Русская печь с плитой: особенности конструкции и возведение своими руками

Традиционная русская печь (РП), несмотря на весь ореол легендарности, плохо подходит как для отопления, так и для ежедневной готовки еды, поэтому печники ищут различные способы повышения ее эффективности.

Одним из таких способов является проект соединения классической РП не только с лежанкой, но и с дополнительной печью, оснащенной варочной плитой. Благодаря такому соединению расход дров для готовки еды сокращается в несколько раз, а вот повышение эффективности отопления зависит от наличия развитых каналов опечья.

История появления

История русской печи начинается много тысячелетий назад, в те времена, когда люди только приручили огонь и заметили, что костер, горящий внутри очага, греет лучше, чем расположенный на земле.

Постепенно примитивный каменный очаг эволюционировал в то, что впоследствии назовут курной печью, ведь дым из этой конструкции наполнял дом, обкуривая его стены (топка «по-черному»), затем выходил через специальное окошко. Избы, в которых стояли такие печи, получили называние «курных», они были малокомфортны для проживания и небезопасны.

Из-за низкой эффективности отопления дома местом для сна зимой стали полати, то есть деревянные лежаки, расширяющие перекрышу РП и превращающие ее в довольно большую площадку, ширина и длина которой составляла 1,5–2,5 м.

В начале XVIII века Петр I привез из «великого посольства» новую схему печи, которая была оснащена отопительным щитком и дымоходом, поэтому ее стали называть «голландской» или «голландкой».

Но для изготовления такой печи требовались дешевые элементы из чугуна, а уровень развития промышленности не позволял производить такой продукт, поэтому постепенно РП переняла от «голландки» идею дымохода, который сначала делали из дерева.

Такой дымоход хоть и улучшал атмосферу внутри курной избы (топка «по-серому»), но кардинально изменить ситуацию не мог, поэтому до первой четверти ХХ века курные РП еще встречались в деревнях российской глубинки.

Тем не менее, уже к середине XVIII РП обрела свой образ, известный из фильмов и книг, а дым из нее уходил в атмосферу, минуя внутреннее пространство дома (топка «по-белому). В качестве отопительного прибора РП проигрывала подавляющему большинству печей, разработанных в XVIII–ХХ веке, ведь грела лишь ее верхняя половина, расположенная примерно на уровне пояса человека среднего роста.

Кроме того, прогреть массивную конструкцию было непросто, ведь вес русской печи нередко превышал 5 тонн, поэтому для ее топки требовалось много дров. При всем этом большинство печников до сих пор считают топку РП идеальной камерой сжигания и дожига дров, поэтому ее популярность, несмотря на все недостатки, не падает.

В первой половине ХХ века на ее основе была разработана улучшенная версия, получившая название «Русская теплушка». Инженер Подгородников, сохранив плюсы РП, сумел избавиться от минусов, благодаря чему по эффективности отопления она сравнилась с печами других типов.

Это произошло благодаря развитой системе каналов в опечье, которое до того выполняло лишь функцию дополнительного фундамента, поднимающего РП на необходимую высоту.

Более подробную информацию об истории появления, преимуществах и недостатках РП, а также способах ее модернизации, вы найдете тут (Русская печь).

Что дает установка плиты?

Чугунная варочная плита является частью подтопка, то есть дополнительной печи, встроенной в тело РП и предназначенной для приготовления пищи. В большинстве случаев достаточно одной закладки дров или угля в подтопок, чтобы приготовить какое-нибудь несложное блюдо, ведь время горения топлива составляет 1–2 часа.

Даже при использовании двойной закладки расход дров оказывается в 2–3 раза меньше, чем требуется для прогрева РП, поэтому в осенне-летний сезон, когда не требуется сильно отапливать дом и прогревать перекрышу, использование подтопка заметно сокращает расход топлива.

Но такой вариант возможен лишь с «Русской теплушкой», ведь в классической РП опечье изготовлено из бревен и никаких дымоходных каналов внутри него нет, а значит его невозможно использовать для отопления.

При этом варочная топка плохо подходит для прогрева массива опечья, ведь нагреть массивную песчаную осыпку гораздо сложней, чем комнатный воздух, поэтому требуется больше мощности, чем для классических отопительно варочных печей.

Поэтому варочная топка в первую очередь предназначена именно для готовки еды, благодаря чему ее обычно используют при пониженной мощности (минимальной загрузке топлива), из-за этого она не может прогреть опечье. Если же вам требуется не только готовить еду, но и протопить нижнюю часть РП, то используйте 1–2 полных закладки топлива.

Где ее располагают?

В РП есть лишь 2 места для установки подтопка и его плиты:

• под шестком (в этом случае плита заменяет шесток);
• сбоку от РП (в этом случае получаются две отдельные печи, объединенные общим щитком и дымовой трубой).

