Отопительные печи можно разбить на две группы: печи устаревших конструкций и современные печи. Взамен устаревших, несовершенных конструкций, внедряются в жизнь новые, более совершенные образцы отопительных печей. Эта замена, однако, происходит не сразу, а в течение довольно продолжительного времени. Грамотный мастер-печник, внедряющий в жизнь новые типы печей, должен отчетливо представлять себе недостатки еще сохранившихся старых образцов, уметь их ремонтировать и переделывать; для этого он должен быть знаком с основными образцами не только новых, но также и устаревших конструкций. Голландская печь (голландка) (рис. 67).

Рис. 67.    Голландская печь.
Рис. 67. Голландская печь. Разрезы и планы: 1, 3, 5 — подъемные дымовые каналы; 2, 4, 6 — опускные каналы.



Большой топливник с глухим подом без поддувала занимает весь низ этой печи. Через хайло в своде топливника, газы поступают в вертикальные дымообороты печи, расположенные в последовательном порядке, т. е. один за другим по ходу дыма. Из топливника газы поднимаются по каналу (обороту) 1, переваливают под перекрышей печи в оборот 2 и, опустившись по нему, попадают в оборот 3; под перекрышей печи они попадают в оборот 4, опускаются по нему к обороту 5, снова поднимаются под перекрышу, где переваливают в оборот 6; опустившись, газы через соединительный патрубок уходят в дымовой стенной канал. Таким образом, газы, последовательно поднимаясь и опускаясь, проходят все шесть оборотов печи.

Горизонтальные разрезы сделаны: по верхним перевалам1 дымооборотов (Г—Г), по стоякам (В—В) и по нижним подверткам (Б—Б). Стрелкой на этих разрезах показано последовательное движение из стояка в стояк.

Рис. 68. Схема последовательных дымооборотов голландской печи
Рис. 68. Схема последовательных дымооборотов голландской печи: 1, 3, 5 подъемные дымовые каналы; 2—4—6 — опускные дымовые каналы.



Для уяснения хода дыма по оборотам внутри печи на рис. Эти дымообороты представлены отдельно от кладки печи. Порядковые номера дымооборотов те же, что на разрезах и по ним легко проследить ход дыма. Большой топливник голландской печи может вместить много топлива, однако горение происходит в плохих условиях, так как из-за отсутствия .колосниковой решетки и поддувала воздух попадает в топливник только через топочную дверцу. В первый дымоход газы входят с высокой температурой, двигаясь далее по оборотам, они постепенно остывают и к последнему обороту (иногда число оборотов доходит до 10) подходят заметно охлажденными. А отсюда следует, что и прогрев массива печи также неравномерен.

Неравномерный нагрев массива ведет к неравномерной теп лоотдаче печи и к появлению трещин в кладке. Через трещины в помещение попадают дым и угар. Путь газов по дымооборотам удлинен, поэтому необходима сильная тяга.Есл.и высота трубы невелика и атмосферные условия неблагоприятны, то печь начинает дымить и дрова медленно, с потерями тепла от химического недожога, сгорают. На кладку голландской печи нужно много материала; печь занимает большую площадь в помещении и не отвечает своему назначению.

Печь системы Утермарка. Это — печь старого типа, напоминающая голландскую, заключена в железный футляр круглой формы (рис. 69).

Рис. 69. Печь Утермарка:
Рис. 69. Печь Утермарка: 1, 3. 5 — подъемные ды мовые каналы; 2, 4, 6 — опускные дымовые каналы.



Система дымооборотов последовательная, многооборотная; топливник не имеет колосниковой решетки и поддувала. Дым из топливника поднимается в дымооборот 1, переваливает под перекрышей в дымооборот 2, опускается и подвертывается в дымооборот 3; из него переваливает в дымооборот 4; опускается и подвертывается в дымооборот 5; поднявшись по нему и перевалив в дымооборот 6, дым опускается по нему вниз и уходит в стенной дымоход.

По своим качествам эта печь почти ничем не отличается от голландки, но применение железного футляра позволяет делать стенки печи более тонкими (до 1/4 кирпича), что улучшает теплоотдачу печи.

