Кирпичная печь

Кирпичная печь — печь, собранная из керамического кирпича.

Пример отопительной печи.
А — топливник, Б — зольник, В — хайло, Г — конвективная система каналов, Д — труба.
1 дверца зольника, 2 дверца топливника, 3 вход в топливник, 4 свод, 5 подвёртка, 6 задвижка, 7 перекрыша, 8 перевал, 9 колосники, 10 под, 11 прочистная дверка.
Крестиками обозначен огнеупорный кирпич

Фундамент

Печи массой 750 кг и более устанавливают на отдельный фундамент или основание^[1][2]. При меньшем весе допускается установка на перекрытие при условии его достаточной несущей способности.

Материалы изготовления

Кирпичи

Основным видом кирпича является полнотелый керамический кирпич со стандартными в России размерами 250×120×65 мм. Марка кирпича не ниже М100^[3][4], плотность более 1600 кг/м^3[5] (вес одного кирпича более 3,12 кг). Для топливных камер и начальных путей дымохода, подвергающихся воздействию высоких температур порядка 1600—1850 °C, используется огнеупорный шамотный кирпич с размерами 250×123×65 или 230×112×65 мм^[6].

Раствор

• Глиняный — используется для кладки печи и трубы до уровня кровли.
• Известковый — фундамент в сухом грунте^[3].
• Цементный — фундамент во влажном грунте^[3], труба выше уровня кровли^[7][4].
• Известково-цементный — часть трубы, проходящая в чердачном помещении^[7][4].

Для кладки тугоплавкого кирпича (думаю нужно уточнить, что такое тугоплавкий кирпич, потому что выше в описании другой кирпич) используют тугоплавкую глину с песком, для огнеупорного кирпича огнеупорную глину с шамотным порошком^[4][3].

Печные приборы

Печные приборы в основном изготавливаются из чугуна. Перечень приборов:

• Колосниковая решётка или набор одиночных колосников.
• Дверца топливника.
• Дверца поддувала или зольника.
• Прочистные дверцы — закрывают отверстия для прочистки каналов печи.
• Дверца вьюшки.
• Вьюшка — двойная крышка (блинок и крышка) с рамкой для открытия и закрытия дымового канала. Находится за вьюшечной дверцей.
• Задвижка — пластинка в рамке для открытия и закрытия дымового канала.
• Плита с конфорками (с закрываемыми отверстиями) или без них (сплошная).
• Заслонка для закрытия устья русской печи.

Классификация

По назначению

• Отопительные: голландка, печь Утермарка.
• Отопительно варочные: шведка, кухонная плита с обогревательным щитком.
• Варочные — кухонная плита.
• Многоцелевые: русская печь.
• Специального назначения: банная печь, хлебопекарная печь, печь для обжига.

По толщине стенок

• Толстостенные — в полкирпича или целый кирпич (120 или 250 мм).
• Тонкостенные — в четверть кирпича (65 мм). Наружные стенки топливника до его перекрытия выкладываются в полкирпича.

По конвективной системе

• С последовательными дымовыми каналами.
• С параллельными дымовыми каналами (например с одним подъёмным и несколькими опускными).
• С бесканальной (колпаковой) конвективной системой (газы входят и выходят в нижней части колпака).

По виду отделки

• Без отделки.
• Оштукатуренные и побеленные (окрашенные).
• Изразцовые.
• Заключённые в металлический футляр и окрашенные (например печь Утермарка).

По виду топливной камеры

Каждому виду топлива соответствует определённая форма топливной камеры. Под (нижняя площадка) камеры может быть глухой (например как у русской печи) или колосниковый. Под колосниками находится поддувальная (зольниковая) камера.

Минимальная толщина наружных стенок топливника полкирпича, для печей мощностью более 3489 Вт она составляет от 3/4 до целого кирпича, в зависимости от теплоотдачи печи^[8].

Высота слоя топлива и топливника^[9]

Вид топлива	Толщина слоя топлива (см) при мощности печи		Мин. высота топливника (см) при мощности печи
	до 3489 Вт	св. 3489 Вт	до 3489 Вт	св. 3489 Вт
Дрова с влажностью 25 %	25	35	56	77
Торф кусковой с влажностью 30 %	20	30	56	77
Бурый уголь подмосковный	9	15	49	63
Каменный уголь	10	16	42	56
Антрацит	15	24	35	42

Для дров

Древесина образует высокое пламя, так как большая её часть, перед тем как сгореть, переходит в газообразное состояние (процесс возгонки)^[10]. Для обеспечения наиболее полного сгорания топливник отопительных печей должен иметь достаточное свободное пространство над слоем дров (указано в таблице). Максимальная высота от колосниковой решётки до перекрытия топливника 1 м^[8]. Высота топливника печи с варочной поверхностью находится в пределах 280—420 мм (4—6 рядов кладки^[11]), что обусловлено необходимостью контакта пламени с чугунной плитой. Минимальная длина 35 см^[12].

