Русская печь теплушка с подтопком: принцип работы и особенности кладки

Появившаяся в первой половине ХХ века «Крестьянская теплушка» сразу же стала серьезным конкурентом «Шведкам», которые на тот момент были наиболее популярными в Советском Союзе печами.

«Теплушка» удачно сочетала в себе эффективный обогрев дома и возможность готовки самых различных блюд, благодаря чему являлась наиболее востребованной печью в не электрифицированных регионах, а ее потенциал модернизации не исчерпан до сих пор.

История появления

Окончание гражданской войны и начало индустриализации породили спрос на эффективную и универсальную теплоемкую печь, пригодную как для обогрева домов, так и для готовки еды.

При всех плюсах «Шведок», они отличались недостаточной универсальностью и теплоемкостью, а гораздо более теплоемкие русские печи (РП) были крайне неэффективны.

Советский металлург, профессор Владимир Ефимович Грум-Гржимайло разработал теорию свободного движения газов (СДГ), которая затем легла в основу нового класса печей, получивших название «колпаковые». Сконструированные им печи хорошо подходили для обогрева небольших однокомнатных квартир, но были неприменимы в частных домах.

Ученик В. Е. Грум-Гржимайло, Иосиф Самуилович Подгородников (Подгородник) соединил концепцию СДГ с топкой русской печи, которая по мнению его учителя являлась идеальной сожигательной камерой, которая обеспечивает наиболее полное сжигание углерода.

Результатом его разработок стало целое семейство печей, получивших название «русская теплушка». «Теплушки» сохранили все плюсы РП, но были избавлены от их минусов, поэтому успешно конкурировали с набирающими популярность «Шведками».

Затем модернизацией «Теплушек» занялся Игорь Викторович Кузнецов и разработал целое семейство печей под этим названием. Он устранил главный недостаток «крестьянских теплушек» Подгородника – недостаточную температуру газов в дымовой трубе, из-за чего через 5–10 лет эксплуатации печи она начинала разрушаться.

Помимо Кузнецова немало современных печников экспериментируют с «крестьянской теплушкой» Подгородника, потому что потенциал ее модернизации далеко не исчерпан.

Принцип работы

Чтобы понять, как работает «Теплушка» Подгородникова, необходимо рассмотреть ее основные элементы:

1. Топку (подтопок).
2. Варочную камеру.
3. Камеру для улавливания тепла (камеру нижнего прогрева).
4. Щиток с системой дымовых каналов.

Топка оснащена колосниковой решеткой и может работать на дровах или угле, а также любом другом твердом топливе. Она расположена ниже пода варочной камеры и соединена с ней каналом большого сечения, благодаря чему дым и пламя из топки попадают в варочную камеру без охлаждения и снижения скорости движения.

После прогрева стенок варочной камеры она начинает играть роль камеры дожига, в которой сгорает большая часть свободного углерода, что приводит к выделению дополнительного тепла. К середине топки температура дымовых газов, проходящих через варочную камеру, составляет 450–600 градусов.

Из варочной камеры дым может выходить двумя путями:

• через устье, как в обычной русской печи;
• через отверстия пода в камеру нижнего прогрева.

Попав в камеру улавливания тепла дымовые газы охлаждаются до температуры 250–300 градусов, благодаря чему на входе в дымовую трубу их температура составляет 200–250 градусов, а на выходе из дымовой трубы 150–200 градусов. Благодаря столь высокой температуре оседающий в дымовой трубе конденсат к концу топки высыхает, а значит не разрушает кирпич и кладку.

Благодаря большой массе «Теплушки», она запасает заметно больше тепла, чем «Шведка», а относительно небольшая площадь наружной поверхности хоть и снижает теплоотдачу, ограничивая размер обогреваемой площади, зато увеличивает время отопления с одной топки до полутора суток.

Дымовые газы, которые выходят через устье, следуют тем же путем, что и в РП, то есть через почти прямой канал щитка поступают в дымовую трубу. Те же газы, что идут вниз, прогревают нижнюю камеру и тело печи, затем через боковой канал также поступают в щиток и уходят в дымовую трубу.

