Каркасные печи [1990 Литавар В.В., Кайданов Г.Л. - Как построить печь, камин, баню]

В современном строительстве большое применение находят каркасные печи. Каркас - пространственная решетчатая система, состоящая из элементов, которые воспринимают нагрузку, воздействующую на сооружение или изделие. Несущей основой служат стальные уголки, скрепленные сваркой или болтовыми соединениями.

Если печь облицовывают мелкоразмерными листами из асбестоцемента или металла, кроме уголков, формирующих верхний и нижний пояса каркаса, используют полосовую сталь, которую устанавливают в местах стыковки облицовочного материала. При возведении быстромонтируемых печей каркас можно изготовить с болтовыми соединениями.

Каркас таких печей из уголков 25×25×3 мм состоит из вертикальных стоек 3, к которым в нижнем поясе приварены косынки 7 и фронтальный уголок 8, в верхнем поясе - фронтальный уголок 4 и накладки 2 из полосовой стали размером 40×3 мм (рис. 40). В результате образуются передняя и задняя сварные рамы. Их комплектуют боковыми уголками 1 и полосой 5. В процессе монтажа элементы 1 и 5 соединяют с накладками болтами 6. Накладки находятся внутри каркаса, поэтому облицовочные асбестоцементные листы в углах следует вырезать в соответствии с размерами накладок. Чтобы болтовые соединения деталей 1 и 5 были технологичными, в накладках просверливают отверстия, в которые вваривают заподлицо с их внутренними плоскостями гайки.

Рис. 40. Каркасная печь: 1, 4, 8 - уголки; 2 - накладка; 3 - стойка; 5 - стальная полоса; 6 - болт; 7 - косынка

К фронтальной раме каркаса крепят топочную гарнитуру, прочистные дверки и другие металлические изделия. Количество сборочных операций на монтаже сводится к минимуму. Одновременно с подготовкой каркаса по шаблонам нарезают облицовочный материал и красят его в цвет, сочетающийся с интерьером помещения.

Процесс кладки быстромонтируемых каркасных печей состоит из следующих операций. Собирают и устанавливают каркас. На уголки нижнего пояса укладывают металлический лист (рис. 41), служащий внутренней поверхностью газоходов нижнего обогрева. Затем устанавливают облицовочные листы нижнего пояса печи и приступают к кладке газоходов, зольника и топливника. Закончив кладку первого пояса, ставят подмости, с которых ведут последующие работы: облицовку верхнего пояса, кирпичную кладку конвективной системы надтопочного пространства и оформление перекрыши. Кирпичную кладку выполняют на глиняном растворе, соблюдая перевязку швов. Дымовые газы из каркасных печей отводятся через металлический патрубок в коренную трубу или трубу, расположенную в стене. Наличие каркаса и применение облицовки позволяет использовать тонкостенные конструкции в надтопочной части, что значительно сокращает время сооружения печи: монтаж каркасных печей выполняют за 4 ч.

Рис. 41. Отделка печи листовым материалом (а), глазурованной (б) и керамической (в) плиткой: 1 - металлический лист; 2 - опоры

Каркасные печи характеризуются увеличенной теплоотдачей - 1200-3500 Вт (1032-3009 ккал/ч) за сутки при двух топках, что позволяет делать их компактными и относительно легкими. Масса в зависимости от типа лечи - 300-950 кг. Ее можно устанавливать непосредственно на пол, без фундамента. Топливники каркасных печей универсального типа, в них сжигают все виды твердого топлива.

Наружные поверхности каркасных печей красят или облицовывают. Покраска - наиболее простой вид улучшения внешнего вида поверхностей теплоотдачи. В качестве облицовки применяют глазурованную или керамическую плитку. Это придает печам красивый внешний вид и высокую гигиеничность.

