Аннотация: В статье описан принцип работы и конструкция многофункциональной печи для загородного дома.
В обычной жизни на кухне люди проводят значительно больше времени, чем в любом другом помещении дома. Кухня загородного дома - особый случай, так как к ней требования ещё более строгие, нежели к городской, где есть газ, горячая вода и много различной бытовой техники, делающей нашу жизнь проще и комфортнее. Проживание за городской чертой в частном доме не только летом, но и зимой, со всей очевидностью указывает на необходимость существования кухонной печи, которая бы совмещала в себе простоту эксплуатации и функциональность. То есть, она должна не только согревать помещение, но и обеспечивать хозяйку тёплой водой, а в идеале - быть важным компонентом отопительной системы для той части дома, где по разным причинам невозможно поставить дополнительный камин или построить каменную печь.
Предлагается вариант многофункциональной кухонной печи, которая позволяет согревать два помещения одновременно - кухню и ванную комнату, а также - некоторые "дополнительные опции".
В печи предусмотрена варочная панель, которая подходит для готовки еды. Конечно, в современном мире использование дровяной печи для приготовления пищи может показаться экзотикой, но не будем забывать, что иногда случаются аварии на электросетях и трансформаторных подстанциях. И если в городе на устранение неполадки обычно требуется не более пары часов, то в сельской местности ремонтники не столь стремительны, и пара-тройка дней для них - это очень даже быстро. В случае такой "экстремальной ситуации" можно сварить или подогреть еду и обогреть кухню, но остальные "опции" такой печи станут доступны только после появления электричества в розетке.
О них далее:
Использование в качестве "аккумулятора тепла" водяной ёмкости позволяет получать не только тёплую воду для мытья посуды, но и горячую для душа и полноценной отопительной системы с радиаторами, которые можно расположить в туалете, коридоре и подсобных помещениях. "Отопительный режим" требует применения электроники, которая необходима для включения насоса, разносящего теплую воду по радиаторам, и отключения, когда вода в котле недостаточно горяча. Вполне естественно, что при таком использовании работа печи будет менее экономичной и расход дров увеличится.
Тем не менее, печь рассчитана на долговременную работу в экономичном "тлеющем режиме", при котором температура воды в котле будет поддерживаться на уровне 20-40 градусов за счёт подогрева тёплым дымом, температура которого на выходе из печи обычно находится в диапазоне 40-60 градусов. Проходя через внутреннюю трубу водяного бойлера, дым теряет большую часть своей теплоты, выходя из дымохода уже практически холодным. Таким образом, тепло от сгорания топлива по большей части остаётся внутри дома и мы не "топим улицу".
При ёмкости "титана" порядка 100 литров и более, он становится дополнительным источником тепла, обогревающим ванную комнату даже в то время, когда печь уже не работает. Если нет активного отбора тёплой воды, "большой" бойлер остывает достаточно медленно, так как теплоёмкость воды очень высокая. Вероятность вскипания воды в бойлере на "тлеющем режиме" крайне низкая. Тем не менее, печь рассчитана на работу в разных температурных режимах, поэтому электронное управление ей необходимо. Автоматика будет достаточно простой, её задача - включать и выключать циркуляционный насос.
В менее экономичном "отопительном режиме" контроллер следит за тем, чтобы вода в бойлере не нагревалась более 55-60 градусов, в этом случае отложения водного камня внутри него не произойдёт. Желательно, чтобы контроллер позволял выставлять не только температуру включения насоса, но и выключения. Практика показывает, что оптимальный рабочий диапазон температур для радиаторов отопления 40-60 градусов. Циркуляция воды в системе, температура которой ниже 40 градусов будет охлаждать обогреваемое помещение и поэтому желательно, чтобы в момент отключения насоса батарея была хорошо нагрета. Далее она будет медленно остывать, продолжая согревать комнату.
Такой режим позволяет работать бойлеру в "комфортной зоне", ведь "догрев" воды он будет продолжать с более высоких температур, при этом лишняя влага из дыма не будет конденсироваться во внутреннем дымоходе бойлера, так как "дельта" включения/выключения насоса изначально выставляется небольшая.
