Природные энергоносители дорожают и… уходят на экспорт. Именно поэтому обычная печь на дровах остается востребованной при строительстве частного дома или дачи. Конечно же, наиболее эффективным будет использование печного отопления, если топить печь правильно. Как же это делать, чтобы «не вылететь в трубу»?
Виды дровяных печей
При всем многообразии дровяных печей, их можно разделить по назначению на несколько групп:
- варочно-отопительные;
- печи камины;
- банные печи.
Традиционно дровяные печи изготавливались из кирпича. Этот материал хорошо противостоит высокой температуре пламени, а нагревшись, долго отдает тепло в помещение. При наличии определенных знаний и навыков, можно построить кирпичную печь своими руками.
Со временем появились металлические агрегаты, для изготовления которых используют сталь или чугун. Они намного компактнее, чем кирпичные, но плохо аккумулируют тепло и, в большинстве случаев способны нагревать помещение только во время топки.
Варочно-отопительная печь на дровах
Варочно-отопительная печь, как следует из названия, используется не только для отопления, но и для приготовления пищи, нагрева воды. Такие варианты, построенные из кирпича, очень массивны и могут сочетать в себе отопительный щит, плиту для готовки и лежанку. Дополнительно к плите может устраиваться духовой шкаф, который будет использоваться, как для приготовления выпечки, так и для улучшения теплоотдачи.
Отопительно-варочная печь устанавливается, как правило, посреди дома, поодаль от наружных стен. Делается это для того, чтобы максимально использовать тепло от корпуса для нагрева воздуха в помещении. Иногда к печи примыкают перегородки, разделяющие здание на комнаты. В этом случае печь ориентируют таким образом, чтобы топка, плита и духовка находились в кухонной зоне, а лежанка и отопительный щит – в комнате.
Классический пример варочно-отопительной – русская печь. Такие печи издавна сооружали в избах. Эти массивные конструкции устанавливали посреди жилища, чтобы обеспечить равномерный теплообмен в помещении. Большую топку использовали по-разному – в ней готовили пищу, как в духовке, сушили фрукты, овощи и грибы, и даже мылись и парились внутри ее. На лежанке, оборудованной наверху, можно было разогреть тело, что благотворно сказывалось при лечении простудных заболеваний, болезней суставов, связок.
Печь камин
Такое отопительное сооружение сочетает в себе два отопительных устройства. В результате получается весьма эффективный «тандем». Дело в том, что сама печь, установленная в гостиной, может выглядеть непривлекательно. Другое дело – камин, в котором дрова, горящие ярким пламенем и потрескивание при этом, создают в помещении тепло и уют. Но сам камин использовать для отопления неэффективно. Тепловое излучение он отдает в комнату только при горении дров. Да и это лишь малая часть от всего тепла, возникающего от сгорания дров. Основная часть «вылетает в трубу», так как для топки камина необходима очень хорошая тяга.
Печь камин представляет собой довольно массивное сооружение, в которое встроена каминная топка, как правило, закрывающаяся дверцей из жаростойкого стекла. При сгорании дров в такой топке, тягу можно уменьшить, а дымовые газы, проходя сквозь массив, нагревают его.
Печь для бани
Банные печи можно использовать. одновременно выполняя несколько задач:
- отопление помещения бани;
- нагрев воды;
- разогрев каменной закладки.
Такие печи могут изготавливаться из кирпича или металла. Бак для воды встраивается внутрь массива или устанавливается на металлической трубе. Иногда бак монтируют отдельно, соединяя его трубами с теплообменником, встроенным в печь. Разогретые камни используют для традиционной русской парной, поливая их водой или различными настоями трав.
Устройство и принцип работы отопительной печи
В самом простом варианте, дровяная печь для дома состоит из топливника, поддувала, экономайзера и дымовой трубы. В топливнике дрова, сгорая, отдают лучистое тепло стенкам. Нагретые дымовые газы остывают, проходя через экономайзер и отдавая тепло. Остывшие до температуры 150-200°С, они выходят в воздух через дымовую трубу под действием тяги, которая образуется из-за разницы в давлении внутри и снаружи дома, а также стремления нагретого воздуха двигаться вверх. Тяга может усиливаться под действием ветра.
Нагретый корпус печи отдает тепло в помещение еще долго после окончания топки. Чтобы он не остывал, а тепло как можно дольше сохранялось внутри его, вверху трубы устанавливают задвижку, которую закрывают после того, как все дрова сгорели. Лучшего эффекта можно достичь, если установить последовательно две задвижки.
Сгорание топлива сопровождается выделением еще большего количества тепла, если происходит в присутствии кислорода, содержащегося в воздухе. Именно для этого в печи устраивают поддувало – небольшую камеру с дверкой, находящуюся под топливником. Под действием тяги в печной трубе, через поддувало затягивается воздух, который подается в топливник через колосники – стальные или чугунные решетки, на которых находятся дрова.
