Основные элементы печи (рис. 2) — это топливник и система дымооборотов (конвективная система). По расположению элементов вся конструкция условно делится на подпотолочную и надпотолочную. Подпотолочная часть — это все элементы, которые располагаются ниже топливника: фундамент, гидроизоляция, поддувало (зольник) и шанцы.

Рис. 2. Расположение основных элементов печи: 1 — шанцы; 2 — подтопочный канал нижнего обогрева; 3 — топливник; 4 — хайло (проем, соединяющий топочную камеру с конвективной системой); 5 — чистки; 6, 7 — задвижки; 8 — дымоход; 9 — разделка; 10 — перекрытие; 11 — теплоизоляция; 12 — выдра; 13 — дымовая труба; 14 — перекрыша; 15 — душники; 16 — конвективная система; 17 — камера; 18 — свод; 19, 21 — дверки; 20 — решетка; 22 — поддувало (зольник); 23 — гидроизоляция; 24 — теплоизоляция

Элементы надпотолочной части — это система дымоооборотов, воздушная и варочная камеры, каналы вытяжки, дымовая труба и т. д. Они располагаются выше топливника.

Топливник представляет собой камеру для сжигания топлива. Часто его называют просто топкой. Топливник должен сохранять высокую температуру в зоне горения и вмещать не менее 3/4 твердого топлива, необходимого для одного отопительного процесса. Конструкция топливника должна обеспечивать равномерный доступ воздуха к горящему топливу. Учитывая то, что, прогорая, топливо дает угли, которые вовсе не способствуют нормальной работе печи, был создан такой элемент, как колосниковая решетка, или колосник.

Колосниковая решетка представляет собой обычную стальную решетку с различной частотой расположения прутьев для каждого вида топлива. Так, частота решетки для сжигания торфа и кизяка составляет примерно 10 мм. Для сжигания каменного угля используются решетки, состоящие из 4-сантимитровых стальных пластин, что предотвращает прогорание решетки, ведь температура горения угля гораздо выше, чем, к примеру, дерева, и улучшает приток воздуха в топливник. Располагается колосниковая решетка между топливником и зольной камерой, примерно на 1–2 ряда кладки ниже топочной дверцы. Очень часто колосник имеет небольшой наклон вперед.

При выборе размеров топливника руководствуются прежде всего предполагаемой максимальной теплоотдачей печи и видом используемого топлива.

Вот несколько примеров (топливо — древесина):

12–15 см — 1000 ккал/ч;

25–27 см — 3000 ккал/ч;

до 50 см — 3000 ккал/ч.

Для упрощения процесса кладки длина и ширина топливника должны быть кратными размерам кирпича. Внутреннюю часть топливника лучше выложить термостойким кирпичом (огнеупорным шамотным, тугоплавким гжельским, боровическим), толщина кладки должна составлять 1/2 кирпича. Такой процесс получил название «футеровка».

Зольная камера располагается непосредственно под колосниковой решеткой и отвечает за два процесса: накопление золы и поступление воздуха в топку. В зольной камере обычно устанавливают дверцу, которая называется поддувальной. В старых образцах печей вместо дверцы поддувальный шлюз наполовину закрывался обычным кирпичом.

Дымоход — это система каналов, которая соединена с топливником. Благодаря тяге горячие дымовые газы двигаются по дымоходу, отдавая тепло кирпичной кладке, — это и есть основной принцип отапливания. Так как о некоторых принципиальных схемах дымоходов мы уже говорили выше, перечислим лишь основные правила, неукоснительное соблюдение которых поможет вам получить максимальный коэффициент полезного действия от вашей печи.

1. Внутренняя поверхность каналов дымохода должна быть гладкой.

2. Поперечное сечение каналов должно быть достаточно большим, чтобы газы беспрепятственно уходили в дымовую трубу. Обычно размеры канала кратны размерам кирпича — 1/2 х 1/2 или 1 х 1/2 кирпича.

3. Большее количество тепла дымовые газы должны отдавать нижней части печи.

Система овода газов может быть одно— или многооборотной.

Однооборотная система

Такая система отвода дымовых газов подразумевает один подъем и одно опускание теплого воздуха по каналам, при этом система может включать один канал или целую систему параллельных каналов. Превосходство множества параллельных каналов перед одним — это резкое уменьшение сопротивления движению дымовых газов и более равномерное прогревание печных стенок. Но такой дымоотвод гораздо сложнее при построении.

При всех своих положительных качествах, однооборотная система выгодна лишь для печей малых размеров, в противном случае основной нагрев будет приходиться на верхнюю часть конструкции, а это крайне неэффективно.

Многооборотная система

Такая система включает в себя несколько вертикальных или горизонтальных каналов. В отличие от предыдущей системы здесь подъем и опускание горячих дымовых газов происходят многократно, что увеличивает КПД печи. Но есть и недостатки. Основной нагрев приходится на нижнюю часть печи, однако общее нагревание стенок происходит неравномерно, что может повредить целостности кладки в результате перепада температур. К тому же при применении многооборотной системы сильно возрастает сопротивление выходящим газам.

Выход отработанных газов в дымовую трубу — это последняя стадия в процессе отапливания. Как вы уже знаете, проходя по каналам, теплый воздух нагревает стенки печи, сам постепенно остывая, вследствие чего создается перепад температур в каналах и образуется разность давлений. Такой процесс называют тягой.

Для улучшения тяги обычно наращивают длину трубы, именно поэтому дымовая труба — самая высокая точка в конструкции печи, ведь вы наверняка заметили, что трубы всегда находятся на крыше домов. Более подробное описание этого элемента будет дано ниже в главе «Дымовые трубы».