Все возможные варианты схем дымовых каналов печей
Печные дымоходы (дымовые каналы) применяются, чтобы накапливать тепло в массивах печей и отдавать его в помещение для отопления. В этой статье приведены различные и всевозможные схемы дымовых каналов, которые могут использоваться (и используются) для проектирования печных конструкций и каминов.
Содержание
Суть дымовых каналов
Первые созданные людьми обогревательные устройства — обычные костры либо открытые очаги. Специальных приспособлений для вывода дыма у первобытных людей еще не было. Дым уходил через пещерный свод либо сквозь отверстия в крышах жилищ.
Бани «по-чёрному» построены по схожему принципу: костёр нагревает камни, выход дыма осуществляется через открытые двери бань (он всё равно заполнял помещение, что было серьёзным недостатком).
Печка бани «по-черному» без трубы
Дым выходит через открытую дверь
Затопить печь и не дать дыму попасть в помещение, заставить его идти по трубе – это еще половина дела. Важнее у раскаленных газов по пути их перемещения отобрать тепло и грамотно передать отапливаемому помещению. Поэтому путь газа от топки до трубы служит именно таким целям.
Вариантов отбора тепла у топочных газов несколько. Самых распространенных два — колпаковые и дымооборотные. Мы начнем с самых простых.
В изображениях этой статьи синие стрелки показывают, в каком направлении двигаются дымовые газы, красные — служат для обозначения стенок печей и топливников. Т — обозначение топки — места сжигания топлива.
Прямоточные
Простые
Для отвода дыма из зон горения в простых печах применяются прямые дымоходы. Главный минус — тепло уходит в трубу, в прямом смысле слова.
Уличная печь с прямым дымоходом
Их применяют в печках, которые предназначены для готовки еды, где отопительная функция совсем не важна или даже вредна. Речь идёт о варочных плитах, грубках (без отопительных щитков), каминах, уличных комплексах с печью-мангалом.
Примеры проектов:
С рассечкой
Схему с прямоточной рассечкой применяют при использовании газа в качестве топлива.
При возможной утечке газа, они все равно выходят через трубы, застойные зоны отсутствуют (не будет скоплений, приводящих к взрывам, если возникает искра).
Продукт сгорания покидает топливник, заполняет горизонтальный канал, выходит через рассечки, попутно нагреваются стены печки, потом собираются в верхнем канале и покидают печь через трубу.
Следующая вариация — для банных печей, действующих периодически:
Нагревание камней происходит с помощью газа, который проходит через них. Каменную засыпку используют в роли рассечки.
Читайте также: Как выбрать печь для дома? Виды, критерии и примеры
Дымооборотные
Дымовые каналы с множеством поворотов пути движения газа называют дымооборотными. Их в свою очередь делят на малооборотные и многооборотные, с вертикальными каналами и горизонтальными. Эти схемы используются в отопительных и отопительно-варочных печах несравнимо более часто и заслуживают тщательного изучения.
Горизонтальные
Для большего запаса тепла, отходящего от дымового газа, дымоходы удлинили, сделав их горизонтальными.
Достоинства: снизу печь прогревается лучше, ряды прогреваются равномерно. Одновременно улетает зола (несгоревшее топливо). Она собирается на поверхностях горизонтальных участков, чем зауживает их. Эти места обозначены коричневым цветом на изображении.
Когда золы скапливается много, то произойдёт увеличение сопротивления и тяга ухудшится. Для удаления скопившихся частиц следует заранее предусматривать наличие выбивных кирпичей или очистных дверок.
Отсюда и недостаток: необходимость делать такие прочистные дверки в большом количестве. Устанавливают их с любой стороны (на рисунке выше показаны красными прямоугольниками только по одной стенке).
Красивые прочистные дверки у одной из вариаций дымооборотной печи
В прошлом веке для удаления небольших излишков золы применяли сжигание ольховых веток. Это помогает, когда золы еще скопилось не так много. Таким способом можно было слегка отложить визит трубочиста.
Читайте также: Правила чистки труб и дымоходов печей, каминов
Вертикальные
Вертикальный дымовой канал может быть однооборотным (опускание дыма к низу происходит лишь 1 раз) или многооборотным (несколько раз):
1 оборот
2 оборота
Вертикальные дымовые каналы часто используют в отопительных печах, называемых голландскими. Ниже схема классической голландской печи:
Схема движения газов классической «голландки»
Недостатки вертикальных каналов:
- прогревается неравномерно (1-й канал значительно больше, по сравнению с последним, могут появляться трещины на стенах),
- при растопке дымовые газы встречаются с большим сопротивлением (ослабевает тяга, дым может уйти в комнату).
Задвижка для растопки холодной печи
Чтобы устранить второй минус, к трубе добавляется прямой канал, на который ставится задвижка.
Она показана чёрной чертой на рисунке.
Растапливая холодную печь, засов открывается, что позволяет дыму сразу же идти к последнему каналу.
В процессе протопки, когда тяга возбуждается, ждут от пяти до десяти минут, затем задвижка закрывается — направление движения газов восстанавливается.
