Правильность протапливания отопительного прибора (дровяная или угольная печь любого типа) влияет не только на температуру в доме и расход дров, но и на срок службы печи. Перетоп, то есть сжигание слишком большого количества дров, приводит к разрушению кладки кирпичной печи и увеличению вероятности пожара в помещении, где установлена металлическая печь. Слабая подача воздуха становится причиной отложения сажи на стенках отопительного прибора, грубы и дымохода, что нередко приводит к пожару. Ведь при открывании дверцы печи к раскаленной саже поступает достаточно кислорода для ее возгорания. В результате слабеет кладка стен, разрушаются печка и дымоход, а также велика вероятность возникновения пожара. Избыток воздуха приводит к охлаждению внутренних поверхностей печи и грубы, из-за чего снижается КПД.
Как дрова или уголь превращаются в тепло
Температура в топке, загруженной дровами или углем, достигает 900–1200 градусов, однако температура поверхности хорошо протопленной печи составляет 50–70 градусов. Температура грубы, которую используют для увеличения КПД отопительного прибора, составляет 45–60 градусов. При этом температура дыма, выходящего из отверстия дымовой трубы 150–250 градусов. Каким же образом высокотемпературное пламя в топке превращается в тепло, излучаемое стенами печи?
Во время топки углерод из угля или древесины окисляется с выделением большого количества тепла и открытого огня. Эта реакция происходит не только в нижней, но и в верхней части топки, ведь языки огня как раз и появляются из-за окисления газообразного углерода. В зависимости от конструкции печи, температура на выходе из топки может составлять 600–800 градусов (печи с грубой или канальным дымоходом) или 200–300 градусов в колпаковых
Это связано с тем, что в колпаковых печах топка является частью колпака, который впитывает жар от раскаленных дымовых газов и, прогреваясь, излучает тепло наружными стенками. В канальных печах эту же функцию выполняют дымоходы (каналы), которые нагреваются от раскаленных дымовых и запасают тепло, постепенно излучающееся в комнату через наружные стенки. От чего же зависит эффективность изъятия тепла и количество запасенной тепловой энергии? Эффективность отбора тепла от дымовых газов зависит от:
- скорости движения газов по дымоходу;
- их температуры;
- состояния внутренних стен печи и дымоходов;
- влажности дров;
- притока свободного воздуха.
Чем быстрей движется дым по колпаку или каналам, тем эффективней и равномерней он нагревает камень или кирпич. При малой скорости движения дыма сильно нагреваются внутренние поверхности, расположенные рядом с топкой, однако, чем дальше от топки, тем слабей нагрев. Именно поэтому при неправильной топке (тлении с малым притоком воздуха), происходит перегрев одной части печи при недостаточном нагреве другой части. Такой режим приемлем лишь для протопленных печей с грубами, потому что позволяет поддерживать температуру всю ночь, но даже в этом случае не избежать сильного перепада температур в разных частях отопительного прибора и грубы.
Частая топка в режиме недостатка кислорода (тление), приводит к образованию большого количества сажи, которая оседает на стенках колпака и каналов. Помимо опасности возгорания, она еще и снижает скорость нагрева тела печи или грубы, из-за чего падает КПД нагревательного прибора и возрастает расход дров или угля. Не менее важно и состояние дров. Сырые дрова могут дать сильный жар при достаточном притоке свежего воздуха, но, помимо этого жара в дыме будет много водяного пара и свободного воздуха, что приведет к снижению температуры газов, двигающихся по колпаку или каналам. Эта же проблема возникает и при слишком долгой дозагрузке дров или угля.
Единственный способ снизить влияние этой проблемы – построить отопительный прибор с газовой вьюшкой, которую иногда называют сухим швом. Газовая вьюшка разделяет дым на горячий и холодный потоки. Горячий поток уходит в колпак или каналы, отдавая им тепло, а холодный сразу же поступает в дымовую трубу и выходит наружу. Чаще всего сухой шов используют в печах Кузнецова и других колпаковых отопительных устройствах, но они подойдут и для канальных печей, если предусмотрен прямой канал для холодного дыма.
Какие дрова лучше подходят для топки
Если есть возможность выбирать, то лучше всего подходят для отопления дрова этих пород:
- береза;
- ольха;
- дуб;
- акация.
После того как дерево спилили, распилили на чурки и покололи на поленья, дрова нужно просушить до влажности 10–13 %. Для этого готовые дрова нужно выдержать в сухом проветриваемом гараже в течение одного-двух лет. За это время лишняя влага выйдет и поленья приобретут нужную влажность. Если же сушить древесину в бревнах или чурках, то процесс сушки растянется 3–5 лет. Поэтому сухие дрова менее теплотворных пород дадут больше жара, чем сырые дрова из более теплотворных пород.
