Печь-каменка периодического действия

 

В банях, рассчитанных на одну семью и отапливаемых дровами, обычно применяют кирпичные печи-каменки периодического действия, в которых камни нагреваются проходящими через них дымовыми газами. Такие печи примерно на 30% экономичнее печей комбинированного действия и позволяют быстрее нагревать камни до  требуемой  температуры.  При  интенсивной  топке печи нижние слои каменной засыпки могут нагреваться до 1000–1100° С, верхние слои — до 500–600° С. При таких температурах сажа сгорает и камни остаются чистыми. Единственный недостаток печей периодического действия — необходимость ожидания полного сгорания топлива или удаления остатков несгоревшего топлива, чтобы при открытии камеры в баню не попадал угарный газ.

Конструкция. На рис. 91 (1) изображен наружный вид кирпичной печи-каменки усиленной конструкции без водогрейной  емкости.  Топливник  выполнен  из  огнеупорного кирпича и имеет щелевой свод для каменной засыпки. Ширина щелей (расстояние между кирпичными арками) 5–8 см. Для более полного использования тепла печь снабжена дымоходами в виде опускных колодцев

и общим сборным дымоходом, соединяющими верхнюю часть камеры для камней с дымовой трубой (на рисунке

 

Рис. 91. Кирпичная печь-каменка периодического действия

1  – без водогрейной емкости; 2  – с водогрейным котлом

 

не показаны). В целях повышения прочности печь заклю-

чена в каркас из стальных уголков. На рис. 91 (2) приведена схема кирпичной печи-каменки с водогрейным котлом. Камера для камней имеет две дверки. Иногда выполняют дымоходы, пропускающие дымовые газы из пространства вокруг котла в нижнюю часть камеры для камней.

Кладка. Сооружение массивной кирпичной печи-каменки начинают с устройства ее фундамента.

Фундамент. Чтобы печь не оседала и не наклонялась из-за увлажнения или промерзания грунта, фундамент заглубляют не менее чем на 0,5 м. Поперечные размеры его должны быть больше, чем у печи на 1 кирпич (на полкирпича в каждую сторону). Расстояние от фундамента печи до фундамента стены — не менее 5 см. Зазор между ними заполняют песком. Дно котлована утрамбовывают и выравнивают по уровню.

Материал  и  раствор  для  фундамента.  Лучший

фундамент  —  бетонный  или  бутобетонный.  В  сухом

грунте его можно выполнить из кирпичей, используя известковый, цементный или известково-цементный раствор.

Известковый раствор готовят из гашеной извести

и просеянного песка, взятых в соотношении от 1:2 до 1:3.

 

 

Рис. 92. Кладка печи-каменки периодического действия

Цементный раствор (соотношение цемента и песка обычно 1:3) готовят небольшими порциями, чтобы успеть использовать его до схватывания.

Для приготовления известково4цементного ра4

створа берут на 1 ч. цемента 1–2 ч. извести и 6–16 ч.

 

 

Рис. 93. Кладка печи-каменки периодического действия

песка в зависимости от марки цемента и жирности извести.

Поверхность фундамента заливают цементным раствором, выравнивают рейкой по уровню и покрывают гидроизоляцией, обычно толем или рубероидом

в 2 слоя.

Основной материал для кладки печей — обыкновенный полнотелый кирпич 1 сорта. Не допускается применять дырчатые и силикатные кирпичи, так как они быстро разрушаются.

Для кладки и футеровки топливника печи рекомендуются тугоплавкие и огнеупорные кирпичи. Тугоплавкие кирпичи подходят для сжигания дров, огнеупорные (шамотные) — для сжигания каменного угля, жидкого топлива, газа.

Кладка печи из кирпичей, бывших в употребле4 нии. Они должны быть очищены от раствора и сажи. Класть их следует задымленной стороной внутрь, иначе ржавые пятна от сажи выступят наружу даже через штукатурку и побелку.

Перед употреблением кирпичи (кроме огнеупорных и тугоплавких) погружают на 1–1,5 мин в воду, так как сухой кирпич обезвоживает раствор и снижает его вяжущую способность.

Раствор для кладки печи готовят из глины и песка, взятых в соотношении от 1:1 до 1:2 в зависимости от жирности глины. Глину следует замачивать за 1 сутки до начала кладки. Затем в нее добавляют воду в таком количестве, чтобы после перемешивания получилась сметанообразная масса. Эту массу процеживают через сито, добавляют столько же песка и тщательно перемешивают. Песок должен быть просеян через сито с ячейками 1,5 мм. Если на поверхности раствора появляются водянистые участки (озерки), то добавляют песок и перемешивают массу снова. Хороший раствор не содержит комков, имеет шероховатую

поверхность, не налипает на лопату и легко выдавливается из шва кладки при нажатии на кирпич рукой.