Именно поэтому печи Утермарка получили в свое время большое распространение и, несмотря на то, что в дальнейшем усовершенствовались, продолжали называться утермарко-вс к и м и. Позднее эти печи стали оборудовать колосниковой решеткой и поддувалом; длину дымооборотов значительно сократили, выполняя их не последовательными, а параллельными. 90 Борьба за экономию топлива привела к тому, что стали появляться все новые и новые конструкции печей. В настоящее время их насчитывается значительное количество. Каждый начинающий печник при обучении должен не только понять, но и освоить устройство печей новых типов.

Современные конструкции теплоемких печей. Печи новых типов весьма разнообразны по форме и системе дымооборотов, но все они имеют общие свойства.

К числу этих свойств относятся:
а) малооборотная система дымооборотов;
б) устройство топливника с поддувалом и колосниковой решеткой;
в) небольшое газовое сопротивление печи;
г) меньшая массивность кладки по сравнению с печами старых типов;
д) высокий коэффициент полезного действия, достигающий 70—85%;
е) простота кладки печи и ее внешней отделки.

Печь теплотехнического института. Конструкция ее проста (рис. 70).

Рис. 70. Печь теплотехнического института кон-струкции инж. Ковалевского
Рис. 70. Печь теплотехнического института конструкции инж. Ковалевского: 1 — жаровой подъемный канал; 2 — опускные каналы; 3 — последний подъемный канал, переходящий в дымовую трубу; 4— дымовая задвижка; 5 — окно в боковых стенках жарового канала; 6 — чистка.



Размеры печи 100 x 85 x 217 см. Топливник — шахтного типа, предназначен для сжигания каменного угля. Дымовые газы по каналу 1 поднимаются под перекрышу печи и попадают в два боковых канала 2. По ним они опускаются до самого низа печи, где по сборному каналу подводятся к дымовому стояку 3 и при открытой домовой задвижке 4 уходят в атмосферу. Толщина стенок дымооборотов неодинакова. Первый из них. идущий от топливника, так называемый жаровой канал, имеет толщину наружной стенки в три четверти кирпича. Толщина стенок остальных каналов .полкирпича. Печь не имеет железного кожуха и очень проста в кладке. Коэффициент полезного действия достигает 75—80%.

Недостатком печи является перегрев верхней части, куда направляются самые горячие газы; они достигают низа печи уже остывшими, поэтому прогрев нижней части отстает. Часть горячих газов из топливника через шурупы 5 попадает в баковые каналы и до некоторой степени усиливает прогрев наружных стенок нижней части печи. Для очистки дымооборотов от сажи имеются чистки 6. Колосниковая решетка может выдвигаться, чем облегчается уход за топкой и спуск шлака в зольник печи, или в стальную коробку, располагаемую под колосниковой решеткой. Дым отводится в насадную трубу.

Рис. 71. Печь конструкции В. Е. Грум-Гржимайло.
Рис. 71. Печь конструкции В. Е. Грум-Гржимайло.



Печь проф. В. Е. Грум-Гржимайло (рис. 71) бесканальной системы совершенно не имеет дымооборотов. Печь круглой формы заключена в футляр из листовой стали. Газы движутся в печи не столько под влиянием тяги дымовой трубы, сколько под действием силы тяжести, вследствие чего остывшие более тяжелые газы опускаются вниз, а более горячие, и следовательно, более легкие, поднимаются наверх.

Печь состоит из двух частей. Нижнюю часть занимает топливник. В перекрыше топливника — небольшое хайло для прохода дымовых газов в верхнюю часть, которая представляет собой камеру без дымооборотов и похожа на опрокинутый колпак (вроде стакана). Поэтому печи такого типа называют бе с канальными или колпаковыми.

Нагретые дымовые газы не уходят из хайла а в дымоходы б; они поднимаются сначала под перекрышу печи и, остывая, опускаются по стенкам до самого основания печи. Здесь они попадают в дымовую трубу и уже под влиянием тяги уносятся в атмосферу. Вертикальный разрез А—А дан поперек топливника, а разрез Б—Б вдоль него. Горизонтальные разрезы даны по рядам кладки с 1-го ряда по 9-й. На разрезе 9—9 видны так называемые контрфорсы. Это — вертикальные ребра (в четверть кирпича), идущие вдоль стенок печи от перекрытия свода до перекрыши печи. Они образуют насадку печи и устраиваются для увеличения внутренней поверхности теплопоглощения с целью большего восприятия печным массивом тепла от отходящих газов. Нагретые газами ребра позволяют печи дольше сохранять тепло.