Как подготавливают печь к отопительному сезону
Подготовка к отопительному сезону начинается с прочистки дымовой трубы, боровка, грубы и самой печи. Во время прочистки со стен и дна каналов удаляют отложения сажи, которые препятствуют движению дымовых газов и создают угрозу возгорания. После этого внимательно проверяют состояние всех металлических деталей, таких как дверки, колосники, вьюжки и поддувала. Если какая-то из этих деталей неисправна, ее меняют. Затем проверяют состояние наружных поверхностей печи и грубы. Трещины расшивают и заделывают кладочным раствором на основе глины. Убедившись, что все в порядке, проверяют тягу, для этого подносят горящую спичку к открытым дверце и поддувалу.
При открытой вьюжке пламя должно заметно отклоняться внутрь печи. Если тяги нет или она слабая (огонь почти не отклоняется), то проверяют целостность боровка и дымовой трубы, скорее всего, где-то в них разрывы или трещины. Также возможно выпадение отдельных кирпичей. Если самостоятельно восстановить тягу не получается, нужно пригласить опытного мастера.
Как загружать печь топливом
Большинство правильно спроектированных и построенных печей рассчитаны на однократную закладку топлива. Если же мощность печи меньше, чем необходимо для нормального прогрева всех излучающих тепло поверхностей, то приходится 1–2 раза догружать топливо. Поэтому мощность печи, а также размер топки, напрямую влияют на способ загрузки топливом. Чем больше по размеру топка, тем более крупные дрова можно использовать. При этом необходимо помнить – оптимальные размеры полена 6х6 см (ширина и толщина), а длина должна быть немного короче длины топки.
Поленья намного меньшего размера дадут больше жара, но прогорят меньше времени, из-за чего тело печи и грубы не успеет впитать нужное количество энергии. Сильное увеличение размера поленьев приведет к снижению интенсивности огня и выделения дымовых газов, зато они будут гореть заметно дольше.
Поэтому готовые дрова укладывают в одном направлении максимально близко друг к другу, заполняя топку до верхнего края дверцы. Растопку можно укладывать как снизу (в этом случае надо будет делать камеру из поленьев), так и сверху. Первый способ подходит для дров любой влажности, второй только для сухих. Для растопки используют бумагу, кору и древесину. На сухую бумагу насыпают небольшой слой тонко настроганных (не толще одного мм) щепок из коры и древесины.
Вместо бумаги хорошо подходит сухое горючее – оно не загорится от случайной искры и дает достаточно тепла для розжига крупных щепок. Причем эти щепки укладывают не вплотную друг другу, а так, чтобы между ними свободно ходил воздух. Над ними укладывают слой щепок толщиной 3–5 мм. Следующий слой укладывают из щепок толщиной 10–15 мм. Если дрова сухие, то трех слоев достаточно, для розжига сырых дров нужен четвертый слой из древесных планок толщиной 30–40 мм.
Нельзя использовать для розжига печи любые легкие нефтепродукты (бензин, керосин и т. д.), однако можно применять жидкости на основе парафинов. При этом жидкостью поливают только два нижних слоя растопки, причем не более одного см3 на одну печь. Таким же образом можно использовать и отработанное машинное масло.
Если одной закладки дров недостаточно, то после прогорания до углей необходимо быстро открыть дверцу и подкинуть несколько чурок, после чего сразу же закрыть дверцу. Нежелательно держать дверцу открытой более пятнадцати секунд, ведь это приведет к снижению температуры в топке и изменению режима горения дров. Поэтому для второй закладки лучше использовать толстые чурки или целые поленья, размер которых не превышает 10х10 см. Более толстые дрова можно применять лишь в печах большой мощности, отапливающих площадь свыше 150 м2.
Если тяга слабая или дом сильно остыл, то сначала в топку загружают только растопку из трех слоев. После того как растопка разгорится и прогреет дымоходы и дымовую трубу, в топку загружают четвертый слой растопки, а через 5 минут на горящую растопку укладывают дрова, стараясь не сбить огонь. Причем дрова укладывают партиями по 4–6 штук, после чего закрывают дверцу и подкладывают следующую партию через 5 минут. Такой способ загрузки печи обеспечивает максимальную эффективность при слабой тяге и выстуженном доме. При нормальной тяге и регулярной топке печь растапливают только после полной загрузки дровами.
В угольных печах сначала в шахту засыпают уголь, затем сверху укладывают растопку, над которой складывают 5–7 чурок среднего размера. Также можно сначала загрузить в шахту дрова с верхней растопкой, а после их прогорания до золотых углей в 3–5 (с периодичностью 3–5 минут) приемов заполнить шахту углем.
Как разжигать и настраивать печь
Перед розжигом печи полностью открывают все вьюжки и поддувала, а также проверяют тягу. В некоторых отопительных приборах предусмотрена дверца для прогрева дымовой трубы. В таких печах эту дверцу открывают и вставляют туда подожженную бумагу, которая прогреет воздух в дымовой трубе и увеличит тягу в топке. После прогорания бумаги дверцу закрывают и сразу же поджигают растопку. В печах без такой дверцы способ розжига зависит от влажности дров. Если дрова сухие, то их закладывают в печь, после чего поджигают растопку, если же дрова сырые, то сначала разжигают растопку, затем подкидывают дрова как описано выше.
