Отопление садового дома

Автор | 24.09.2014

Если вы строите дом на садовом участке основательно и рассчитываете жить в нем до зимних холодов, а то и в течение всей зимы, вам обязательно понадобится печь. Печь создает особую атмосферу тепла и уюта, но также как отопительное средство гораздо экономичнее в эксплуатации и дешевле, чем обогрев дома электричеством. При этом не следует забывать, что именно печи представляют собой объекты повышенной пожарной опасности. Поэтому конструирование печи, определение ее оптимальных размеров, объема топливника, составление схемы дымоходов, расчет на сечения — дело сложное и часто по силам только специалисту Неверно сложенная печь — источник пожара.

Лучше спланировать место расположения печи и, главное, дымохода заранее, до возведения самого дома.

место печи в домеОчень важно качество материала. Даже если вы не кладете печь самостоятельно, обязательно проследите за тем, какого качества материал используется при кладке. К основным материалам относятся кирпич, глина, цемент и известь.

детали русской печиДля кладки печей используется обыкновенный глиняный кирпич; не применяется для кладки силикатный, дырчатый и щелевой кирпич. Как известно, кирпич изготовляется из смеси глины и песка; глина начинает спекаться при температуре 800-100 °С, отдельные ее частицы плавятся и связывают кирпич в однородную массу, придавая ему необходимую прочность. Цвет глины при обжиге меняется, и кирпич приобретает характерный красный (кирпичный) цвет.

При температуре свыше 1000 °С глиняная масса начинает плавиться, при этом глина сильно темнеет, и кирпич приобретает темную окраску, иногда со «стеклянным» оттенком. Такой кирпич непригоден для кладки печей, так как плохо впитывает воду и плохо связывается с раствором. Недожженный (алый) кирпич имеет бледно-розовую окраску, при ударе издает глухой звук. Он также непригоден для кладки печей, так как имеет низкую прочность и большее водопоглощение.

Для кладки печей следует выбирать кирпич стандартных размеров (250x120x65 мм), правильной формы (прямоугольный параллелепипед), его боковые грани должны быть строго плоскими, утлы прямыми, масса такого кирпича колеблется в пределах 3,5-3,8 кг Качественный кирпич не должен содержать посторонних примесей, при постукивании такой кирпич издает чистый металлический звук, а при падении не рассыпается, а разбивается на крупные куски.

Существует специальный огнеупорный кирпич, который изготовляется путем обжига порошка из обожженной и размолотой огнеупорной глины (шамота). Такой кирпич называется шамотным, используется он для кладки стенок топки.
Следует заметить, что перед кладкой кирпич выдерживают в воде в течение 1-1,5 минут (огнеупорный можно просто ополаскивать) — за это время кирпич должен хорошо пропитаться водой и весь воздух из него должен выйти.

Глина применяется при кладке печей в качестве вяжущего средства. Обычно глина встречается в природе с различными примесями. В зависимости от их содержания глина бывает: тощей (до 30% примесей), средней (до 15%) и жирной (не более 2-3%). При приготовлении растворов для кладки печей глина смешивается с песком, и чем жирнее глина, тем больше песка следует добавлять.

Для кладки фундамента под печь в качестве вяжущих веществ используют цемент и известь. Цемент схватывается намного быстрее, чем известь и глина, процесс начинается примерно через 45 минут, и не позднее чем через 12 часов цемент окончательно застывает.

Сельский дом всегда отапливался традиционной русской
печью. Но, занимая большую площадь, она тем не менее плохо отапливает дом, прогревая воздух в помещении до 20-25° С только выше уровня пода, оставляя ниже пода «яму» с холодным воздухом около 0° (замерзает вода). В результате на холодных стенах ниже подоконников осаждается влага, что становится причиной гниения стен и нижних венцов. Печь имеет низкий к. п. д.

Предпринималось немало попыток усовершенствовать русскую печь. С этой целью вводились «обороты», через которые принудительно «проталкивались» газы. Такие печи были пост

роены на принципе «вынужденного» движения газов и обладали рядом недостатков.

В 1930-х годах инженер И. Подгородников стал конструировать печи на основе гидравлической теории, разработанной известным русским ученым-металлургом профессором В. Грум-Гржимайло. Основная идея, лежащая в основе этой теории, элементарно проста. Струйка горячего газа в окружении холодного всплывает вверх, как более легкая, струйка холодного газа в окружении горячего, как более тяжелая, опускается вниз. Грум-Гржимайло рекомендует при проектировании печи в каждой ее части задавать такое направление движению газов, которое отвечало бы их естественному стремлению: струю горячего газа в окружении холодного следует направлять вверх, струю охлажденного газа — вниз. В печах с «оборотами» это не соблюдается: охлаждающие газы идут попеременно то вверх, то вниз.