Подгородник разработал несколько модификаций «Теплушек», часть из которых он оснащал чугунными варочными плитами, но все они работали по одинаковому принципу.

Те, кто после него занимался улучшением этих печей, тоже придерживались принципа, созданного Иосифом Самуиловичем, поэтому «Теплушки» являются уникальным проектом, который нельзя в полной мере отнести к какому-то определенному классу, ведь они действительно универсальны.

На тематических форумах нередки споры о том, к какому типу по принципу движения дымовых газов можно отнести «Теплушки». С одной стороны, это классические пламенные печи, в которых именно пламя согревает первую камеру, но с другой стороны их можно отнести одновременно к канальным и колпаковым, ведь вторая камера является колпаком с каналами (рассечками).

Сравнение с другими печами

Основными преимуществами «Теплушки» являются:

• универсальность;
• высокая теплоемкость.

Мы предлагаем сравнивать печи по следующим параметрам:

• назначению (чем больше функций выполняет отопительный прибор, тем выше балл);
• расход дров за сутки при работе в режиме максимальной мощности кг;
• площадь обогреваемого помещения в хорошо утепленном доме м² при максимальном количестве дров, но без перетопа;
• геометрические размеры (длина, ширина, высота в см);
• времени, в течение которого температура наружной поверхности снижается на 20 градусов в пределах 40–60 градусов, часов.

Вот таблица, в которой мы сравниваем основные параметры печи:

Чем «Теплушка» отличается от русской печи с подтопком?

Несмотря на то, что эти печи во многом похожи, между ними огромное отличие, ведь у классической русской нет нижнего прогрева. Даже РП с нижним прогревом отличались от «Теплушек», ведь во-первых подтопок был только дополнением, дрова сжигали в горниле, а во-вторых сжигание дров в горниле является второстепенным режимом, которым почти никогда не пользуются.

Подтопок «Теплушки» оптимизирован для выделения такого количества тепла, которого гарантированно хватит для прогрева обоих камер и дымовой трубы, что приближает ее к тем же «Шведкам», но варочная камера работает по принципу горнила РП, пусть и только дожигая дым. Все это позволяет выделить «Теплушку» в отдельный класс печей.

Развитие проекта

Поскольку у оригинальной «Крестьянской Теплушки» Подгородникова в процессе эксплуатации обнаружили существенный недостаток – мощность топки не соответствовала телу печи, поэтому нормально прогреть стенки без перетопа не получалось.

Увеличение количества дров нагревало печь сильней, но приводило к разрушению кладки в районе топки уже через 3–5 сезонов.

Армирование частично решало эту проблему, поэтому разрушение кладки происходило через 10–20 лет, после чего печи требовался ремонт.

Поэтому были предложены 2 способа решения проблемы:

• установка теплоизолятора между футеровкой и стенками тела печи;
• перераспределение дымовых потоков.

На момент появления первой «Теплушки» нормальных теплоизоляторов не было, но сегодня доступны материалы на основе базальта и каолина. Подгородник предлагал для перераспределения потоков предлагал вынимать один из кирпичей в задней стенке топки, образуя прогар в камеру улавливания тепла.

Кузнецов для перераспределения потоков не только делал прогар во вторую камеру, устанавливал на выходе из топки разряженный колосник, благодаря чему больше газов направлялись в камеру улавливания тепла. Бацулин для этой же цели ставил обычный колосник, что сильно замедляло движение газов, а также ухудшало дожиг газов в варочной камере.

Варианты исполнения

Вот наиболее популярные варианты этой печи:

1. С варочной плитой.
2. С баком для нагрева воды.
3. С дополнительной духовкой.
4. С боковой лежанкой.