Для кладки тугоплавкого и огнеупорного кирпи4 ча применяют раствор из глины и горного песка или шамота.

Швы кладки. Главное требование к кладке — обеспечить плотность швов, чтобы в помещения бани не проникало даже незначительное количество продуктов сгорания, которые могут привести к отравлению угарным газом. Швы кладки заполняют раствором на всю глубину. Толщина их должна быть минимальной: для обычного кирпича не более 5 мм, для тугоплавкого и огнеупорного — не более 3 мм на всю глубину.

Нанесение раствора. Раствор расстилают рукой,

с мастерка его можно класть лишь до пода топливника и дна дымовых каналов.

Внутренние поверхности печей должны быть гладкими, поэтому, колотые и тесанные кирпичи кладут шероховатыми гранями наружу. Через каждые 4–5 рядов кладки внутренние поверхности затирают мочальной кистью или тряпкой, сточенной в воде без добавления раствора.

К кладке следующего ряда приступают только тогда, когда уложены все кирпичи предыдущего ряда. Желательно кирпичи каждого ряда сначала уложить

и подогнать друг к другу, а затем класть их на раствор.

Проверка правильности швов. После укладки первого ряда проверяют правильность углов при помощи угольника или шнура. После укладки 2-го ряда устанавливают по углам печи направляющие шнуры с отвесами. Шнуры подвешивают гвоздями к потолку, а снизу наматывают на гвозди, вдавленные в швы между нижними двумя рядами.

Перевязка кирпичей. При укладке кирпичей необходимо строго соблюдать правила перевязки кирпичей: каждый вертикальный шов должен перекрываться кирпичом верхнего ряда. Перевязка кладки обычного кирпича

с кладкой из тугоплавкого или огнеупорного кирпича не допускается, так как они по-разному расширяются при повышении температуры.

Установка печных приборов. Печные приборные дверки, задвижки, колосниковые решетки, плиты, водогрейные коробки (встраиваемые баки для воды) — устанавливают одновременно с кладкой кирпича.

Рамку дверки крепят в кладке посредством лапок (кляммер) из мягкой стальной полосы (обручного железа). К рамке лапки прикрепляют заклепками. Перед установкой на место рамку обматывают асбестовым шнуром или тканью. При отсутствии асбеста между рамкой дверки топливника и кирпичной кладкой оставляют зазор по всему периметру шириной 3–4 мм, чтобы рамка, нагреваясь, не раздвинула кладку. Для обеспечения прочности перемычки сверху дверку топливника перекрывают спо-

собом   «в   замок»   (средний   кирпич   скошенными концами кладут на скошенные концы соседних кирпичей). Другие дверки и рамки заслонок (задвижек) крепят в кладке 2-мм проволокой (проволоку заделывают в кладку).

Колосниковую решетку устанавливают прорезями вдоль топливника. Между краями решетки и кирпичами кладки оставляют зазор не менее 5 мм для расширения решетки. Зазор заполняют песком. Такой же зазор оставляют между плитой над топливником и кладкой.

Топливник. Важная часть печи — топливник. Для топки дровами наименьшая его ширина 25 см (в один кирпич), наименьшая высота — 35 см. С увеличением высоты топливника условия горения топлива улучшаются. Желательно, чтобы он был 40–60 см в зависимости от размеров печи. В нижней части стены топливника выполняют с уклоном в сторону колосниковой решетки, чтобы при сгорании угли оседали на решетку. Под топливника располагают ниже рамки топочной дверки не менее чем на 1 кирпич, иначе при открывании дверки

будут выпадать угли. Дно зольника желательно делать также ниже поддувальной дверки.

Каналы для дымных газов. Равномерность прогрева, экономичность печи зависят от конструкции ее дымооборотов — каналов для дымовых газов. Внутренняя поверхность их должна быть ровной и не замазываться глинистым раствором, который быстро отваливается

и засоряет дымоходы.

Перекрыша. Верхняя стенка печи, называемая перекрышей, состоит из трех рядов кирпичей, положенных плашмя с перевязкой. При совпадении вертикальных швов перекрыши они должны быть перекрыты кусками стального листа.

