Читайте в статье
Там, где невозможно установить отопительную печку посреди комнаты, чтобы максимально комфортно обогреть ее, приходится использовать угловые печи (УП).
Эти конструкции меньше влияют на комфортность перемещения по помещению, но заметно сложней прямоугольных печей по своему устройству, а для их кладки требуется печник более высокой квалификации.
Преимущества и недостатки установки печей в углу комнаты
Чтобы оценить все преимущества и недостатки такого расположения отопительных приборов, необходимо рассмотреть процессы, которые происходят внутри печи и их влияние на микроклимат помещения.
Вне зависимости от типа (отопительная или отопительно-варочная) и конструкции (кирпичная (КП) или металлическая (МП)), печь работает по одному принципу – твердое топливо внутри нее, под воздействием высокой температуры, превращается в горючие пиролизные газы (Пиролизные газы и их применение).
Дымовые газы проходят по телу отопительного прибора, нагревая его, после чего последние напрямую или через калорифер обогревают помещение. Кирпичные печи, являясь теплоемкими, отапливают комнаты до полусуток, после чего их нужно снова топить, металлические же не создают запаса тепла, поэтому после угасания топлива перестают греть.
Температура наружной поверхности
Температура наружной поверхности кирпичных печей составляет 55–75 градусов, хотя для некоторых участков допустим нагрев до отметки 100–120 градусов.
Температура наружной поверхности металлических обогревающих устройств зависит от их конструкции:
- голая топка 500–800 градусов;
- банная печь 200–600 градусов;
- печь или печь камин 60–100 градусов.
Такая разница обусловлена тем, что первые вообще не предназначены для установки прямо внутри помещения, ведь их необходимо сначала (обложить кирпичом), вторые же должны нагревать помещение парной до сильного жара и только третьи предназначены для отопления.
Третий вариант металлических нагревателей оснащен калорифером, то есть дополнительным наружным корпусом, расположенным на некотором расстоянии от внутреннего.
В верхней и нижней частях калорифера предусмотрены отверстия для движения воздуха, попадая внутрь конструкции, воздух нагревается и устремляется вверх, выходя через соответствующие отверстия и унося с собой тепловую энергию.
Влияние печки на температуру помещения
В зависимости от температуры и площади горячей поверхности, отопительные приборы оказывают разное воздействие на температуру внутри помещения. Металлические конструкции с калорифером нагревают проходящий через них воздух, который затем поднимается к потолку и по мере остывания спускается к полу, постепенно растворяясь в остальном воздухе помещения.
Такая работа калорифера позволяет ему эффективно обогревать даже довольно большие помещения с хорошей теплоизоляцией, а его производительность зависит от:
- мощности топки (топливной камеры);
- температуры стенок топливной камеры;
- пропускной способности верхних и нижних отверстий;
- расстояния между наружной и внутренней стенками.
Кирпичные печи действуют иначе – из-за огромной по сравнению с МП площади наружной поверхности и относительно невысокой температуры, а также отсутствия канала калорифера, они менее эффективно нагревают воздух.
Потому основным способом воздействия КП является инфракрасное излучение, которое эффективно нагревает поверхности и менее эффективно согревает воздух в помещении. Поэтому в домах, где установлены русские печи, тепло лишь на уровне пода и выше, тогда как КП с нижним прогревом нагревают предметы почти на уровне пола.
Перепад температур в помещении с КП заметно ниже из-за меньшей температуры под потолком, а инфракрасное излучение в разумных пределах благотворно воздействует на организм человека.
Именно этим и обусловлено благотворное влияние русской печи и КП с лежанками на человеческий организм – небольшой нагрев участка тела, например, спины, повышает в нем интенсивность кровообращения, а значит ускоряются все обменные и регенерационные процессы.
Влажность и чистота воздуха
Те, кто жил в домах с правильно работающими печами, отмечали, что влажность там всегда находится на оптимально комфортном уровне, да и сам воздух как будто бы более чистый и приятный. Этому есть логичное объяснение – во время работы отопительный прибор высасывает десятки, а нередко и сотни кубометров воздуха из помещения, создавая тем самым разряжение, засасывающее свежий воздух с улицы.
Вместе с комнатным воздухом из помещения уходят:
- избыток влаги, обусловленный дыханием людей или животных, а также иными факторами;
- избыток углекислого газа;
- ароматические вещества, являющиеся результатом жизнедеятельности людей или животных.