Печь конструкции Грум-Гржимайло использует около 80% тепла сжигаемого топлива. Железный футляр дает возможность делать стенки печи толщиной в четверть кирпича, благодаря чему печь быстро нагревается. Кладка печи несложна. Достоинством печи является еще то, что в случае неплотно закрытой дымовой задвижки на трубе печь в верхней своей половине не охлаждается от проникающего в топливник холодного воздуха. Этот воздух, попадая через щели в топливной и зольниковой дверцах в топливник, поднимается через хайло, но будучи более тяжелым, чем горячие газы колпака, переливается сразу в боковые каналы б и уходит в дымовую трубу. Таким образом вся часть печи под хайлом (весь колпак) не подвергается охлаждению. Такая особенность колпаковых печей — не пропускать внутрь колпака холодный воздух — называется в печном деле «газовой вьюшкой».

Недостатком печи является преимущественный прогрев верхней части печи. Для уменьшения его, в пятом ряду кладки, в стенах топливника, устраивают шпуры. Печь хорошо работает на тощих каменных углях и антраците. Если печь топится дровами (особенно сырыми), щели между контрфорсами зарастают сажей. Очистка сажи затруднена, так как прочистные дверцы расположены в 8-м ряду и не дают возможности попасть во все промежутки контрфорсов. Дым отводится в коренную трубу.

Бесканальные печи по принципу свободного движения газов могут быть квадратными или прямоугольными и выполняться как в металлическом футляре так и без него; в последнем случае стенки колпака утолщаются до 1/2 кирпича. Малооборотная печь (0—2 Гипроавиапрома) (рис. 72).

Рис. 72. Малооборотная печь 0-2 Гипроавиапрома.
Рис. 72. Малооборотная печь 0-2 Гипроавиапрома.



Форма печи прямоугольная, с двухоборотной системой внутренних дымоходов. Труба насадная. Дымовые газы последовательно проходят каналы 1, 2 и уходят в атмосферу через трубу 3. Печь проста в кладке и имеет хороший нижний прогрев. Верхняя часть печи прогревается несколько больше со стороны наиболее горячего канала 1. Для уборки сажи из подвертки устанавливается прочистная дверца 4. Чтобы достичь большей герметичности отключения печи от дымового стояка после протопки, печь снабжена двумя дымовыми задвижками 5. Печь хорошо работает на любом виде твердого топлива. Печь с преимущественным нижним прогревом (рис. 73).

Рис. 73. Печь с преимущественным нижним прогревом:
Рис. 73. Печь с преимущественным нижним прогревом: 1 и 3 — опускные стояки; 2 — подъемный стояк; 4 — дымовая труба; 5 — чистка; 6 — дымовые задвижки.



Размеры ее 115 x 56 X 231 см; теплоотдача — 2640 ккал/час. По системе дымооборотов печь может быть отнесена к комбинированным канальным печам с нижним прогревом. Дымовые газы опускаются из топливника печи, затем стояком поднимаются к перекрыше, откуда двумя параллельными ходами опускаются до уровня 16 - го ряда кладки. Отсюда они уходят в последний подъемный стояк, переходящий в дымовую трубу. Конструкция печи проста и весьма рациональна. Она обеспечивает хороший прогрев нижней части и обладает саморегулируемостью движения газов в двух опускных каналах верхней части, которая может рассматриваться как колпак с насадкой.

Принцип «газовой вьюшки» позволяет воздуху проходить по низу колпака (показано пунктиром), не остужая его.Печь отличается простотой кладки и может быть расположена в перегородке; передняя стенка и топливная дверца выходят s коридор. Печь имеет насадную трубу; может эксплуатироваться и на дровах и на каменном угле.

Рис. 74. Квадратная печь с нижним прогревом.
Рис. 74. Квадратная печь с нижним прогревом.