Асбестоцементные листы отделывают эпоксидными и крем-нейорганическими составами. На поверхность сначала наносят слой термостойкого состава, выдерживающего длительное воздействие температуры 150-200°, например, шпатлевку ЭП-0026. Выдержав шпатлевочный слой в течение 1 ч при температуре 18-35°, поверхность обрабатывают шлифовальной шкуркой № 6-8, после полного высыхания шпатлевки поверхность окрашивают эмалью марок ЭП-255, ЭП-140, КО-0822, КО-081, АС-131, ЭП-274 или ФП-566. Количество слоев шпатлевки - не менее трех, эмалевого покрытия - не менее двух. Последний слой эмали рекомендуется наносить на поверхность, разогретую до 120-130°. Промежуточный слой эмали, если необходимо, зачищают шкуркой.

Другой способ отделки каркасных печей - оклейка. Предварительно нарезанные по размерам асбестоцементные листы покрывают эпоксидным клеем, к которому припрессовывают цветную стеклоткань или стеклохолст. Стеклоткань негорюча, нетоксична, невзрывоопасна, она сохраняет свой вид длительное время. Печь можно отделать в соответствии с интерьером комнаты.

Каркасная тонкостенная печь № 8 (рис. 42) с теплоотдачей при однократной топке 650 Вт (558 ккал/ч), при двукратной - 1200 Вт (1031 ккал/ч). Масса - 298 кг. Продукты сгорания выходят из топливника через хайло размерами 50×270 мм и поднимаются по восходящему каналу 6, расположенному у фронтальной стенки на всю ее ширину (разрез А-А). Толщина стенки - четверть кирпича. На уровне 10-го ряда газы смывают рассечку, поднимаются к перевалу 7, огибают его и уходят по опускному каналу 10 через патрубок 14. Дымовая труба - коренная или стенная.

Рис. 42. Каркасная тонкостенная печь № 8: а - первый вариант; б - порядовки печи второго варианта; 1 - металлический лист; 2, 8, 12 - глиняные слои; 3 - выстилка; 4 - зольниковая коробка; 5 - колосниковая решетка; 6, 10 - каналы; 7 - перевал; 9 - облицовка перекрыши; 11 - лист; 13 - чистка; 14 - дымовой патрубок

Печь бесфундаментная, повышенного прогрева. Конвективная система - последовательная, однооборотная. Имеет два варианта, отличающихся конструкцией каркаса и кладкой первых рядов.

Печь сооружают, начиная с установки каркаса и заполнения нижнего пояса днищем из листовой стали 1, которую покрывают слоем глиняного раствора толщиной около 10 мм. На него укладывают 1-й ряд из трех полномерных кирпичей, ложки которых обращены в сторону асбестоцементной облицовки, расположенной с фронта печи. С левой стороны помещают один полномерный тычковый кирпич и половинку, занимающую левый задний угол. Таким образом образуется сплошная кладка, называемая выстилкой 3.

На выстилку укладывают зольниковую (поддувальную) коробку 4, изготовленную из листовой стали толщиной 0,8 мм, и формируют 2-й ряд, который состоит из шести половинок, уложенных вразбежку по конфигурации зольниковой коробки. Затем укладывают колосниковую решетку 5, которую с фронта обрамляют стесанным кирпичом, сбоку и сзади - полномерными кирпичами.

Начиная с 3-го ряда, кладку ведут из огнеупорного кирпича.

4-й ряд начинают со стесанных кирпичей, укладываемых на постель слева и справа от топочной дверки. Сзади них размещают стесанный полномерный кирпич и две стесанные половинки. Таким образом образуется шахта для скатывания углей.

5-й и 6-й ряды, которые состоят из кирпичей, уложенных на ребро, заканчивают формирование стен топливника.

7-й ряд - свод топливника с хайлом. Его выкладывают после того, как на кирпичах 6-го ряда уложен чугунный лист шириной 120 и длиной 380 мм, который служит опорой для средних кирпичей перекрытия топливника. Закончив 7-й ряд кладки, перекрытие покрывают глиняным слоем 12, который герметизирует топливник.