Поэтому топку печи можно сравнить с эффективным внеочередным проветриванием помещения, обеспечивающим даже не частичную, а почти полную замену воздуха.
Преимущества и недостатки установки печей посреди помещения
Если отопительное устройство установлено посреди помещения, вне зависимости от того, комната это или многокомнатный дом с круговым расположением комнат, то тепловое воздействие распределяется равномерно по всей площади.
Причем чем дальше от источника тепла, тем слабей его влияние, это в полной мере относится ко всем видам печей, поэтому максимальное расстояние, на котором сохраняется ощутимое влияние печи без перегрева возле нее, составляет 4–7 метров. На большем удалении влияние отопительного прибора падает, поэтому в десяти метрах от печи ее влияние почти не ощущается.
Все это позволяет обогревать одной печью достаточно большие (до ста квадратных метров) комнаты или дома, ведь в квадратном четырехкомнатном доме, где у всех помещений одинаковая площадь, максимальное расстояние от печи до стены не превышает семи метров.
При этом печь, которая по отношению к дому установлена строго по центру, по отношению к каждой комнате является угловой, что и позволяет одним отопительным прибором обогревать до четырех помещений.
При этом тепловая мощность отопительного прибора достаточна для обогрева всего дома, поэтому каждой комнате достается лишь четверть тепла, чего достаточно для создания там комфортной температуры.
Ситуация кардинально меняется, если печь предназначена для обогрева одного помещения, особенно небольшой площади – установив ее посредине, вы создадите препятствие на пути движения по комнате, что не всегда удобно, в жилых домах такие комнаты встречаются редко, но тем не менее.
К примеру, печь посреди кабинета или зала будет смотреться нелепо, что сведет к нулю все преимущества такой установки, поэтому там лучше подойдут УП.
Особенности угловой установки печей
Главным преимуществом угловой установки является минимальное влияние отопительного прибора на комфортность пользования помещением, ведь находясь в углу, такая конструкция не мешает выполнять в комнате любые действия, начиная от какой-то работы и заканчивая перестановкой мебели.
Ближняя к печи стена помещения создает подобие калорифера, но для эффективного конвекционного обогрева требуется более высокая температура поверхности печи. Однако там, где установлены МП с калорифером, негативное влияние углового расположения гораздо меньше, ведь поднимающийся к потолку горячий воздух ведет себя согласно гидравлической теории М. В. Ломоносова.
Суть этой теории в том, что все газообразные вещества ведут себя подобно жидкостям с разной плотностью, поэтому относительно горячие и менее плотные слои воздуха под потолком не смешиваются с менее горячими, а распространяются по всему свободному пространству.
Кроме того, угловым КП свойственны следующие недостатки:
- Прямоугольная конструкция плохо подходит для установки в углу, поэтому корпус приходится выкладывать в виде треугольника.
- Треугольный корпус из-за своей формы плохо подходит для любых схем движения дымовых газов, кроме противоточной (финская печь).
- Во время кладки угловой КП количество подрезок кирпича возрастает многократно по сравнению с прямоугольными аналогами той же схемы движения газов.
- Из-за треугольной формы и частого использования подрезанного кирпича прочность каждого ряда, а также перевязка соседних рядов заметно хуже, чем в прямоугольных аналогах, поэтому приходится тщательно армировать как тело, так и шамотное ядро КП.
Конструкция
Металлические угловые печи представляют собой всевозможные, в том числе (Пиролизные) буржуйки, поэтому отличаются от своих аналогов только формой корпуса, кирпичные же устроены гораздо сложней.
Основу кирпичной УП составляет обычная или футерованная топка, в том числе каминная (Печь-камин с водяным контуром), а также развитая система каналов, предназначенная от отъема тепла из потока дымовых газов.
Поскольку топливную камеру и каналы приходится вписывать в треугольник, их всегда возможно сделать круглыми или прямоугольными, а также непросто соблюсти правильные сечения.
Из-за этого разработать грамотную, правильно работающую угловую печь может лишь опытный печник с хорошим базовым техническим образованием, разбирающийся в тех процессах, которые происходят внутри отопительного прибора.
