр устанавливается только на дымоходах. Такие печи хранят тепло дольше, чем легкие, и не перегреваются. По эксплуатационным качествам они сравнимы с массивными кирпичными печами. И, несмотря на то, что облегченные печи разогреваются несколько дольше легких, они хороши для обогрева небольших помещений весной и осенью (Рис. 9.1.).
Следует обратить внимание на важное требование, которое предъявляется к качеству монтажа таких печей. Дело в том, что зазор между кирпичом и металлом обязательно должен плотно заполняться раствором (смесью глины с песком). Либо современным, огнестойким, пластическим негорючим материалом – экологически чистым.
Легкие печи с неплотными дверцами – это всевозможные времянки, труба от которых, как правило, выводится через окно. Эти печи не очень удобны в эксплуатации. Однако, к сожалению, они пользовались популярностью довольно долгое время – с конца 50-х и примерно до середины 80-х годов прошлого века, когда членам садоводческих товариществ запрещалось устанавливать в дачных домиках стационарные печи и дачники пользовались различными чугунными или сварными стальными печами, так называемыми «буржуйками» или «времянками». Последнее название появилось из-за того, что использовались эти печи для временного отопления помещения, а «буржуйкой» металлическую печку прозвали еще в начале XX века – за «прожорливость».
Печь банная металлическая. Каменка банной печи.
Современные печи банные подразделяются на две группы: так называемые печи банные "горячие" и печи банные "холодные". По сути - это печи банные прямого нагрева и печи банные постоянного нагрева.
• Печи банные "горячие" (печи банные прямого нагрева). Основное отличие печей банных "горячего" типа состоит в том, что их стенки при прогревании достигают температуры приблизительно около +100 градусов по Цельсию. Такие печи банные отлично прогревают парильню и нередко используются как единственный источник тепла в бане. Печи банные "горячие" заменяют, таким образом, печи отопительные. Единственный их недостаток состоит в том, что печи банные "горячие" (особенно при неправильной или неквалифицированной топке) способны перегреть парилку. Печи банные в таком случае не выполняют возложенной на них задачи - равномерно поднять температуру в помещении, создав наиболее оптимальный климат для парильного помнщения. При незначительном перегреве это не так страшно - существуют разнообразные технологии охлаждения парильной, однако при существенном перегреве печи банные "горячие" не дают возможности нормально попариться в наиболее оптимальных и комфортных условиях и парильня теряет всю свою чудодейственную прелесть.
Печи банные "холодные" (печи банные постоянного нагрева). Печи банные этого типа позволяют поднять температуру своих стен на существенно меньший уровень - приблизительно до +60 градусов по Цельсию. Однако так называемые печи банные "холодные" прогревают парильню не за счет отдачи тепла от своих стен - печи банные данного типа используют технологию циркуляции прогретого воздуха по специальной системе каналов. Принцип действия печи банной подобного типа - постоянная замена холодного воздуха горячим. Печи банные так называемые "холодные" предоставляют возможность регулирования, как теплообмена, так и объема пара в парильне (влажность и температура устанавливаются раздельно, а не по совместному типу). Поэтому печи банные "холодные" не перегревают помещение, а постоянно поддерживают в нем заданную температуру. Печи банные "холодные" нельзя использовать в банях, у которых не имеется постоянного отопления, так как печи банные "холодные" в таком случае будут долго протапливаться.
На рис. 9.2 изображен топливник 1 печи, который сварен из листовой стали. Сверху в отверстие топки установлен бак 2 для нагрева воды, внизу имеется дверца 3 для загрузки топлива. Под топливником расположено поддувало 4. Патрубок 5 соединяет топливник 1 с камерой 6, сверху которой установлена дымовая труба 7.
Рис.9.2. Двухкорпусная металлическая банная печь: 1 – топливник; 2 – водонагревательный бак; 3 – дверка топливника; 4 – поддувало; 5 – соединительный патрубок; 6 – горячая камера; 7 – дымовая труба; 8 – направляющая пластина; 9 – каменка; 10 – дверка для пара
Горячий газ, попадая в эту камеру, направляется вниз пластиной 8, после чего поднимается к дымовой трубе и обогревает контейнер 9 с камнями через его боковые стенки и сквозную трубу. В стенке камеры расположена дверка 10 для получения пара. Поперечное сечение печи может быть как круглым, так и квадратным. Сразу видно очевидные недостатки такой сваренной печи. Это значительные габариты и разделение двух блоков. Поэтому в современных печах ПЗК два блока объединяются одним массивом.