Горячие газы, поступающие из топки в объем печи, собираются, как наиболее легкие, под сводом, образуя там, по выражению В. Грум-Гржимайло, «мешок горячих газов». Холодные газы, как наиболее тяжелые, стекают в нижнюю часть печи и, если их оттуда не убирать, образуют там «мешок холодных газов». Поэтому отвод газов в трубу всегда следует делать снизу, где собираются наиболее охлажденные газы.

Печи, построенные с использованием принципа естественного движения газов, не нуждаются в «оборотах». Отказ от «оборотов» позволил резко снизить сопротивление движению газов, что особенно важно в русских печах, где высота дымовой трубы небольшая. Только применение принципа «вольного» движения газов позволило удачно решить задачу создания отопительной камеры в нижней части «теплушки», дымовая труба которой создает разрежение всего 1,5-2 мм вод. ст. Применяя «обороты», решить эту задачу невозможно. устройство дымохода

Поток пламени, выходящий из слоя топлива, представляет собой смесь струй горючих газов, воздуха и продуктов сгорания. Чтобы реакция горения в пламени закончилась, необходимо хорошо перемешать отдельные его струи. В объеме, где заканчивается горение, должна поддерживаться высокая температура. Подсводный объем, «мешок горячих газов», — это идеальная сжигательная камера.

Если поток пламени с незакончившимися реакциями горения выпустить в объем с низкой температурой, то газы охладятся и реакция горения не будет завершена. В таких газах останутся сажа и смолы, которые при движении газов по каналам печи будут осаждаться на их стенках.

Все разработанные И. Подгородниковым печи имеют вид колпака или двух колпаков, расположенных один над другим. Колпак — это объем, ограниченный сплошными стенками с боков и сверху. Горячие газы подводят в колпак снизу, охлажденные газы удаляют через отверстия тоже в нижней части колпака.

Опрокиньте стеклянный стакан и поднесите к нему снизу горящую сигарету. Вы увидите, как стройка дыма войдет в стакан, дойдет до его донышка, затем повернется и кольцом вдоль стенок будет опускаться вниз. Такое же движение газов создается и в печах, построенных с использованием принципа колпака.

Когда топка печи окончена, а вьюшка плотно не закрыта, холодный воздух, входя через топку в печь, будучи более тяжелым, чем газы, заполняющие печь, не сможет подняться и тотчас уйдет в отводные каналы, не унося с собой тепла. Такая печь имеет как бы автоматическую «газовую» вьюшку, исключающую возможность охлаждения колпака. Этим объясняется способность колпаковых печей хорошо сохранять тепло и при неплотно закрытой вьюшке.

Принцип колпака был введен в привычную конструкцию русской печи с подом. Газы из первого колпака — надподового пространства направляются во второй колпак — подподовое пространство. А оттуда газы, отдавшие тепло нижней части печи, на уровне пола отсасываются трубой.

Гидравлическая теория движения газов помогла освободить от «оборотов», от местных сопротивлений движению газов, направить энергию дымовой трубы на создание разрежения в варочной камере и преодоление отрицательного давления газов при движении их от уровня пода до пола. Печь получилась простой, удобной и известна под названием «теплушка».

Другая печь, под названием «экономка», состоит из короба, изготовленного из кровельной или более толстой, но легкогнущейся стали. К коробу крепят три ножки высотой не менее 20 см, что необходимо по правилам противопожарной безопасности. Под дверкой устанавливается зольник в виде ящика, над которым располагается топливник с дверкой. Для подачи воздуха к топливу под топливником делают пять отверстий диаметром 1 -1,5 см, которые являются поддувалом. С двух сторон короба крепят ручки, что необходимо для переноски печи. В короб вставляется конусообразный эмалированный бак с крышкой. Короб изготовляется так, чтобы бак на 7-10 см возвышался над ним. Чем плотнее стенки короба охватывают бак, тем лучше, так как через зазоры не будет выходить тепло.

В печке устанавливают трубу типа самоварной диаметром 10 см с ветрогасителем. Короб изготовляется в соответствии с размерами бака. В данном случае — для бака высотой 35 см, диаметром у дна 30 см, у крышки 40 см. Бак желательно использовать с крышкой. Для устройства в печке поддувала на дно короба устанавливают поддон с ножками и отверстиями круглой формы и поднимают его над дном на 2 см, то есть немного выше, чем просверленные отверстия под дверкой. Таким образом, поддон образует поддувало и одновременно колосниковую решетку. Диаметр поддона делают на 1,5-2 см меньше диаметра короба.