Неправильный выбор сечений каналов приведет либо к дымлению, либо к слабому нагреву всей конструкции, а также разрушению дымохода из-за постоянного выпадения конденсата.
Кроме того, неопытные печники используют металлические уголки для перекрытия каналов из-за необычной формы и больших размеров последних, чего делать категорически нельзя.
Опытные печники перекрывают топку без футеровки одними кирпичами, укладывая их «в замок», а топливную камеру с футеровкой шамотной плитой.
Во втором случае можно делать топливную камеру заметно более крупной, ведь размер шамотных плит достигает 100х100 см, а для перекрытия свода над плитой укладывают сначала теплоизолятор, например, базальтовую вату, затем кирпичи на стальных уголках.
Поскольку в этом месте уголки от воздействия жара защищает 50–150 мм базальтовой ваты, температура их нагрева недостаточна для разрушения кладки.
Как сложить своими руками?
Если вы решили поставить в своем доме кирпичную УП, то поступайте так:
- Определите теплопотери помещения, ведь именно от них зависит необходимая мощность углового обогревателя.
- Рассчитайте необходимую наружную площадь отопительного прибора с запасом исходя из того, что один квадратный метр генерирует 450–500 Вт/ч тепловой энергии при топке дважды в сутки.
- Определите размеры печи исходя из минимального расстояния от ее крыши до потолка из горючих материалов 35 см при отсутствии термозащиты, и 25 см, если деревянный потолок обшит асбестом и металлическим листом или другим негорючим материалом. Минимальная высота до потолка из негорючего материала составляет примерно 10 см, если сделать меньше, то неудобно будет укладывать крышу УП.
- Соберите максимум информации по конструкции таких печей, изучите порядовки и тематические форумы, посмотрите ролики на Ютубе.
- Внимательно изучите процесс печной кладки, в том числе фигурную подрезку кирпича и армирование рядов.
- Создайте или адаптируйте под ваш дом готовую порядовку угловой печи.
- Создайте фундамент под печь и подготовьте отверстия для провода дымохода через перекрытия и кровлю.
- Возведите дымовую трубу.
- Закончив кладку, проведите пробную топку, чтобы проверить тягу УП.
- При необходимости облицуйте ее подходящим материалом.
Подготовительные действия
О методике приблизительного определения теплопотерь помещения мы рассказывали тут, а определение размеров печи, обеспечивающей выделение нужного количества тепла, потребует знаний геометрии на уровне шестого класса средней школы, поэтому с такими расчетами справится любой.
Чтобы получить больше информации по устройству и принципу работы угловых печей, мы рекомендуем прочитать эти форумы:
Чтобы понять общие принципы кладки кирпичных печей, внимательно изучите эти статьи:
- Банная печь Кузнецова.
- Голландка с плитой.
- Печь Кузнецова своими руками.
- Печь своими руками, порядовка.
- Как выбирать печной кирпич.
- Как закрепить топочную дверцу в кирпичной печи.
- Отличие от колосниковой.
- Раствор для кладки кирпичной печи.
Порядовка
В этой статье вы найдете порядовку отопительной угловой печи-камина тепловой мощностью 4–5 кВт/ч с противоточной (финской) схемой движения газов и с частично реализованным колпаковым принципом.
Топливная камера выложена из шамотного кирпича, поэтому легко переносит топку дровами, а армирование через ряд компенсирует недостаточную перевязку рядов, вызванную сложной формой этого элемента. Высота топки достаточна для максимально эффективного сгорания дров, чему способствует катализатор, установленный в верхней части.
Подвертки в нижней части тела печи обеспечивают переход из опускных в подъемный канал. Дымовая труба также обладает избыточным сечением, но именно такой размер выглядит наиболее гармонично. Дальнейшую дымовую трубу можно как продолжать возводить из кирпича, так и сделать из сэндвич-труб.
Для этого потребуются:
1–4
На этих рядах расположены зольная камера, одновременно выполняющая функцию опоры шамотного ядра и подвертки дымохода, через которых дымовые газы уходят в восходящий канал.
Расстояние от верха первого канала до пола из горючих материалов должно быть как минимум 200 мм, если необходимо, залейте под ним подушку из бетона или поднимите уровень любым другим удобным способом.
После укладки второго ряда обязательно армируйте кирпичи любым удобным способом. Сохраняйте рисунок армирования, указанный на порядовке, он обеспечивает наиболее эффективную фиксацию кладки и повышает ее прочность.