Топливник дровяных печей мощностью более 3000 Вт рекомендуется футеровать огнеупорным кирпичом^[12].

Для угля

Для горения бурого и каменного угля наличие колосниковой решётки обязательно. Топливник для каменного угля футеруется^[13]. Стенки топливника для антрацита выкладываются из огнеупорного кирпича полностью^[14].

• Виды топок
• 
  Для дров
• 
  Для каменного угля
• 
  Для бурого угля или сухого кускового торфа
• 
  Для торфа повышенной влажности.
  Стрелкой показан выход пара через пароотводящую щель

Труба

1 колпак, 2 оголовок, 3 шейка, 4 выдра, 5 слёзник (уплотнение), 6 стояк, 7 распушка (разделка), 8 теплоизоляция, 9 задвижка.
10-11-12 стропила, обрешётка, кровля

Кирпичная труба по местоположению:

• Насадная — устанавливается на перекрыше толстостенной печи^[15].
• Коренная — отдельностоящая на собственном фундаменте.
• Стенная — дымовой канал находится в кирпичной стене здания.

Части трубы:

• Распушка, разделка — утолщение стенки трубы в месте её прохождения через потолочное перекрытие. Противопожарный элемент.
• Выдра — утолщение стенки, нависающее над кровлей. Закрывает сверху щель между трубой и кровлей от попадания атмосферных осадков.
• Оголовок — утолщение стенки на самом верху трубы.

Размеры канала трубы, не менее^[16]:

• 140×140 мм — для печей мощностью до 3500 Вт.
• 140×200 мм — 3500—5200 Вт.
• 140×270 мм — 5200—7000 Вт.

Подбор отопительной печи

График упрощённого определения площади наружной поверхности (зеркала) печи, в зависимости от конфигурации помещения, при температуре воздуха на улице −25… −35 °C^[17].
1 — прихожая, 2 — помещение с двумя углами, 3 — неугловое помещение, 4 — помещение с одним углом

Теплопотери помещения

Требуемая мощность отопительной печи определяется теплопотерями помещения, которые зависят от многих факторов: климатический условий, площади и высоты помещения, количества внешних стен, вида строительных материалов и степени утеплённости дома. Средняя часовая теплоотдача печи должна равняться теплопотерям отапливаемого помещения^[18] (±15 %^[19]).

Приблизительно вычисляются по формуле^[19]:

• Q = 125 ⋅ f ⋅ k — для угловых помещений, Q = 125 ⋅ k — для угловых помещений менее 10 м².
• Q = 80 ⋅ f ⋅ k — для неугловых помещений, Q = 80 ⋅ k — для неугловых помещений менее 10 м²,
  где Q — теплопотери помещения (Вт), 125 и 80 — эмпирические коэффициенты, f — площадь пола (м²), k — коэффициент теплопередачи наружных стен (Вт/м²).

k = 1/R^[20], где R — сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (в данном случае наружных стен) (м²·°C/Вт).

R_{односл.} = δ/λ — сопротивление теплопередаче стен из одного материала или отдельного слоя материала в стенах из нескольких материалов, где δ — толщина слоя материала (м), λ — коэффициент теплопроводности материала^[21] (Вт/[м·°C]).
R_{многосл.} = R₁ + R₂ + … + 0,155 + 0,058 — сопротивление теплопередаче стен из нескольких материалов, где R₁ и R₂ — сопротивления теплопередаче отдельных слоёв материалов, 0,155^[22] — сопротивление теплопередаче у внутренней поверхности стен (R_в), 0,058^[23] — сопротивление теплопередаче у наружной поверхности стен (R_н)^[24].

Для помещений высотой 2,5—3 м полученное значение Q увеличивают на 10 %. Для помещений с двумя внешними углами значение Q также увеличивают на 10 %.

Формулы рассчитаны на наружную температуру −30 °C. Для других температур используются поправочные коэффициенты:

• 1,35 — при температуре −35 °C и ниже.
• 0,85 — от −10 до −20 °C.
• 0,75 — выше −10 °C.

Теплоотдача печи

Максимальная мощность печи периодического действия развивается при топке два раза в сутки. Например, теплоотдача одного квадратного метра активной поверхности (зеркала) открытостоящей (расстояние до стен помещения не менее 130 мм) дровяной толстостенной печи, при однократной и двукратной топке, составляет 330 и 550 Вт соответственно. Чтобы узнать требуемую площадь зеркала открытостоящей печи при двукратной топке, необходимо теплопотери помещения разделить на 550 Вт/м^2[25]. Для южных районов, с температурой наружного воздуха +5 °C и выше, рекомендуется однократная топка^[26].

Площадь зеркала существующей печи равна произведению её периметра на активную высоту. Активная высота печи примерно равна её высоте от уровня пола минус 300 мм^[25]. Площадь верхней плоскости перекрыши учитывается в том случае, если высота печи не превышает 2,1 м, при этом для перекрыши вводится поправочный коэффициент 0,5^[19][25].