Чудо-печка, предложенная И. П. Шашой, по своей конструкции не совсем обычная. Придумал ее житель Минской области Иосиф Павлович Шаша. Сложил он подобных печей уже десятки, и ни в одном случае претензий к печнику со стороны домовладельцев не было. Иными словами, надежность конструкции подтверждена многолетней практикой.

Печь предназначена для отопления дома и приготовления пищи. После двухчасовой топки она способна удерживать тепло в течение 9-10 ч. Начальная температура на ее поверхности после сгорания топлива — 90-100°С. Зимой, когда стоят морозы ниже 25°, печь надо топить не менее двух раз в сутки. Тепло-производительность ее равна 3150 ккал/ч.

Подключается печь в отдельно стоящую (коренную) трубу: внизу трубы (у пола) или на уровне своей высоты, т. е. на 1,3 м от пола. Дымоходы устроены таким образом, что окружают топку и духовочные пространства с разных сторон, что позволяет еще раз подогреть дымовые газы до выхода их в основную трубу. Поскольку одна сторона газохода все время подогревается, тяга всегда в такой печи хорошая.

В варочном отделении (главная духовка) над топкой укладывается стальной лист толщиной 25-35 мм, благодаря чему исключается проникновение дыма на поверхность и посуда для приготовления пищи не загрязняется. Кроме того, внушительная толщина листа позволяет избежать значительной его деформации и получить по всей площади плиты равномерную температуру порядка 400-500°. Пар от приготавливаемой пищи отводится через специальную трубу диаметром 50-70 мм, в которой предусмотрен шибер (заслонка).

Печь устанавливается на обыкновенный фундамент, конструкцию которого здесь нет надобности описывать. Для сооружения печи требуется: 430 штук глиняного кирпича, 50 штук шамотного кирпича, 141 прямой изразец и 48 угловых изразцов; глины — 0,23 мЗ, песка — 0,01 мЗ, гальки — 255 кг и бетона — 1,4 мЗ.

Кладка ведется по порядовкам, приведенным на чертежах. Кирпич стенок устанавливается на ребро. Внутренние стенки—из шамотного кирпича, укладываемого плашмя.

Наружная стенка представляет собой конструкцию, состоящую из изразца, внутреннее пространство которого заполняется глиняным раствором с добавлением гальки и красного кирпича. Облицовка печи изразцами ведется одновременно с кладкой. Для укрепления внешнего каркаса изразцы связываются между собой скобами из сталистой проволоки диаметром 4-5 мм, скобы имеют длину, равную расстоянию между ближайшими отверстиями в двух рядом стоящих изразцах. Ддина концов 40-50 мм. Кроме того, через отверстия изразцов по вертикали пропускаются куски проволоки, крепящие каждые два ряда изразцов. В отдельных местах применяется вязальная проволока для крепления кирпича, устанавливаемого на ребро.

При связке изразцов вертикальные швы, образуемые боковыми кромками, раствором не заполняются; их кладут насухо вплотную друг к другу и уже на месте укрепляют раствором. В качестве перекрытий над пустотелыми пространствами ав
тор печи использует отработанные ножи от лемехов. Их прочностные свойства позволяют выдерживать высокие температуры без заметных деформаций.

Все печные приборы (топочные и поддувальные дверцы, колосниковая решетка, задвижки, духовка) — типовые и прода

ются в хозяйственных магазинах. Нестандартными являются лишь дверцы главной духовки, которые просты в изготовлении, и металлический лист, перекрывающий топку.

По приведенным здесь чертежам можно без посторонней помощи сложить печь даже тому, кто никогда этим не занимался.
В последнее время быстрыми темпами идет газификация сел, что, разумеется, намного облегчило проживание в сельских домах, в том числе и в садово-огородных круглогодичного и эпизодичного сезонного пользования. Имеются и автономные газовые нечи с соответствующими баллонами газа.

Кроме того, в тех районах, где нет газификации, вводятся электрические обогреватели.

Это во многом облегчает бытовые условия сельских жителей, которые постоянно проживают в домах усадебного типа, в том числе и садово-огородных.

Но не всегда при строительстве садово-огородного дома в данной местности можно быстро подключиться к газовой или электрической сети, обычно для такого обеспечения необходимо время от года и более, в связи с чем специалисты разработали обогреватель комбинированного отопления для сельских домов. Он включает в себя традиционную водяную систему отопления (с естественной циркуляцией и теплогенератором на твердом топливе), в которой к прямому и обратному трубопроводам, параллельно теплогенератору, врезается электроводонагревателъная приставка (ЭВНП). Это позволяет использовать два теплогенератора одновременно или один из них (на электроэнергии или на твердом топливе).