Экономайзер представляет собой несколько дымовых оборотов – каналов в кладке, увеличивающих расстояние, которое необходимо преодолеть дымовым газам для того, чтобы достичь выхода из трубы. Интенсивность подачи воздуха регулируется открыванием-закрыванием дверки поддувала, а интенсивность тяги – открыванием-закрыванием на необходимую величину задвижки трубы.
Как топить печь на дровах
Чтобы эффективно использовать печь на дровах, необходимо топить ее, руководствуясь физическими законами и здравым смыслом. Слово «правильно» использовать здесь неуместно, потому что именно правила в целях безопасности требуют осуществлять топку при максимальной тяге.
Влияние тяги
На самом деле, как раз регулирование тяги и позволяет добиться максимального положительного эффекта от топки. Уменьшив тягу, можно снизить интенсивность горения топлива. При этом массив печи будет получать то же самое количество тепла за определенный промежуток времени, как и при максимальной тяге, но дрова будут гореть немного дольше.
Прикрывать поддувало, чтобы уменьшить интенсивность горения, как считают многие, нецелесообразно – горение замедлится, но только лишь потому, что для процесса недостаточно кислорода. А ведь именно его наличие в топливнике повышает температуру пламени. Соответственно, при закрытой дверке поддувала, дрова будут просто тлеть, выделяя минимум теплоты. К тому же, при такой топке происходит оседание сажи на стенках дымохода вследствие того, что дымовые газы имеют низкую температуру, недостаточную для процесса самоочищения трубы.
Отрицательное влияние неплотно закрытой двери топливника или наличия зазоров между ней и кладкой на качество сгорания дров – вопрос спорный. В хорошо сложенной печи через дверку будет подтягиваться воздух в камеру сгорания, повышая тем самым температуру пламени, а это никак не снизит качество топки. Другое дело – пожарная безопасность. Топить нужно при плотно закрытой дверке.
Какое топливо использовать
Для топки печи необходимо использовать хорошо высушенные дрова из древесины лиственных пород – ольхи, осины, березы. Сырые дрова будут гореть плохо, образуя большое количество пара, препятствующего выходу дыма из печи. Березовые дрова дают большое количество тепла при сгорании, но сырые поленья способствуют выделению дегтя, который оседая на стенках дымохода, ухудшает эксплуатационные характеристики печи.
Для постоянного использования печи в качестве отопления, необходимо заблаговременно, до начала холодного сезона, позаботиться о создании запаса сухих дров. Чтобы не остаться в зиму без сухих дров, лучше заготавливать их еще весной. В последнее время в продаже появился сравнительно новый вид топлива – отходы древесины – стружки и опилки, сформованные в топливный брикет. Теплотворная способность такого топлива больше, оно всегда готово к применению, но и цена его выше, чем у дров.
Порядок топки
Чтобы растопить печь, нужно сначала небольшое количество топлива – дрова или брикеты положить в центр колосниковой решетки. Если печь давно не топилась, возбудить тягу в дымоходе сразу не получиться. Большая закладка топлива образует много дыма, который будет выходить из топки и поступать в помещение через дверь топливника и поддувала. Чтобы этого не произошло, предварительно нужно сжечь в топке небольшое количество топлива, например, свернутую в трубку газету.
Когда появиться тяга, можно разжигать дрова при полностью открытой задвижке. Пока пламя не охватит всю закладку дров, не рекомендуется открывать дверь топки, ворошить дрова, прикрывать задвижку. После того, как вся закладка разгорится, можно понемногу, прикрывать задвижку, ограничивая тягу. Делать это нужно осторожно, чтобы дым не пошел в помещение, что может произойти, если тяги недостаточно. Пламя должно не пожирать дрова с треском, гудя в трубе, а гореть устойчиво и спокойно. Тогда максимальное количество тепла останется в печи, а не улетит на улицу.
Чтобы добавить топливо в печь, сначала нужно закрыть дверку поддувала, а после открывать топочную дверь. Это предотвратит выброс дыма в помещение. Если добавляется большое количество топлива, можно приоткрыть задвижку, но лучший результат будет, если добавлять дрова в небольшом количестве, но часто. После того, как дверь топливника закрыта, поддувало необходимо открыть.
По мере сгорания топлива, нужно прикрывать задвижку. Закрывать ее совсем можно только когда в топке не останется ни одного тлеющего уголька. Иначе угарный газ будет поступать в помещение и может вызвать отравление присутствующих. После завершения топки необходимо тщательно проветрить помещение, используя вентиляцию, чтобы удалить из него остатки дыма, которые могли поступать из печи во время горения топлива. Открывать печь до следующей топки не рекомендуется.