Вариант с варочной плитой позволяет лучше перераспределять газы, но ухудшает их дожиг из-за снижения температуры за счет охлаждающего воздействия плиты, ведь она сильно излучает тепло, поэтому проходящие через нее газы теряют температуру. Преимущество «Теплушки» с варочной плитой в том, что можно готовить еду, не нагревая остальные элементы печи, для чего предусмотрен дополнительный канал дымохода.

Перераспределение потоков дымовых газов, особенно если выполнено по Кузнецову, то есть без ухудшения дожига, повышает производительность такого водонагревателя, поэтому его необходимо использовать только вместе с теплоаккумулятором и клапаном для сброса пара.

Дополнительная духовка полезна для тех печей, топливом для которых является уголь, ведь это горючее приводит к появлению неприятного запаха внутри варочной камеры. Но даже при топке дровами духовка будет полезна, если нужно приготовить разные типы еды, к примеру, пирог с яблоками и печеное мясо.

Боковая лежанка увеличивает потребление тепла и фактически является дублем второй камеры, поэтому требуется одновременное:

• увеличение мощности топки;
• установка более эффективной тепловой защиты;
• перераспределение потоков дымовых газов.

Зато такую лежанку можно использовать как невысокое место для сна, ведь забраться на лежак не всегда по силам пожилым и маломобильным людям, тогда с боковым лежаком такой проблемы не возникает. Кроме того, дополнительная лежанка увеличивает общую теплоотдачу печи, благодаря чему «Теплушка» может обогреть более просторный дом.

Как построить «Теплушку»?

Если вы решили поставить в доме именно такую печь, то придерживайтесь следующего порядка действий:

• определите оптимальную конфигурацию «Теплушки»;
• определите оптимальные размеры;
• изучите форумы, на которых обсуждают печи этого типа;
• подберите или создайте самостоятельно порядовку;
• изучите печную кладку и способы ее армирования;
• подготовьте основание;
• при необходимости вывесьте дымовую трубу;
• завезите материал;
• сложите печь;
• проведите пробную топку.

Как определить оптимальные размеры?

При выборе оптимальных размеров учитывайте, что чем крупней печь, тем больше она отдает и может запасти тепла, но и тем больше тепла должна выделить топка. В теории можно построить огромную «Теплушку», которая сможет обогреть дом даже в 100 м², но на практике это сильно усложнит и без того весьма непростую конструкцию отопительного устройства.

Поэтому оптимальным размером является 5х7 (ширина, длина) кирпичей, или 182х130 мм, что обеспечивает достаточное для обогрева дома в 50 м² выделение тепловой энергии.

Полезные форумы

Перед началом строительства изучите форумы, на которых обсуждают печи этого типа, делятся порядовками и различными фото.

Вот наиболее популярные из таких форумов:

1. www.forumhouse.ru.
2. forum.stovemaster.ru.
3. mastergrad.com.
4. forumbani.ru.

Где брать порядовки?

Готовые порядовки «Теплушек» можно найти в интернете, но неизвестно, насколько они качественны, ведь невозможно связаться с теми, у кого в доме хотя бы 5 лет активно использовали такую печь.

Можно воспользоваться бесплатными порядовками, доступными на сайте Игоря Кузнецова или найти их в следующих книгах:

1. Двухколпаковые печи. Подгородников.
2. Комнатные печи. Подгородников.
3. Пламенные печи. Грум-Гржимайло.
4. Кладка печей и каминов. Шепелев.

Как научиться делать и армировать печную кладку?

Чтобы теоретически изучить процессы укладки кирпича и армирования кладки достаточно прочитать книги и посмотреть видео, но чтобы «набить руку», то есть приобрести опыт, необходимо практиковаться, к примеру, сложить несколько печей простых конструкций.

В этом вам помогут наши статьи:

1. Как сложить русскую печь.
2. Печь Кузнецова своими руками.
3. Как выбирать печной кирпич.
4. Раствор для кладки кирпичной печи.

Почему «Теплушку» необходимо армировать?

Подавляющее большинство отопительных и отопительно-варочных печей долго служат и без армирования, ведь они правильно сложены и их используют без перетопов, обходясь одной, относительно небольшой закладкой дров.