По типу топлива печи банные также подразделяются на несколько категорий:
- печи банные дровяные в кожухе из талькохлорида (прогреваются дровами);
- печи банные газовые (прогреваются природным газом или пропан-бутаном);
- печи банные электрические (прогреваются при помощи электроэнергии).
Рис. 9.3. Современные банные печи металлические ПЗКБ.
У современных печей ПЗК значительно улучшены дизайнерские и эстетические свойства, а также повышен КПД и они являются более пожаробезопасными. ( Рис. 9.3.) Но, тем не менее, требования к пожаробезопасности таких печей очень высоки, так как количество возгораний бань и строений от металлических печей ПЗК больше, чем от кирпичных печей.
Отопительные печи из металла. Печь отопительная металлитческая.
Отопительной печью (ПЗКО) называется такая печь, которая выполняет функцию отопления помещения. Она легкая, мобильная, легко монтируются к дымоходу (ДТЗК).
Какая печь предпочтительнее, зависит от региона, и среднегодовой температуры в котором расположен дом. Там, где есть обилие дров, естественно, предпочтительнее печи на дровяном отоплении. Где источник дров не доступен, можно успешно использовать печи-камины, которые действуют на газе или печи, которые прогреваются электричеством.
Чугунные печи «буржуйки» являются прекрасными устройствами для отопления жилища. ( Рис.9.4, б.).
Отопительные стальные и чугунные печи (ПКТ), по сути, являются печами каминного типа. Условное выделение их в отдельную категорию связано с уникальными теплофизическими и технологическими свойствами чугуна. Из всех металлов только высокоуглеродистый состав стали, названный чугуном, имеет большую теплоемкость, что позволяет чугуну накапливать в себе тепло, постепенно отдавая его в окружающую среду. Чугунные каминные печи можно условно называть вечными, поскольку чугун почти не подвержен коррозии. Чугунные печи-камины (ПКТ) в большинстве случаев оборудуются стеклянной дверцей из термостекла, площадь «зеркала» которой позволяет любоваться горящими поленьями. ( Рис.9.4, а.). Чугунные печи-камины оборудованы системой самоочистки стекла и имеют двойные стенки, делающие тепловой агрегат пожаробезопасным.
а) б)
Рис. 9.4.Различные отопительные печи, где: а - топливник печи каминного типа (ПКТ) мощностью 17.6 Квт, б – чугунная печь мощностью 4 Квт.
Каминные печи (ПКТ)довольно универсальны в эксплуатации. Они могут обогревать помещение с коэффициентом полезного действия топки до 80%. Выпускают каминные печи с верхним и задним расположением дымохода, что дает возможность подключать их к насадной дымоходной трубе и к коренной трубе.
Каминные топливники (кассеты) являются основным элементом закрытых каминов, которые в настоящее время пользуются все большей популярностью среди потребителей. Закрытые камины обладают целым рядом преимуществ по сравнению с открытыми.
Преимущества закрытых каминов:
Закрытые камины более безопасны в сравнении с открытыми;
Обладают более высоким КПД, который достигает 70-80%;
Экономичны. Имеется возможность регулировать интенсивность горения и, следовательно, расход дров;
Возможность разводить тепло по разным помещениям при помощи воздуховодов:
Недостатки в сравнении с кирпичными каминопечами:
Не аккумулируют тепло. Каминный топливник такого камина отдает тепло, пока происходит горение топлива.
Очень сильный нагрев поверхности. При этом пыль, постоянно присутствующая в воздухе пригорает на их поверхности.
Это характерно и для металлических печей длительного горения.
Принцип действия закрытого камина заключается в том, что воздух, омывая каминный топливник, нагревается и выходит в помещение через специальные отверстия. Через воздуховоды он может подаваться в соседние помещения.
Камин печь. Устройство каминного топливника ПЗК.
Рассмотрим простую конструкцию печи-камина (ПКТ). Самым главным элементом является топливная камера. Она может быть изготовлена из чугуна или жаропрочной стали. Чугунные камеры имеют толстые (8-12 мм) стенки, благодаря чему хорошо накапливают тепло и медленно его отдают. Этот материал способен выдержать большие перепады температур, сохраняя при этом форму. Стальные же топки в среднем в полтора раза легче чугунных, так как их сваривают из относительно тонкой (3-6 мм) листовой стали. Форма изделия может быть самой оригинальной. Для защиты металла от воздействия огня большинство производителей выкладывают камеру изнутри панелями из вермикулита или шамотных блоков. Такая футеровка сглаживает перепады температуры внутри топки, увеличивает теплоёмкость и существенно продлевает срок жизни изделия.