Однооборотный многоканальный
В однооборотном многоканальном варианте для решения обеих этих проблем газ поднимается вверх один раз, а потом опускается через несколько каналов (на рисунке — 3 канала).
Общий недостаток: перекрыша перегревается из-за моментального поднятия самых горячих газов кверху.
Подобная печь делает жизнь в помещении некомфортной, что объясняется большой разницей температуры потолка и пола. Поэтому в чистом виде такой вариант использовать нельзя, но комбинированные конструкции бывают в общем неплохими. Например, данную схему можно совместить с описанной в следующей главе.
Вертикальные с нижним прогревом
Чтобы печь одинаково хорошо грела низ и верх помещения, устанавливают печь со следующей схемой каналов:
Упомянутая разница в температурах составляет до трёх градусов. Жить в таких условиях более комфортно.
Примеры проектов:
Противоточные
Схема движения газов схожа с многооборотными. Отличие — большая широта опускного канала (указан синей стрелкой по центру) и сечения, меньшая скорость, с которой двигаются газы, что делает прогрев равномерным.
Колпаковые
Колпаковые печи также называются печами со свободным движением газов или бесканальными. Колпаковую схему первый раз выполнили в русских печах.
Русская
Давайте на примере русской печи рассмотрим принцип движения газов в колпаковой схеме.
Газы идут вверх к своду, прогревая его. Остывая, опускаются вниз, проходят порожек (прямоугольник внизу на рисунке), выходят через трубу. Дым в такой схеме двигается свободно, горение не испытывает влияния со стороны тяги.
Основной недостаток классической русской печи: отсутствие нижнего прогрева. Нахождение пода — на высоте половины роста взрослого человека. Так удобнее поставить внутрь чугунный казан. Часть ниже пода совсем не прогревается и пол остаётся холодным. Также недостатком является — большие габариты печи. Однако, русская печь — лишь частный случай колпаковой печи и современные модификации схем с колпаками часто лишены этого недостатка.
Почти все современные колпаковые печи имеют нижнее подключение к дымовой трубе. Поэтому чаще их применяют с коренной трубой, имеющей собственный фундамент, или с дымоходами, устроенными внутри капитальной стены.
Примеры проектов русских печей:
Одноколпаковая
В такой бесканальной печи раскаленные дымовые газы через топливник идут к колпаку и поднимаются вверх к перекрыше, отдавая тепло стенам. Когда охлаждаются, утяжеляются, опускается к низу колпака, через подвертку выходят в трубу.
С такой схемой мы получаем отличное удерживание тепла. Даже при незакрытой задвижке тепло сохраняется: холодный воздух тяжёлый, он не поднимется к колпаку, а пройдёт внизу, уйдя по дымоходу (свойство газовой вьюшки).
Достоинства:
- Простота конструкции;
- Способность к саморегулированию;
- Простота растопки после долгого простоя;
- Продукты сгорания не встречают сильного сопротивления — необходимость в высокой трубе отпадает;
- Печь менее чувствительна к открытой трубе: теплый воздух в колпаке не дает охлаждать массив печи, когда задувает холодный воздух.
Недостатки:
- Требуется хороший металлический футляр поверх массива печи, так как малейшая негерметичность способна отравить угарным газом;
- При неправильной кладке (проекте) может оказаться очень неэкономичной, прогоняю весь дым в трубу;
- Перекрыша сильно перегревается.
Двухколпаковые
В двухколпаковых печах для устранения перегрева перекрыши делают 2 колпака в 2 яруса. Впервые такую конструкцию предложил И.С. Подгородников.
В этой схеме сопротивление дымовому газу не такое высокое, печь хорошо прогревается снизу и равномерно по каждому ряду. Такая схема дымоходов является одной из лучших.
Примеры проектов колпаковых печей:
Комбинированные
Существуют разные комбинированные варианты. Описанные ниже конструкции в чистом виде практически не применяются в современности, тем не менее, для полноты информации о них стоит кратко сказать.
С нижним прогревом и рассечками
С нижним ярусом в виде колпака, верхним — с рассечками
Но для отопления помещения, например, система с рассечками не подходит.
Ниже вариант с горизонтальными каналами-колпаками:
Здесь в кaнaлax пpиcутcтвуют тeплoвыe кapмaны, в кoтopыx накапливается тeплo. Taкaя кoнcтpукция пeчи являeтcя бoлee тeплoeмкoй и с более высоким КПД.
Можно coвмeщaть вepтикaльныe, гopизoнтaльныe каналы и кoлпaки в paзныx вapиaциях. Например:
Можно экспериментировать, создав свои собственные комбинации. Пожалуй, стоит закончить эту статью россыпью различных конструкций, которые уже ушли в прошлое. Без особых комментариев:
Схема дымооборотов в печи Войницкого
Горизонтальная ориентация дымооборотов голландки
Вертикальная компоновка голландки
Улучшения Полякова (печника и автора книг)
Печь архитектора Свиязева