Круглые отопительные печи в стальных футлярах: конструкции и кладка

Конструктивные особенности круглых печей в металлическом кожухе. В теплотехнике и печестроении широкое распространение получили отопительные печи, имеющие в плане круглеобразную форму. В подавляющем большинстве случаев данные отопительные агрегаты выполняются окожухованными, то есть заключаются в прочный футляр из листовой стали. Стальной футляр собирается из нескольких секций (как правило, из трех), которые последовательно насаживают одна на одну непосредственно по ходу выполнения кирпичной кладки. Отдельная металлическая секция такого кожуха носит название царга. Исключение из данной системы представляет собой сборно-блочная печь конструкции Промстройпроекта.

Принцип свободного движения газов в печи В. Е. Грум-Гржимайло. Печь конструкции В. Е. Грум-Гржимайло (как показано на рис. 10) спроектирована на основе физического принципа свободного движения печных газов. Топливник отопительного агрегата размещается в его нижней части. Раскаленные дымовые газы из топливника через специальное отверстие (хайло), расположенное в середине перекрытия, поступают в верхнюю камеру — колпак. Отдав часть тепловой энергии перекрыше печи и массивным стенкам рабочей камеры, продукты сгорания охлаждаются и, становившись более тяжелыми, под воздействием собственной силы тяжести опускаются по внутреннему пространству у стенок печи в горизонтальный подковообразный дымовой канал, который напрямую присоединяется к дымовой трубе.

Рис. 10. Печь конструкции В. Е. Грум-Гржимайло

Контротступки и эфекты "газовой вьюшки". Данная печь характеризуется высокой аккумуляцией тепла и не охлаждается даже в тех случаях, когда после топки не прикрыта вьюшечная задвижка. Холодный наружный воздух, поступающий в топку печи через топочную и поддувальную дверки, будучи более тяжелым по сравнению с нагретым газом внутри колпака, удерживается в нижней части печной структуры, не выдувая из нее тепло. Описанное физико-термодинамическое свойство конструкции носит название «газовая вьюшка».

Энергоэффективность и эксплуатационные недостатки. Теплоотдача отопительной печи начинается вскоре после ее растопки, при этом агрегат демонстрирует высокий коэффициент полезного действия (КПД). Тем не менее, конструкция имеет и некоторые недостатки: верхняя часть печи прогревается существенно сильнее нижней, а внутренние контрфорсы (вертикальные щели и выступы в стенках рабочей камеры) относительно быстро засоряются сажей.

Экономически выгодные модификации. С точки зрения соотношения затрат и тепловой эффективности наиболее экономически выгодными являются круглая печь в металлическом футляре и круглая печь с винтообразными дымооборотами.

Отопительная кирпичная печь круглая в металлическом футляре. Отопительная кирпичная печь круглая в металлическом футляре (см. рис. 47) имеет диаметр 65 см при высоте 229 см. Топливная камера устройства предназначена для эффективного сжигания любого вида твердого топлива. Готовая печь присоединяется к коренной трубе или к дымоходу в капитальной стене.

Материалы и комплектующие для кладки печи. Для выполнения строительно-монтажных и кладочных работ требуется следующий набор спецификаций и материалов:

· Кирпич — 260 шт.

· В том числе огнеупорный кирпич — 65 шт.

· Топочная дверка 25×21 см — 1 шт.

· Колосниковая решетка 18×25 см — 1 шт.

· Поддувальная дверка 13×14 см — 1 шт.

· Прочистные дверки 13×14 см — 2 шт.

· Задвижки вьюшечные 13×13 см — 2 шт.

· Глина обыкновенная — 0,05 м³

· Песок — 0,037 м³

· Глина огнеупорная — 11 кг

· Сталь кровельная для футляра — 6,5 м²

· Предтопочный лист из кровельной стали 50×70 см — 1 шт.

· Толь (для гидроизоляции), диаметр 85 см — 2 листа

Круглая печь в металлическом футляре с винтообразными дымооборотами. Конструкция отопительной печи с винтообразными дымооборотами (см. рис. 50) имеет диаметр основания 100 см, диаметр теплоотдающей верхней части 70 см и общую высоту 209 см. На изготовление одной царги стального кожуха расходуются два стандартных листа стали размером 710×1420 мм.