Квадратная печь с нижним прогревом (рис. 74) имеет комбинированную (смешанную) систему дымооборотов. Размеры печи 102x102x238 см; теплоотдача ее 4200 ккал/час. Топливник печи сравнительно большой высоты, боковые симметрично расположенные отверстия а (по два с каждой стороны) служат для выхода газов в боковые камеры б у наружных боковых стен печи (разрезы А—А и Г—Г). Затем газы опускаются по камерам, соединенным каналом под топливником, сзади зольниковой камеры. Из каждой боковой камеры газы через нижние подвертки попадают в стояки в (разрез Б—Б), через которые поднимаются в боковые верхние камеры г, совместно образующие верхний колпак, состоящий из трех полостей П-образной формы.

Полости расположены параллельно. Горячие газы задерживаются вверху задней и средней полостей колпака, а охлажденные — переходят по нижней части через отверстия д в переднюю полость, соединенную вверху с насадной дымовой трубой, и уходят в атмосферу. Таким образом печь как бы составлена из трех колпаков: две большие камеры и верхний колпак. В печи можно сжигать любой вид твердого топлива. Если печь будет работать на каменном угле или антраците, то стенки топливника надо выкладывать из огнеупорного кирпича.

Рис. 75. Угловая печь.
Рис. 75. Угловая печь.



Угловая печь (рис. 75) применяется сравнительно редко. Установленная в углу, она занимает немного места. В этом ее преимущество, но теплоотдача печи ухудшается, так как две стенки, обращенные к стенам помещения, используются только для нагрева воздушных прослоек между ними. Нормально работает только одна передняя стена, выходящая непосредственно в помещение. Полная теплоотдача происходит, если печь обогревает три смежных помещения. Угловая печь с теплоотдачей в 5500 ккал/час является примером конструкций с нижним прогревом.

Газы из топливника выходят двумя боковыми ходами 1 (разрез А—А и кладка 11 - го ряда), опускаются вниз до 4 - го ряда и через подвертки 2 выходят к подъемным стоякам 3, расположенным на лицевой стороне печи, идущим до верхней части печи. Попав в верхнюю камеру через отверстия 4 (разрез А—А), газы опускаются через подвертку в дымовую насадную трубу 5. Печь оборудована тремя прочистными дверцами 6 и двумя дымовыми задвижками 7.

Для дополнительного нагрева служат две камеры 8 с душниками 9. Ниша отверстий 10 предназначена для сушки одежды, рукавиц, перчаток и т. п. Печь может работать на любом твердом топливе. Двухъярусная печь прямоугольной формы (рис. 76).

Рис. 76. Двухъярусная печь.
Рис. 76. Двухъярусная печь.



Она состоит из двух печей, стоящих одна на другой. Размеры каждой печи 165 X 51 X 238 см. Теплоотдача нижней печи 3200 ккал/час, верхней — 2600 ккал/час. Печи разделены кирпичной выкладкой с пустотами 1 для облегчения веса печи и экономии кирпича. Выкладка, заполняющая пространство между нижней и верхней печью, служит последней основанием.

Конструкция верхней и нижней печи одинакова. Система дымооборотов бесканальная. Из топливника газы поступают в верхний колпак 2, имеющий насадку. Остывая газы опускаются и на уровне дна топливника через подвертку 3 уходят в дымовую насадную трубу 4. Дымовая труба нижней печи проходит в массиве верхней, поэтому поверхность нагрева последней несколько меньше. Верхняя печь имеет отдельную дымовую трубу. Печь отличается простотой кладки и схемы движения газов. Прочистка нижней печи производится через дверцу в задней стенке и через дверцу в боковой стенке — для верхней. Печь работает на каменном угле или на антраците. Обе трубы оборудованы двумя дымовыми задвижками.

В двухъярусных печах верхняя часть пустот 1 часто перекрывается сплошной железобетонной плитой, что способствует прочности и устойчивости всей конструкции массива. Кладка столь значительного объема печи должна вестись особенно тщательно, так как кроме того, что печь должна быть прочной, ремонт ее сильно затруднен. Также тщательно должна быть выложена дымовая труба нижней печи. Если в кладке есть неплотности, то стена, разделяющая обе трубы во втором этаже, может пропускать тепло от верхней печи, даже если обе дымовые задвижки закрыты.

В общий массив могут быть объединены печи любой конструкции, имеющие прямоугольную или квадратную форму, работающие на любом виде топлива.