Армирование не устраняет процессов, вызванных температурным расширением, вместо этого оно защищает наружную часть кладочного раствора, что в свою очередь предотвращает появление сквозных трещин.

Подготовка основания и вывешивание трубы

«Теплушка», как и любые другие РП с нижним прогревом, отличается увеличенной массой, поэтому требования к фундаменту для нее гораздо выше, чем к основанию для малогабаритных «Шведок» или «Голландок».

Подробную информацию о том, как делать фундаменты для печей и какие параметры необходимо учитывать при этом, вы найдете тут.

Если вы хотите поставить «Теплушку» вместо какой-то другой печи и при этом сохранить старый дымоход, то дымовую трубу придется вывешивать, то есть устанавливать на прочные опоры, которые примут на себя ее вес.

Завоз материала

Определившись с порядовкой, подсчитайте необходимое количество всех стройматериалов. Очень удобно это действие выполнять в программе «СкетЧап», в ней вы сразу же увидите количество кирпичей, а по ним сможете определить, сколько потребуется раствора.

Мы рекомендуем брать все материалы с небольшим запасом (5–10%), ведь всегда есть вероятность, что в партии кирпича попадется брак, или придется делать более толстый, чем рассчитано, слой раствора.

Кладка

Кладка «Теплушки» ничем не отличается от кладки любой другой отопительной или отопительно-варочной печи, кирпичи укладывают на готовый или самодельный глинопесчаный раствор, используя отвесы и уровень.

Футеровку топки выкладывайте на шамотный мертель, если сможете, то армируйте кладку, а также обязательно разделяйте футеровку и тело печи слоем базальтового картона или каолиновой ваты. Дверки крепите любым удобным или доступным способом, прочистные отверстия закрывайте дверками или вышибными кирпичами.

Дизайн

Поскольку по своей форме «Теплушка» очень похожа на РП, то для ее украшения применяют те же методы, что и для русской печи, поэтому мы рекомендуем внимательно прочитать эту статью.

Там вы найдете:

• различные варианты дизайна отопительных конструкций этого типа;
• преимущества и недостатки каждого варианта отделки;
• примерная стоимость работ по каждому виду дизайна.

Пробная топка

Первую (пробную) топку проводят сразу же после укладки последнего кирпича.

Для нее используют только мелко порубленные дрова, ведь ее задача не прогреть «Теплушку», а показать:

• тягу;
• движение дыма в печи;
• отсутствие выброса или утечки дыма в помещении.

Первую топку начинайте при открытых дверце и заслонке варочной камеры, ведь пока дымоход не прогреется, тяги не хватит для продавливания дыма через только что сложенную камеру отбора тепла, представляющую собой колпак с рассечками.

После того, как дрова разгорятся, открывайте заслонку нижнего прогрева и закрывайте заслонку загнетки. Затем постепенно прикрывайте дверцу и заслонку варочной камеры, чтобы возникающая тяга проталкивала дым через нижнюю камеру. Примерно через 10–15 минут топки можно полностью закрывать дверцу и заслонку варочной камеры, если печь сложена правильно, то печь будет работать без дыма.

Порядовка от автора

Вот примерная порядовка русской печи с подтопком, созданная автором этой статьи. На ее основе можно разработать проект, подходящий под ваши условия.

Видео по теме статьи

Предлагаем посмотреть видео ролик, в котором показано, как выгляди печь «Теплушка», построенная в доме и какие полезные функции она может выполнять:

А в этом видео представлен подробный обзор порядовок для кладки печи:

Заключение

«Теплушка» — это уникальная печь, которая соединяет в себе достоинства печей различных видов и почти лишена недостатков. Поставив ее в своем доме, вы не только обогреете несколько комнат, но и сможете готовить еду в варочной камере, как это делают с помощью русской печи.

Кроме того, если поставить вокруг «Теплушки» полати, то в холодные зимние вечера можно будет спать на ней, словно на традиционной русской печи.