Уход за печами
Для того, чтобы печь на дровах всегда эффективно и бесперебойно работала, необходимо соблюдать несложные правила эксплуатации:
- своевременно удалять золу из зольника и поддувала для лучшей подачи воздуха в топливник;
- контролировать работоспособность задвижек, дверец, колосниковых решеток, так как от этого зависит наличие тяги и плотность закрытия печи, а также создание условий для эффективного сгорания топлива;
- осуществлять чистку дымоходов, так как забитые сажей каналы ухудшают тягу.
Ерш для механической чистки дымохода
Зола просто удаляется при помощи печного совка. Исправность печного литья проверяется путем осмотра, а вот с каналами дымоходов все гораздо сложнее. Обнаружить, что они забиты сажей, можно только, когда тяга уже снизиться настолько, что топить печь будет сложно. Тогда потребуется механическая чистка каналов при помощи специальных инструментов. Чтобы не допускать этого, нужно просто соблюдать три простых правила:
- не топить печь сырыми дровами или обрезками хвойных пиломатериалов, а также не сжигать в печи бытовой мусор;
- всегда во время топки держать поддувало открытым;
- не заканчивать топку печи, пока дымоход не прогреется.
В качестве профилактических мероприятий, предупреждающих образование сажи в дымоходе, можно посоветовать сжигать в конце топки несколько осиновых поленьев или немного картофельных очисток. Осина обеспечит высокую температуру, при которой сажа просто выгорает, а крахмал, содержащийся в картофеле, вместе с паром будет размягчать отложения, которые впоследствии просто будут вылетать через трубу крупными хлопьями.
Неплохой результат для защиты дымохода от сажевых наслоений, дает поваренная соль – достаточно горсть ее бросить прямо на горящие дрова. Очистить слой сажи этот способ не поможет, но от образования новых слоев, наверняка, убережет.
КПД дровяной печи
(расчет на реальном примере)
А теперь поговорим об экономической эффективности вышеописанного способа топки. Намеренно перехожу на общение от первого лица, потому что буду приводить примеры, измерения и расчеты, сделанные лично мной в реальной жизни.
В качестве «полигона» я выбрал свою баню, которая на время строительства дома была еще и времянкой, оборудованной для постоянного проживания со всеми необходимыми удобствами, и произвел простой, но наглядный расчет.
Исходные данные
Площадь строения 30.25 кв.м. На мансардном этаже предусмотрены две комнаты по 12.00 кв.м. Итого, общая 
жилая площадь чуть более 50.00 кв.м.
Стены из бруса толщиной 100 мм. Здание утеплено в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
Для отопления используется банная печь прямой периодической топки (каменная закладка прогревается во время топки дымовыми газами, а пользоваться парильней можно только после окончания топки) из глиняного строительного кирпича. Топливник облицован огнеупорным кирпичом. Толщина стенки топливника – 250 мм (1 кирпич), толщина стенок остальных частей печи и дымохода – 120 мм (1/2 кирпича).
Первый этаж отапливается печью, мансардный — нагретым дымоходом.
Расчет необходимого для отопления количества теплоты
По общепринятым нормам для отопления такого помещения в холодный период, требуется источник (котел) мощностью 5.0 кВт/ч, работающий постоянно. С учетом коэффициента 0,7-0,8 для утепленного здания, достаточная мощность котла – 3.5-4.0 кВт/ч. Итого, необходимое за сутки количества тепла для отопления моей бани – 84.0-96.0 кВт.
Реальный расход при топке печи
Для эксперимента я выбрал один из периодов зимой, когда проживал в здании в течение недели при температуре наружного воздуха около -20°С. Начиная со второго дня, когда помещение прогрелось, расход дров на сутки составил две полных сумки (всего около 20 кг) или четыре вот таких охапки.
Топка производилась один раз в первой половине дня. Температура внутри помещения держалась всегда 20-22°С. Зная теплотворную способность дров – 4.2 кВт/(ч*кг), легко сосчитать, сколько тепла приходилось использовать для поддержания комфортной температуры. Время горения я не учитывал, так как топка производилась один раз в сутки продолжительностью примерно 1 час.
Итак, для отопления я затрачивал 4.2 кВт/(ч*кг) х 1 час х 20 кг = 84.0 кВт, то есть столько же, сколько удалось бы получить при помощи котла мощностью 3.5 кВт/ч.
Результат
При реальном сравнении оказалось, что печь на дровах при рациональном способе топки, имеет практически тот же КПД (коэффициент полезного действия), какого удается достичь при помощи обычного электрического, газового или твердотопливного котла, обеспечивающего систему отопления с жидким теплоносителем. А учитывая доступность дров по сравнению с другими видами топлива, печь на дровах оказывается экономичнее иных видов отопления.
Если правильно рассчитать мощность дровяной печи, рациональная топка позволит существенно экономить на топливе. При этом комфортность проживания в доме, отапливаемом печью, может быть не хуже, чем в зданиях с системой водяного отопления от котла.