8-й ряд, который содержит чистку 13, формируют из кирпичей, уложенных на ребро вдоль стенок печи. В этом же ряду начинают выкладывать рассечку, образующую восходящий 6 и нисходящий 10 каналы.

На 9, 10, 11 и 12-м рядах формируют насадку из уложенных на ребро кирпичей, которая увеличивает массу, следовательно, и аккумулирующую способность печи.

13-й ряд - перекрыша печи, она состоит из шести трехчетверток, уложенных плашмя и покоящихся на центральном тычковом кирпиче 9-го ряда. Перекрышу герметизируют глиняным слоем 8 и облицовывают листом 9.

Второй вариант печи (рис. 42, б) отличается от предыдущего формой каркаса на уровне перекрыши и конструкцией опорных элементов. Первый ряд образован из четырех полномерных кирпичей, что обеспечивает горизонтальную перевязку швов. Зольник выполнен прямоугольным из трех полномерных кирпичей и одной половинки. Топливник перекрывается не на 7-м ряду, как в первом варианте, а на 8-м. Общее количество рядов кладки - 14, в то время как в первом варианте - 13.

Каркасная тонкостенная печь № 9 (рис. 43) с теплоотдачей при однократной топке 800 Вт (687 ккал/ч), при двукратной - 1500 Вт (1289 ккал/ч). Размер - 520×400 мм, высота - 1410 мм. Масса - 379 кг.

Рис. 43. Каркасная тонкостенная печь № 9: 1 - металлический лист; 2, 6, 8 - слои глиняные; 3 - выстилка; 4 - зольник; 5 - чугунный лист; 7 - дымовой патрубок; 9 - асбестовый лист

Бесфундаментная, повышенного нагрева. Конвективная система - канальная, последовательная, однооборотная. Предназначена для использования в жилых помещениях, отвечает также требованиям дачных строений. Стенки печи быстро прогреваются, их теплоотдающая поверхность достаточна для отопления помещения площадью 25 м².

Печь состоит из металлического каркаса, в который заключен корпус, облицованный асбестоцементными листами толщиной 5 мм. Конструкция топливника аналогична топливнику печи № 8.

Перекрытие расположено на чугунном листе 5 и покрыто глиняным слоем 6. Дымовой патрубок 7 входит в печь на уровне 8-го ряда. Кладку перекрыши покрывают глиняным слоем 8 и облицовывают асбестоцементным листом 9.

Каркасная тонкостенная печь № 10 (рис. 44) с теплоотдачей при однократной топке 1000 Вт (859 ккал/ч), при двукратной - 1700 Вт (1461 ккал/ч). Размер - 520×520 мм, высота - 1550 мм. Масса - 530 кг.

Рис. 44. Каркасная тонкостенная печь № 10

Бесфундаментная, повышенного прогрева. Конвективная система - параллельная, с одним восходящим каналом, дымовая труба - коренная или насадная, сечение дымохода - 120×120 мм. Каркас изготовляют, как и для других печей, из уголковой стали 25×25×3 мм и полосовой стали 40×3 мм. Топливник выкладывают из огнеупорного кирпича, толщина стенок - 125 мм. Надтопочная часть содержит газоходы, образованные стенками и рассечками, выложенными в четверть керамического кирпича.

Горячие газы из топливника по восходящему каналу, расположенному в центре корпуса, поднимаются под перекрышу печи. Отдав часть теплоты восходящему каналу и перекрыше, продукты сгорания опускаются по четырем периферийным каналам до 10-го ряда, где собираются в горизонтальном газоходе и направляются в дымоотводящий патрубок.

Каркасная тонкостенная печь № 11 (рис. 45) с теплоотдачей при однократной топке 1400 Вт (1203 ккал/ч), при двукратной - 2300 Вт (1977 ккал/ч).