После того как дрова разгорелись, в 2–3 приема перекрывают вьюжку летнего режима работы печи, через которую дымовые газы проходят напрямую в дымовую трубу. Закрывать эту дверцу за один раз нельзя, потому что тяги дымовой трубы может не хватить, чтобы сразу же обеспечить нормальное движение дыма по холодным каналам, из-за чего угарный газ начнет выходить через малейшие щели и наполнять воздух в комнате. Колпаковые печи лишены этого недостатка, ведь в их конструкции вообще не предусмотрен летний режим работы.
После закрытия летней вьюжки печь постепенно выходит на рабочий режим и прогревает свое тело и грубу. Периодически необходимо слушать звук печи, если она начинает гудеть, значит, тяга слишком сильна (такое бывает во время сильного мороза и ветра), поэтому на треть прикрывают поддувало. Если гудение не прекратилось, то поддувало прикрывают еще на треть, а также на 1–3 см прикрывают вьюжку.
В печах после закрытия летней вьюжки тягу регулируют, ориентируясь как звук, так и на цвет пламени – голубой огонь говорит о слишком сильной тяге и избытке кислорода, а красный о недостаточной тяге. При нормальной тяге огонь будет желтого цвета с небольшими красными вкраплениями. Из-за отсутствия поддувала в русской печи, тягу регулируют только вьюжкой. В металлических печах со стеклянной дверцей ориентируются на цвет пламени (должен быть желтым с едва заметными красными вкраплениями) и работой с нормальным звуком без громкого гудения.
Оптимальное время топки
Оптимальное время топки зависит от конструкции печи и грубы. Для металлических отопительных приборов, которые являются современным аналогом буржуйки, время топки может быть любым, ведь они не могут запасать тепло и обладают крайне низким КПД. Время топки металлических печей с подключенной к ним кирпичной грубой зависит от мощности нагревательного прибора. Если мощность печи достаточна для прогрева грубы, то время топки составляет 1–2 часа. Оптимальное время топки дровяных кирпичных печей, вне зависимости от их конструкции составляет 1–1,5 часа, угольных 2–2,5 часа. Это вызвано свойствами кирпича и кладочного раствора.
Несмотря на то, что коэффициент температурного расширения этих материалов очень близок, при перегреве расширяются и увеличиваются в линейных размерах неодинаково, из-за чего происходит разрыв кладочного раствора и появление щелей в кладке. Каждая щель – это приток дополнительного воздуха, который охлаждает дымовые газы и снижает КПД отопительного прибора. Поэтому крайне нежелательно перетапливать печь, лучше топить 2 раза в сутки. Если же даже при таком режиме топки в доме холодно, то необходимо либо утеплять дом, либо делать более мощную или эффективную печь, способную генерировать большее количество тепловой энергии.
Завершение топки
В дровяных печах поддувало нужно закрывать после того, как все дрова превратятся в угли и над ними будут мелькать невысокие (2–5 см) языки пламени. Дальнейшее дожигание этих углей приведет к снижению температуры дыма и охлаждению всех каналов и внутренних поверхностей. Необходимо засечь, за сколько времени дрова прогорают до состояния углей и в дальнейшем завершать топку по времени. Это защитит отопительный прибор и грубу от воздействия холодного воздуха и повысит их КПД. В угольных печах в процессе топки необходимо 1–3 раза (зависит от размеров и качества угля) ворошить топливо кочергой, чтобы шлак ссыпался в зольник, а воздух легче проходил через уголь. Когда высота языков огня сократится до двух-трех см, топку нужно прекращать и полностью закрывать поддувало.
В печах оставшиеся после топки угли либо сгребают в предназначенный для них карман, откуда дымовые газы напрямую идут в трубу, либо вытаскивают и кидают в ведро с водой или выносят на улицу, после чего топку закрывают специальной дверцей, чтобы защитить от проникновения холодного воздуха.
Закрытие шибера (вьюжки) зависит от типа топлива – при топке дровами закрывают, оставляя щель в 1 см, а через 15 минут закрывают полностью (в русских печах закрывают полностью сразу же после удаления углей). При топке углем закрывают, оставляя щель в 2 см, а через полчаса прикрывают почти полностью. Желательно в задвижке вьюжки угольной печи просверлить отверстие диаметром 10 мм, благодаря чему через полчаса после окончания топки, когда уголь остынет и резко сократится выделение дымовыех газов, можно было закрывать шибер полностью.
Перед следующей закладкой топлива необходимо освободить топку от золы и оставшихся углей, затем очистить зольник. Это желательно выполнять при полностью открытых шиберах, ведь внутри топки сохраняется температура 40–60 градусов, которой хватит для прогрева дымовой трубы.
Как нельзя топить печь
Во многих деревнях популярен такой способ топки, при котором дрова или уголь медленно тлеют, благодаря чему по грубе постоянно движутся дымовые газы. В таком режиме КПД отопительного прибора очень мал, ведь топливо горит при сильном недостатке кислорода, а значит, выделяется мало тепла и много углерода в виде сажи, которая оседает на внутренних стенках дымовых каналов. Неправильное подкладывание дров или угля может привести к возгоранию сажи в каналах, а это часто заканчивается пожаром, полностью уничтожающим дом.