Установка подтопка под шестком увеличивает расстояние до устья печи, а значит в какой-то мере затрудняет работу РП с плитой для готовки еды. При установке сбоку шесток не расширяется, но приходится либо прокладывать дымовой канал внутри опечья, либо усложнять конструкцию подтопка, ведь дым необходимо выводить к щитку, который расположен у русской печи спереди.

Если канал проложен лишь в одной стороне кирпичного опечья, то из-за температурного расширения кладки появляется сильное напряжение, которое со временем приводит к выкрашиванию (разрушению) кладочного раствора и появлению щелей.

Если же канал проложен по всему опечью, то температурное расширение конструкции одинаково, но повышается минимально допустимая мощность подтопка, ведь необходимо прогреть:

• каналы опечья;
• щиток;
• дымовую трубу.

Причем минимальная температура на выходе из трубы должна составлять 125 градусов, если она будет ниже, дым не просушит конденсат к концу топки, а значит выпавшая влага будет разрушать кирпич и кладочный раствор трубы.

Как правильно совместить подтопок и каналы опечья?

Если вы не собираетесь делать обогреваемое опечье, то достаточно вывести дым из подтопка в щиток без всякого согласования, однако если вы решили сделать каналы, то учитывайте, что варочная топка плохо подходит для прогрева столь массивной конструкции, как РП или даже лишь ее опечье.

Кроме того, время горения одной закладки дров (в среднем 1–1,5 часа) недостаточно для готовки еды, поэтому закладывать дрова приходится дважды.

Чтобы правильно совместить подтопок с каналами, обязательно сделайте следующее:

• обеспечьте достаточную мощность подтопка;
• предусмотрите возможность его работы в обход каналов;
• учитывайте раздельную работу подтопка и горнила.

Чтобы определить оптимальные размеры топливной камеры подтопка (при условии двухразовой закладки дров), используйте следующие формулы:

1. Р1 = S/2.
2. Р2 = Р1*К1*К2.
3. М = Р2/К3.
4. V1 = М*К4.
5. V2 = V1*К5.
6. h = V2/(К6*К7).

Где:

1. S – наружная площадь обогреваемой части опечья м².
2. Р1 – среднесуточная тепловая мощность опечья кВт/ч.
3. Р2 – тепловая мощность топки, необходимая для прогрева отапливаемой части опечья, чтобы температура дыма на выходе из трубы составляла хотя бы 150 градусов, кВт/ч.
4. К1 – коэффициент, зависящий от количества топок в сутки. При одноразовой топке он составляет 24, при двухразовой 12.
5. К2 – коэффициент потерь на излучение варочной плиты, нагрев щитка и другие непредвиденные или неучтенные факторы, в среднем, 1,8.
6. М – масса дров, которые необходимо сжечь для получения требуемого количества тепловой энергии, кг.
7. К3 – коэффициент, описывающий теплотворность дров в зависимости от их влажности, примерно 4,2 при влажности 25%, при влажности 45 процентов он составит 2–2,5.
8. V1 – объем одной закладки дров, которые нужно сжечь для получения требуемого количества тепла, м³.
9. К4 – коэффициент плотности древесины, в среднем 0,0022.
10. V2 – объем топливной камеры подтопка, м³.
11. К5 – соотношение объема дров к объему топливника, обеспечивающее хорошее сгорание топлива, в среднем 2–2,5. Если высота получается меньше 26 см, то необходимо уменьшать длину или ширину.
12. h – высота топливной камеры от колосниковой решетки до варочной плиты, м.
13. К6 – коэффициент длины топки, для плиты размером 71х41 см он составляет 0,52–0,65 (52–65 см).
14. К7 – коэффициент ширины топливной камеры, для плиты размером 71х41 см он составляет 0,26–0,39 (26–39 см).

Вот пример такого расчета для РП размерами 2080х1300 мм (длина и ширина) с высотой греющего опечья 910 мм.

1. S = (2,08*0,91)*2*(1,3*0,91) = 4,48 м².
2. Р1 = 2,24 кВт/ч.
3. Р2 = 2,24*12*1,8 (использование подтопка дважды в сутки) = 48,4 кВт/ч.
4. М = 48,4/4 (влажность 25–28%) = 12,1 кг.
5. V1 = 12,1*0,0022 = 0,0266 м³.
6. V2 = 0,0266*2,3 = 0,06 м³.
7. h – 0,06/(0,52*0,39) = 0,35 м (35 см или 6 рядов (примерно 37 за вычетом посадки плиты см)).

Движение газов в опечье

Как и у обычных отопительных или отопительно-варочных печей, у опечья комнатный воздух нагревает только наружная поверхность, а пространство, лежащее за дымовым каналом, выполняет функцию теплоаккумулятора. При этом общая длина канала превышает 3 метра, а его высота превышает 50 см.