Рис. 45. Каркасная тонкостенная печь № 11

Последовательность кладки - как и печей № 8, 9 и 10.

Функциональная схема печи № 11 аналогична печи № 8. Горячие газы из топливника выходят через центральный квадратный проем размером 125×125 мм (9-й ряд) и поднимаются по газоходу сечением 125×250 мм который начинается с 10-го ряда и содержит три чистки. Чтобы увеличить теплоемкость печи и достичь необходимых скоростей движения продуктов сгорания, площадь сечения газоходов уменьшают установленными на ребро кирпичами, доходящими до перекрыши. По этим каналам дымовые газы опускаются до уровня десятого ряда и по горизонтальному сборному коллектору движутся к дымовому патрубку. Для топки можно использовать дрова, кусковой торф, торфяные брикеты, каменный уголь, антрацит.

Каркасная тонкостенная печь № 12 (рис. 46) с теплоотдачей при однократной топке 1700 Вт (1461 ккал/ч), при двукратной - 3000 Вт (2579 ккал/ч). Размер - 520×780 мм, высота - 1150 мм. Масса - 780 кг.

Рис. 46. Каркасная тонкостенная печь № 12: 1 - чистка; 2 - дымовой патрубок; 3 - стальной лист

Бесфундаментная, повышенного прогрева. Конвективная система - параллельная, с одним восходящим каналом, дымовая труба - коренная или насадная, сечение дымохода 120×120 мм, облицованная. Можно использовать любой вид твердого топлива.

Каркас печи выполняют из уголковой стали 30×30×4 мм. По центру надтопочной части проходит вертикальный канал, по которому поднимаются газы из топливника. Вокруг вертикального канала расположены опускные газоходы, завершающиеся в 10-м ряду.

Рациональность конструкции и высокий КПД позволяют использовать печь для массового жилищного строительства усадебного типа.

Каркасная тонкостенная печь № 13 (рис. 47) с теплоотдачей при однократной топке 1700 Вт (1461 ккал/ч), при двукратной - 3500 Вт (3009 ккал/ч). Размер - 520×780 мм, высота - 1950 мм. Масса - 940 кг.

Рис. 47. Каркасная тонкостенная печь № 13: 1 - чистка; 2 - дымовой патрубок; 3 - стальной лист

Бесфундаментная, повышенного прогрева. Конвенктивная система - параллельная, с одним восходящим каналом, дымовая труба - коренная или насадная, сечение дымохода 120×120 мм, облицованная. Можно использовать любой вид твердого топлива.

Каркас печи выполняют из уголковой стали 30×30×4 мм. По центру надтопочной части проходит вертикальный канал, по которому поднимаются газы из топливника. Вокруг канала расположены опускные газоходы, завершающиеся в 10-м ряду.

Рациональность конструкции и высокий КПД позволяют использовать эту печь, как и печь № 12, в жилищном строительстве усадебного типа. Следует отметить, что масса печи № 13 превосходит предельный критерий, допускающий установку отопительных устройств без фундаментов (750 кг). Не прибегая к устройству дополнительных несущих конструкций, ее следует располагать в непосредственной близости от стен здания.

Малогабаритная печь № 14 (рис. 48) с теплоотдачей при однократной топке 1000 Вт (859 ккал/ч), при двукратной - 1600 Вт (1375 ккал/ч). Размер - 570×570 мм, высота - 1600 мм. Масса - 820 кг, что позволяет устанавливать ее на пол без фундамента при достаточном усилении балок. Топливник и надтопочную часть рекомендуется заключить в металлический футляр (согласование с пожарной инспекцией не обязательно). Предназначена в основном для сжигания каменного угля, дрова длиной не более 330 мм закладывают вертикально.

Рис. 48. Малогабаритная печь № 14: 1 - футляр; 2 - дымовой патрубок: 3 - чистка