Конвектор - в данном случае это та часть топливника, в которой происходит горение топлива;
Дымосборник - верхняя часть топливника (конусообразная) где происходит сбор дымовых газов
Шибер или задвижка. Иногда отсутствует и монтируется отдельно при монтаже трубы;
Зольник для сбора золы;
Колосниковая решетка;
Отсекатель пламени. Служит для регуляции процесса горения.
Система двойного дожига и принудительной конвекции. Для регуляции процесса горения и для увеличения отдачи тепла.
Дверки топливника. Они изготовлены с использованием огнеупорного стекла.
Мощность каминных топливников может достигать 14 кВт. Камин на основе такого топливника может обогреть помещение более 120 кв.м.
Для наружной отделки каминных топливников используется разные материалы. В продаже имеется множество готовых облицовок изготовленных из натурального или искусственного камня. Облицовки поставляются индивидуально для каждого типа топливника.
Рис. 9.5. Устройство печи камина ПКТ, где: 1 – Каминный топливник; 2 - Дверка;3 - Труба; 4 - Корпус камина;
5 - Короб из гипрока; 6 - Труба для разводки воздуха;
7 - Окно для выхода теплого воздуха; 8 - Плита, изолирующая потолок помещения.
Рис. 9.6. Схема подключения топливника печи каминного типа (ПКТ) к дымоходу.
У большинства современных моделей количество кислорода регулируется, и если свести его к минимуму, поленья будут не гореть, а тлеть, и тогда одной партии топлива хватит на 4-5 часов. Отметим также, что режим длительного горения лучше использовать только после того, как топливник хорошо прогрелся. Ещё одна опция, увеличивающая КПД печи, – это система вторичного дожига газов. Конструктивно в ней расположен ряд дополнительных отверстий в верхней части топочной камеры. Дело в том, что при работе в тлеющем режиме дрова сидят на «голодном пайке». Углерод сгорает не полностью, и в топливнике образуется угарный газ. Это вещество горюче, но кислорода для горения ему не хватает. Вместе с другими продуктами сгорания угарный газ поднимается вверх, и если дополнительно дать ему немного воздуха, то можно будет дожечь его. Такой опцией, как правило, оснащаются каминные топливники, но и в некоторых моделях «буржуек» она тоже встречается. И наконец, возможна нерегулируемая подача кислорода через отверстия в верхней части дверцы. На эффективность работы каминной печи эти воздушные потоки не влияют, их задача состоит в том, чтобы создавать воздушную завесу, которая предохранит стекло от копоти. Перед монтажом чугунной печи-камина следует решить вопрос с дымоходом, к которому будет подключаться печь-камин. ( Рис. 9.6). При отсутствии дымохода требуется его установить. Дымоход можно смонтировать сэндвич из нержавейки с выполнением всех правил производства трубопечных работ.
Камин Печь. Основные отличия кирпичного камина от печи – камина ПКТ.
Определение «камин» из советских нормативных документов в свое время было изъято. Но в новой России некоторые фирмы, торгующие каминами на рынке, пытаются противопоставить и отделить камины от печей, что формально позволяет не выполнять требования российских ГОСТов, СНиПов и Правил пожарной безопасности, предъявляемых для печного отопления. В России такие конструкции «каминов» ( печь каминного типа) всегда называли печами. «Печи полной заводской комплектации» (ПЗК). Они относятся к нетеплоемким печам постоянного горения, и они строго регламентируются минимальным временем сгорания топлива. По ГОСТу 9817-95 «Аппараты бытовые на твердом топливе» - горение должно продолжаться для разовой загрузки дров не более 6 ч. Эти печи не имеют массива, способного аккумулировать тепло, даже при наличии дополнительной стенки из чугуна или тонкого слоя огнеупорной керамики. Металлическая поверхность чугунных печей может нагреваться выше 200 С, что исключает их использование в жилых зданиях без дополнительной облицовки.
Так как использование чугунных топливников без облицовки недопустимо, тепло в помещение они передают только конвекцией воздуха, нагреваемого топливником под облицовкой и подаваемого через воздуховоды. Тем самым, реализуется самый неблагоприятный режим отопления помещения. Воздух становится сухим и перекаленным. Температура в помещении поднимается выше нормативной, до 30-35 градусов. ( См. ГОСТ Р 52133-2003 Камины для жилых и общественных зданий. Общие технические условия, Госстрой России, 2003).