Труба. Трубу для каменки обычно делают насадной,

т. е. на массиве печи. При этом толщина стенок печи

и трубы должна быть не менее полкирпича, проходное сечение дымовых каналов и труб — также не менее полкирпича. Трубу выводят на высоту не ниже 0,5 м от поверхности крыши, используя цементный или известковый раствор (глиняный раствор легко вымывается дождем и конденсатом, который может образоваться внутри трубы).

Требования пожарной безопасности. В целях пожарной безопасности расстояние между кирпичной поверхностью печи и сгораемой конструкцией (деревянных частей бани) должно быть не менее 40 см, если конструкция не защищена от возгорания, и не менее 25 см, если такая защита имеется. Если печь и труба металлические, то эти расстояния увеличивают соответственно до 100 и 70 см.

Между кирпичной трубой и деревянными частями крыши (стропилами, обрешеткой, обшивкой) должно быть свободное расстояние не менее 10 см. При применении металлической или асбестоцементной трубы ближайшие деревянные части потолка и крыши должны быть покрыты войлоком, пропитанным глинистым раствором, и обиты дополнительно кровельной сталью. Зазор между трубой

и кровлей закрывают фартуком из оцинкованной стали. На деревянном полу перед топочной дверкой устанавливают металлический лист размером не менее 7050 см.

Меры безопасности при сооружении. При сооружении печи необходимо принять меры, чтобы не упасть

и не уронить кирпичи или инструмент. Для работы на крыше устанавливают горизонтальную площадку для печника и ящика или ведра с раствором. Площадка должна быть ограждена со стороны ската и прикреплена к стропилам. Если площадка мала, то печник должен надеть предохранительный пояс, привязанный к надежной части крыши. Дужка и проушины ведра должны быть проверены на прочность.

Каменная засыпка. Основное требование к камням для засыпки — чтобы они хорошо аккумулировали, а затем отдавали тепло, выдерживали высокие температуры и не растрескивались от воды. Для этого они должны быть плотными (с большой удельной массой), однородными, равномерно нагреваться по всей массе и иметь одинаковый коэффициент теплового расширения во всех направлениях. Чтобы не распирать печку изнутри и не разрушать ее, камни должны быть округлой формы и иметь гладкую поверхность. Всем этим требованиям отвечают хорошо окатанные крупные тяжелые камни-булыжники, подвергшиеся закалке солнцем и водой за миллионы лет. Наиболее прочны камни из горных пород вулканического происхождения — базальта, гранита, андезита и др. Если таких камней нет, можно воспользоваться камнями из кремнистых горных пород невулканического происхождения. Отличаются они твердостью, плотностью, темным цветом. Собирают их у рек, озер, заливов. Слоистые камни из песчаника, известняка и других осадочных пород для каменок не подходят, так как они быстро разрушаются, забивая каналы для пламени, дыма и пара. Прочность камней и отсутствие трещин в них проверяют, ударяя друг о друга или

молотком. Размеры камней должны быть не менее 10 см

(больше кулака взрослого человека).

Для каменной засыпки печи не пригодны кремнистые породы вулканического происхождения с острыми полупрозрачными краями. При выплескивании воды они раскалываются и «выстреливают», отбрасывая на несколько метров острые мелкие куски, которые могут поранить тело. Раскалываться с выбрасыванием кусков могут и другие плотные камни. Поэтому наиболее плотные из них при укладке в печи со стороны моющихся необходимо закрыть менее плотными, лучше всего кирпичами.

Укладка камней. При укладке снизу кладут самые крупные камни, выше — более мелкие. Для ускорения нагрева по всей толще и облегчения отдачи тепла при подаче воды камни укладывают вперемешку с чугунными чурками или железными (стальными) болванками. Чугун

и сталь имеют большую объемную теплоемкость, чем горные породы, и хорошо проводят тепло. Располагать чурки или болванки следует вертикально, чтобы они проводили тепло снизу вверх.

Со временем камни растрескиваются и крошатся. Поэтому необходимо ежегодно перебирать камни, расколотые заменять целыми, убирать мелочь, которая забивает каналы между камнями. Желательно в бане иметь некоторый запас камней, чтобы каждый раз не искать их

и не ждать лета.

Заменители камней. Неплохим заменителем камней являются битые керамические и фарфоровые изделия. Они термостойки и выдерживают резкие изменения температуры. Обычно куски этих материалов имеют небольшие размеры и пригодны лишь для верхнего слоя каменной засыпки. Можно использовать также куски кирпича, лучше всего пережженного кирпича — железняка — деформированной формы с оплавленными краями, которые непригодны для кладки.