Если пустить дым по такому каналу, то равномерного прогрева добиться не получится, верхняя и ближняя к топке часть нагреется сильней, что приведет к увеличению температурного напряжения в кладке и сократит срок ее службы.

Поэтому оптимальной конфигурацией канала является колпак, по всей длине разделенный рассечками, благодаря чему в районе подключения к топке наблюдается увеличение температуры поверхности опечья на 2–10 градусов при стандартной закладке дров.

Но совместить канал шириной в полкирпича (130 мм) и хайло шириной в кирпич (260 мм) непросто, если хайло расположить поперек канала, то участок кладки напротив него будет гораздо сильней нагреваться, поэтому при перетопе кладочный раствор начнет крошиться.

Если дымовые газы выходят в колпак, обладающий достаточными размерами для того, чтобы дым разошелся в разные стороны, омывая противоположную стенку кладки, то последняя нагревается заметно слабей, чем когда дым попадает в канал, сечение которого меньше одного кирпича.

Кроме того, для эффективной работы греющего опечья необходимы два подъемных канала, по одному дым будет идти при работе «на прямую», то есть в обход основных каналов, по второму при штатном нагреве нижней части РП.

Можно отказаться от второго вертикального дымохода, но тогда придется вдвое увеличивать длину канала внутри опечья с одновременным сокращением его сечения, что приведет к сильному падению тяги и увеличит требования к минимальной высоте дымовой трубы.

Если же вы решите отказаться от нагрева нижней части печи, то достаточно сделать переход в щиток после плиты, но такая конструкция сохранит основные недостатки классической РП.

Если вы хотите подключить к каналам опечья не только варочную камеру, но еще и горнило, то выводить дым из топки РП придется через отверстия в поду, однако для нормальной работы такой системы необходимо притирать заслонку к устью.

В режиме топки РП щели между заслонкой и устьем ни на что не влияют, ведь заслонку можно прикрыть чуть сильней или слабей, но при использовании варочной плиты даже маленькая щель приведет к падению тяги и попаданию дыма в помещение.

Если вы не уверены, что сможете нормально притереть заслонку, откажитесь от отверстий в поду и используйте горнило РП в стандартном режиме, а каналы опечья нагревайте с помощью варочной топки.

Как сложить своими руками?

Мы уже рассказывали о кладке русских печей своими руками тут, а о печах с лежанкой тут, поэтому далее расскажем лишь о нюансах, касающихся совмещения РП и варочной плиты, которые вам помогут создать чертежи и порядовки для возведения печки нужного размера, начиная с мини версии.

Разработку порядовки начинайте с составления требований к печи, ведь РП, тем более с варочной плитой и духовкой, заметно превосходит подавляющее большинство аналогов по размеру. Если допустимая ширина конструкции не позволит расположить в ней оба подъемных канала и варочную топку, то можно отказаться от возведения второго дымохода с самого низа.

Вместо этого сдвиньте топку к дальней стенке, а канал дымохода перенесите глубже в опечье, такое решение потребует либо увеличения высоты всей конструкции, чтобы поднять горнило и вывести дымоход на свое место, либо снижения высоты пространства над варочной плитой.

Если вам нужна варочная печь, работающая на угле, то учитывайте, что минимальное расстояние от хайла до внутренней стенки канала опечья составляет один кирпич (при условии, что канал сделан в форме колпака обладающего достаточным пространством для омывания стенки дымом). Это связано с более высокой температурой горения такого топлива.

Еще один важный момент заключается в том, что варочная топка фактически расположена внутри корпуса опечья, поэтому ее температурное расширение гораздо выше, чем у остальной кладки.

Чтобы избежать разрушения всей конструкции, отделяйте варочную топку в наиболее горячих местах от кладки стен с помощью базальтового высокотемпературного картона или каолиновой ваты. Оптимальная толщина такой прокладки 10–15 мм.

Не объединяйте стенку опечья и стенку варочной топки, из-за сильного нагрева последней напряжение температурной деформации окажется слишком сильным и кладка начнет рассыпаться уже через 1–3 сезона.

В обычных отопительно-варочных печах объединение стенки топки и отопительного щитка допустимо, потому что последний нагревается быстрей и сильней из-за меньшей внутренней площади, поэтому напряжение кладки также гораздо меньше.

Порядовка круглой русской печи с плитой от автора статьи

Предлагаем посмотреть порядовку круглой русской печи с плитой, созданную автором этой статьи на основе личного опыта.

Полезное видео

Представляем вашему вниманию видео о возведении русской печи с плитой порядовками и пояснениями:

Заключение

Русская печь с варочной плитой гораздо более универсальна, чем РП традиционного типа, но ее конструкция заметно сложней. Если же вы решите объединить варочную топку и горнило, то конструкция еще более усложнится, а также возрастут требования к качеству изготовления заслонки, зато по своей эффективности такая печь приблизится к современным аналогам в любом режиме работы.