Конструкция зольной и топливной камеры. Зольная камера размещена в самом основании печи. Стены топливника одновременно служат внешними стенками печи, благодаря чему печной массив сильнее прогревается в нижней части, чем в верхней. Дымовые газы из топливника поступают в первый кольцевой канал. Совершая кругообразный путь, тепловой поток непрерывно ударяет в стенки печи, быстро разогревая их. Затем газы по центральному каналу переходят во второй кольцевой канал и таким же путем — в третий, из которого уходят в дымовую трубу, расположенную на массиве печи.

Теплотехнические показатели печи. Активная теплоотдача конструкции начинается через 20 минут после растопки. Данный отопительный агрегат отлично зарекомендовал себя при эксплуатации в суровых климатических условиях Крайнего Севера.

Материалы для строительства печи с винтообразными дымооборотами. Для осуществления кладки печи данной модификации необходимы следующие материалы:

· Кирпич — 480 шт.

· В том числе огнеупорный кирпич — 60 шт.

· Колосниковые решетки 18×25 см — 2 шт.

· Топочная дверка 28×27 см — 1 шт.

· Поддувальная дверка 27×14 см — 1 шт.

· Прочистные дверки 14×13 см — 3 шт.

· Вьюшечная задвижка 13×13 см — 1 шт.

· Сталь кровельная 710×1420 мм — 6 листов

· Предтопочный лист 50×70 см — 1 шт.

· Глина — 0,2 м³

· Песок — 0,2 м³

· Глина огнеупорная — 12 кг

· Цемент (для оштукатуривания основания) — 5 кг

· Толь (для гидроизоляции), диаметр 100 см — 2 листа

Технология и особенности кладки круглой печи. Особенности проведения кладочных работ заключаются в строго определенной последовательности процессов. Первые четыре ряда печной кладки не окожуховываются. Крайние по периметру кирпичи отесывают накругло. При этом слишком тщательную притеску делать не следует — цилиндрическая форма основания достигается при последующем оштукатуривании глиноцементным раствором состава: 1 ч. глины + 1 ч. цемента + 6 ч. песка.

Порядочная укладка основания и монтаж царги. Строительство печи начинают с точного определения ее центра на фундаменте. Затем при помощи гвоздя, шнура и мелка описывают круг радиусом 50 см. Внутри круга кладут 1-й ряд кирпичей.

· 1-й этап: При кладке последующих трех рядов основания ставят поддувальную дверку и выкладывают зольник.

· 2-й этап: На 4-м ряду кладут колосниковые решетки. Этот ряд тщательно выкладывают по уровню, так как на него опирается первая царга кожуха.

· 3-й этап: На основание ставят первую царгу с заранее прикрепленной к ней топочной дверкой. При правильной установке (совпадении центров царги и основания) выступающая часть основания образует ровный поясок шириной 5 см.

· 4-й этап: Царга должна стоять строго вертикально. Ее выверяют отвесом не менее чем с четырех позиций после укладки для устойчивости ряда кирпичей внутри царги.

Заполнение зазоров и угловых пустот. Поскольку строительные кирпичи имеют прямоугольную форму, а укладку ведут по кругу, в стыках между ними образуются пустоты. Их заполняют мелкой кирпичной щебенкой в смеси с глиняным раствором. Пространство между гранью кирпича, примыкающей к кожуху, и самим металличским кожухом, имеющее в плане форму сегмента, заливают глиняным раствором. Необходимо учитывать, что наличие воздушных карманов между кирпичной кладкой и кожухом существенно снижает теплопроводность стенок печи.

Монтаж последующих ярусов и параметры каналов. Очередную царгу кожуха ставят тогда, когда нижняя полностью заполнена кладкой. Установку каждой новой царги обязательно выверяют отвесом. Кладка стенок центрального канала производится из кирпичей, отесанных на клин.

Ряды 14, 15 и 17-й по своему строению не отличаются от рядов 8, 9 и 10-го, но смещены по отношению к ним на 135° (3/8 круга) против часовой стрелки. Сечение канала дымовой трубы составляет 13×13 см.

Сложность работ и экономическая эффективность. Кладка круглой печи с винтообразными дымооборотами представляет собой достаточно сложный технический процесс. Вести ее следует, строго придерживаясь чертежа, с особой тщательностью производя приколку и притеску кирпичей. Однако эти дополнительные затраты труда с лихвой окупаются тем высоким экономическим эффектом и тепловой отдачей, которые дает печь в процессе длительной эксплуатации.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: П. И. Воропай

Источник: Как сложить печь

Данные публикации будут полезны начинающим и практикующим печникам, индивидуальным застройщикам и жителям сельской местности, а также широкому кругу читателей, интересующихся проектированием, кладкой, ремонтом и эксплуатацией бытовых печей.