Подобная система отопления имеет много преимуществ. Она позволяет, как минимум, вдвое сократить заготовки топлива, избавиться от тяжелого труда по дому, улучшить тепловой режим помещений, исключить использование твердого топлива в ночное время и обеспечить рациональное потребление электроэнергии для нужд отопления в период минимальных нагрузок энергопотребления.

ЭВНП типа СПЗ-6,0 ИI представляет собой цилиндрический электрокотел на подставке, снабженный тремя трубчатыми электронагревательными элементами мощностью по 2 кВт. Электропитание осуществляется от однофазной электросети напряжением 220 В, частотой 50 Гц переменного тока. ЭВНП снабжается устройствами терморегулирования и защиты, имеет приспособления для промыва и регулировки высоты установки на полу. Габариты его 320x621x821 мм; диаметр подающего и обратного патрубка 50 мм; масса — 31,2 кг; максимальное рабочее давление — 0,07 Мпа. Для обеспечения электробезопасности ЭВНП подлежит защитному заземлению и подключается к электросети через автоматический выключатель. Для автоматизации режима работы ЭВНП применяется магнитный пускатель защитного типа второй величины с кнопочным (или дистанционным) управлением.

Для отопления индивидуальных жилых домов можно использовать котлы со змеевиковым водоподогревателем типа КС-ТГВ, созданные в Научно-исследовательском институте санитарной техники и оборудования зданий и сооружений. Работают они на твердом или газообразном топливе. Теплопроизводительность котлов 12,5, 16 и 20 кВт, ширина — 440 мм, глубина соответственно З6О, 420, 520 мм, высота — 1150,1200 мм, масса — 150, 180, 205 кг.

Котел представляет собой сварную конструкцию прямоугольной формы, состоящую из топки, конвективного газохода, встроенного змеевикового водоподогревателя, тепловой изоляции и декоративного кожуха.

Топка котла — шахтно-слоевого типа, предназначена для длительного и эффективного сжигания твердого топлива (антрацита, каменного и бурого углей неспекающихся видов, брикетов).
С помощью соответствующего газогорелочного устройства с автоматикой безопасности она может быть переоборудована для сжигания природного газа. Коэффициент полезного действия котла при сжигании антрацита 77%, природного газа — 83%.

В нижней части топки установлены колосники. Передний колосник имеет глухую полку, перекрываюшую нижний проем. На ней установлен чугунный шуровочный щиток. Между ними зазор порядка 3-5 мм, через который поступает воздух, охлаждающий дверку и щиток.

Конвективный газоход прямоугольного сечения имеет встроенные водоохлаждаемые панели, образующие систему из трех каналов для прохода продуктов сгорания. Панели наклонены

ПОД углом 2° к горизонту, при этом поднятый край панели расположен со стороны выходного патрубка из котла.
В дымовом патрубке размещен шибер для регулирования величины разрежения за котлом.

Змеевиковый водоподогреватель, размещенный в водяной полости котла, выполнен из трубы диаметром 20 мм. Материал — безникелевая нержавеющая сталь, медь, латунь. Подсоединяется водоподогреватель непосредственно к водопроводной сети.
На передней стенке котла размещены две дверцы: верхняя — для загрузки топлива и очистки конвективного газохода, нижняя — для обслуживания колосниковой решетки и зольника.

В нижней дверке имеется поворотная заслонка, которая с помощью винта регулирует подвод воздуха под колосники. На заслонке можно установить регулятор температуры. В верхнюю часть котла встроен манометрический термометр, показывающий температуру воды на выходе из котла. система отопления

Котел работает при естественной тяге, создаваемой кирпичной дымовой трубой поперечным сечением не менее 1×1/2 кирпича и высотой не менее 5 м. Труба должна выступать над коньком крыши не менее чем на 0,5 м. Дымовые трубы можно делать из металла или асбоцемента. В этом случае они должны быть обязательно утеплены.

Расход горячей воды при нагреве на 35° может быть от ЗЮ до 490 л/ч.

Эксплуатация котла в режиме горячего водоснабжения имеет ряд особенностей. В зимнее время при постоянной работе котла система горячего водоснабжения эксплуатируется вместе с системой отопления. При периодической работе котла в режиме отопления горячую воду для бытовых нужд можно получить за счет использования теплоты, предварительно аккумулированной водяным объемом котла. устройство водяного отопленияВ летнее время, когда котел используется периодически только для горячего водоснабжения, система отопления отключается пробковым краном, установленным на обратной магистрали. Если котел предназначен для сжигания твердого топлива, то в этот период целесообразно использовать не уголь, а дрова или брикеты.