Мой дом: печи, дымоходы

ПЕЧЬ С ТЕПЛОПРОВОДЯЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Как-то мне надо было построить печь, которая обогревала бы три помещения на первом этаже дома: гостиную, кухню и прихожую (рис. 1). Хозяин поспешил ме­ня «обрадовать» тем что фундамент уже готов, а я про себя отметил, что перего­родки и пол тоже готовы, так что прежде чем заняться своим делом, придется по­быть в роли плотника, чтобы по размет­ке точно ВЫПИЛИТЬ в этих перегородках проемы и отверстие в полу для будущей new.

Когда -ппацдарм» был готов, стало яс­но, что фундамент расположен не совсем там. где ему полагалось быть: большая его часть оказалась на кухне, меньшая — в го­стиной и прихожей. И если действовать по шаблону исходя из обстановки, то на кух­не будет переизбыток тепла, а в гостиной и в прихожей его будет недостаточно. Надо было изменить кон­струкцию печи, чтобы перераспределить ее теплоотдачу в со­ответствии с реальными потребностями.

Для этого, во-первых, я решип. насколько это позволял фундамент, сместить печь в сторону гостиной, чтобы увели­чить активную поверхность печи, обращенную в это помеще­ние. Поскольку центр тяжести печи значительно сместился от вертикальной оси, проходящей через центр тяжести фун­дамента. пришлось поменять направление дымоходов и рас­положить трубу со стороны кухни Ірис. 2|.

Такое решение привело не только к корректировке кон­струкции печи, но и к переделке стропил в месте прохода тру­бы через крышу. Зато я получал устойчивую и равновесную систему фувдамент-печь-труба, которая будет служить долго и надёжно.

Во-вторых, я решил сделать со стороны гостиной нишу, которая также увеличила бы теплоотдачу в этой части печи Нишу решил перекрыть каминной дверцей, которую в зави­симости от ситуации можно держать закрытой или откры­той в зависимости от необходимости распределения тепла в пользу гостиной или других комнат. Кроме того, дверца будет выполнять и декоративную функцию.

В-третьих, дверцу топочной камеры я решил перенести из кухни в прихожую. Через неё сюда должно поступать до­полнительное тепло, а. кроме того, дро­ва не придётся таскать через гостиную, разнося мусор по всему дому.

И все-таки главная задача — пропорци­онально распределить тепло между тре­мя помещениями - оставалась до xowta не решенной. По-прежнему значительная часть тепла должна была уходить на кухню и главным образом—через варенную пли - гуидуховку.

Поэтому варочную плиту, чтобы она не перегревалась, я решил приподнять над колосниками и положить её на 14-м ряду (вместо 12-го по предварительному про­екту). а духовку обложить плитками, напи­ленными из шамотного кирпича И тогда духовка не будет перегреваться, но зато долго сохранит «варочное - тепло. Оба эти решения, уменьшающие теплоотдачу через плиту и духовку. «*е гщхазап внук заказчка. повар по профессии. От него же я узнал, что подавляющее количество блюд русской и ев­ропейской кухни готовятся при температурах от 65:С до 240С и

Плигу не имеет смысла разогревать до малинового свечения. Ду­маю, и другим печникам такая информация будет полезной.

Кроме этого, по просьбе заказчика я решил оборудовать в топливнике у перевальной стенки опору для шампуров. Это не повлияет на перераспределение тепла по комнатам, но зато в печке можно будет приготовить шашпык.

Наконец, самое главное. Я решил увеличить теплопрово­дность стенок печи, обращенных в сторону гостиной и прихожей, заложив в кладку обычные гвозди длиной 100 мм и 04 мм в ка­честве теллопроводлцих элементов благодаря значительно бо­лее высокой теплопроводности стали по сравненло с кирпичом тепло будет быстрее передаваться от внутренних поверхностей наружу. А чем больше тепла - перетечет' в сторону гостиной, тем меньше его достанется кухне, что и требовалось.

Гвозди логично было, как мне показалось, устанавливать шляпкой в сторону топки. Но не разрушат ли они кирпичную кладку при нагревании? Поразмыслив и посчитав, я пришел к выводу, что не разрушат. И вот почему.

Во-первых, длина гвоздей меньше ширины кирпича на це - пых 20 мм и в любом случае герметичность кладки сохранится. Во-вторых, гвозди не защемлены с одной из сторон и их тепло­вое удлинение также не нарушит кладку, В-третьих, если допу­стить, что часть гвоздя, расположенная в теле кладки, нагре­ется до бОО^С, то в этом месте диаметр гвоздя увеличится не более чем на 0,03 мм, причем, этот зазор постепенно сходит - на нет - от более нагретой части к менее нагретой. При остыва­нии гвоздей вокруг них могут образоваться пустоты. Но они по своим размерам не превысят размеры пустот, появляющихся в растворе при высыхании, а их количество уложится в допуск, обусловленный естественной пористостью шва. Важно не про­тыкать кладку насквозь и не препятствовать удлинению гвоздя. Однако для надежности я решил сделать раствор покрепче, до­бавив в него поваренную соль - 0,2 кг на 10 л. а шов снаружи уплотнить расшивкой.

Эту печь я построил и уже несколько лет она исправно рабо­тает За это время мне неоднократно доводилось встречать-

Т~

Ся с ее хозяином, и каждый раз я, конечно, интересовался ее состоянием. И могу сделать некоторые выводы относительно того, что дало применение теплопроводящих элементов. Во - первых, оно существенно перераспределило тепловой поток в сторону гостиной за счет повышение скорости теплопередачи кладки: наружная поверхность стала нагреваться значительно быстрее По этому показателю кирпичная печь несколько при­близилась к показателю печей металлических.

Во-вторых, повысился кпд печи благодаря ускоренному те - плоотводуот внутренних поверхностей к наружным. Извест­но, что этот показатель снижается пропорционально увели­чению температуры воспринимающих поверхностей.

И, наконец, в-третьих как это ни покажется странным на первый взгляд, увеличилась долговечность кирпича, что объ­ясняется тем, что кирпич разрушается не от температуры как таковой, а от чрезмерной разности температур между двумя близко расположенными слоями внутри кирпича.

В первом приближении картичу распределен» теплового по­тека в кирпичной кладке можно представить, как это изображено he рис. З. Кирпиг без тепловых мостиязв80спсіи*мзет тепловую эвргиооднойиэсаоихфаией. поверхность которой довольнобы - стро нагревается до высокой температуры - порядка 7УУШ С. Из-за невысокой теплопроводности кцзпича внутри него форми­руется граница критических тепловых напряжений, где перепад температур в какой-то промежуток времени наиболее вьюок.

Основываясь на семи наблюдениях, я предположил, что эта граница находится на расстоянии 20-30 мм от внутретей по­верхности кирпича Внутри кирпича образуется нечто вроде не­видимой плотлгы, сдерживающей поток тепла Если же в этой плотине заранее предусмотреть - слявньвотверстия - (в качестве которых и использованы гвозди), то тепло пойдет дагьше. равно­мерно прогревая весь массив Это привед ет к снижеиию темпе­ратурил напряжений и сохранению кирпича.