Поддувальная и прочистные дверцы расположены на втором и третьем рядах, а крепить их можно любым удобным способом, начиная от прибивания гвоздями и заканчивая вклеиванием.
5–12
На этих рядах расположены нижние части шамотного ядра и всех каналов. Дно стенок, отделяющих каналы друг от друга, сформировано из трех уложенных плашмя кирпичей, одной частью находящихся на наружном корпусе, другой на опоре шамотного ядра.
Чтобы эти кирпичи не разрушали кладку, между ними и выборкой в кирпичах наружной стены укладывайте прокладку из базальтовой ваты или картона толщиной 5 мм, она компенсирует их температурное расширение.
Также устанавливайте прокладку между кирпичами отделяющих каналы стенок и шамотным ядром, причем тут можно использовать как один большой кусок (он показан на рисунке 5-3), так и ставить на каждый ряд отдельный отрезок базальтового материала.
Установка внутренней прокладки избавит вас от необходимости укладывать базальтовый материал между перемычкой и целыми кирпичами наружного корпуса, но если вы хотите максимально защитить печь от перетопов, то ставьте прокладку и там.
Поскольку на порядовке изображена каминопечь, то для нее необходима одиночная или двойная остекленная дверца, а для установки используйте монтажный тоннель подходящего размера.
На первом ряду шамотного ядра сделайте выборку под колосниковую решетку, ведь после установки последняя должна лежать вровень с подом ядра. Спереди кирпичи шамотного ядра отделяйте от тела печи бумажным картоном толщиной 1–2 мм. На двенадцатом ряду тела печи и соответствующем ему ряду ядра делайте выборку под перемычку из керамического или шамотного кирпича.
Армируя эти ряды, строго придерживайте той формы армирующего материала, которая указана на порядовке.
13–20
На этих рядах расположена верхняя часть топливной камеры и средняя часть всех каналов. Тринадцатый ряд укладывайте с учетом перемычек над дверцей и ядром. На двадцатом ряду выкладывайте катализатор, как нарисовано на схеме.
21–23
На этих рядах сформирована начальная часть камеры дожига, а ее форма обеспечивает дополнительное перемешивание проходящих через нее газов, благодаря чему происходит дожиг пусть и незначительной, но все же части углерода.
Это сокращает скорость сажеобразования в восходящей и дымовой трубах, а также повышает общее количество выделенной УП тепловой энергии. На двадцать третьем ряду формируйте выходные отверстия, через которые дымовые газы поступят в опускные каналы.
24–27
Здесь расположены выходные отверстия камеры дожига и верхняя часть опускных каналов, в которых благодаря избыточному сечению частично работают принципы колпака. На двадцать седьмом ряду перекрывайте шамотную часть шамотной же плитой.
Если вы не сможете найти плиту, размер которой превышает 780х650 мм, то ее можно набрать из нескольких плит длиной 650 мм, толщина плиты 50–60 мм.
28–31
На этих рядах расположено перекрытие всей печи. На двадцать восьмом ряду расположен теплоизолятор, благодаря которому появилась возможность использовать стальные уголки без риска повредить перекрышу, теплоизолятор защитит сталь от нагрева, поэтому не будет сильного температурного расширения, разрушающего кладку.
Однако использовать металл над каналами нельзя, поэтому их перекрывайте только керамическим кирпичом. Чтобы уложенные на уголки кирпичи не выступали над остальными камнями ряда, сделайте в них выборку под металл.
32–38
На этих рядах сформирована нижняя часть дымовой трубы, продолжить которую вы можете как кирпичом, так и сэндвич-дымоходом. На тридцать третьем ряду сделайте выборку под задвижку, затем вклейте последнюю на глину, а на рядах 35–36 установите прочистную дверку, с помощью которой вы сможете обслуживать дымоход.
Видео
О том, как построить угловую отопительную печку из кирпича своими руками — следующее видео:
Заключение
Угловые печи обладают определенными преимуществами, но из-за своего расположения несколько менее эффективны, чем те нагревательные устройства, которые установлены посередине помещения.
Кроме того, конструкция кирпичных УП заметно сложней, чем их прямоугольных аналогов, а для того, чтобы выложить такую конструкцию, потребуется мастер более высокой квалификации.