Рис. 1
Как и в любой другой системе отопления, применение расширительного бака обязательно.
Несмотря на то, что в "экономичном режиме" температура воды в бойлере порядка 20-40 градусов, её можно сделать горячее без изменения режима работы печи. Для этого на кухне можно установить кран с электронагревателем внутри, а в ванной комнате проточный электрический водонагреватель мощностью до 3 кВ/ч. Их задача - подогреть уже тёплую воду всего на 10-15 градусов. В этом случае получается существенная экономия не только на дровах, но и на электроэнергии, так как не требуется установка накопительного водонагревателя большой ёмкости.
Самый бюджетный вариант проточного нагревателя может выглядеть так:
Рис. 2
В качестве дополнительной опции к таким водонагревателям предлагается специальная "высоконапорная" лейка, на которой очень много отверстий с маленьким сечением. Применение такой лейки позволяет существенно уменьшить расход на только воды, но и электричества, так как вода успевает нагреться до более высоких температур, нежели с обычной душевой лейкой.
С электроникой и "дополнительными опциями" определились.
Теперь о самой печи:
Шамотный кирпич для изготовления топки позволяет топить печь не чаще одного раза в сутки, но и обычный красный кирпич снизит её эффективность незначительно.
Для переключения печи в режим подогрева воды в бойлере, предусмотрена "глухая заслонка", требования к которой довольно строгие. Она должна полностью перекрывать возможность выхода дыма через отверстие N1 в дымоход (рис. 3). В этом случае задействуется "выход дыма N2", в котором нет никаких регулирующих элементов, а значит, риск отравления угарным газом полностью исключается. Пока вода в "титане" холодная, дым через него идёт неохотно, поэтому переключение на "длинный путь" производится лишь в тот момент, когда печка уже набрала достаточно жара, в противном случае она будет дымить. Но и эта проблема легко решается заслонкой "выхода N1" (рис. 3), её необходимо чуть приоткрыть.
Переключение печи на "тлеющий режим" осуществляется путём полного закрытия заслонки на "выходе N1". В этом случае дым идёт по более длинному пути через "титан". Интенсивность тепловыделения внутри печи в "тлеющем режиме" регулируется заслонкой на дверке топки. Приоткрытая дверца зольника нужна лишь для растопки, после чего закрывается, поэтому она может быть максимально простой. Обе дверцы стандартные чугунные, которые можно приобрести в специализированном магазине, но более предпочтительный вариант - поинтересоваться у соседей, нет ли таких дверок, оставшихся после разборки печи старого дома в соседней деревне. Обычно такого "железа" в деревенских сараях немало, а "сарафанное радио" позволит вам стать счастливым обладателем столь ценного элемента практически даром.
Переходим к практике.
Многофункциональная кухонная печь
Сначала схема:
Рис. 3
Топка состоит из двух камер - основной и дополнительной, расположенной под "титаном". Для работы печи в "отопительном режиме" достаточно протолкнуть горячие угли через отверстие под водяной котёл и их жара будет достаточно для разогрева воды до требуемой температуры. Как уже отмечено ранее, температура воды в котле не должна превышать 60 градусов, чтобы не провоцировать образование в нём известковых отложений.
Конструкция печи позволяет использование в ней древесины до метра длиной, которые по мере прогорания дадут хорошие угли в той части топки, которая находится под бойлером. В этом случае будет работать "отопительный режим", при котором насос включится и отведёт лишнее тепло в радиаторы отопления. Как только вода в бойлере остынет до 40-45 градусов, насос отключится, а тёплые батареи будут медленно остывать. В режиме "интенсивной топки" насос будет включаться довольно часто. При достаточном количестве горячих углей под бойлером, даже в "тлеющем режиме" батареи будут периодически подогреваться, но не чаще одного раза в час.
Несколько слов о применяемом водяном бойлере.
Желательно использовать цельносварной толстостенный дровяной "Титан", которые ставились в ванных комнатах "хрущёвок" в 80-х годах. Внутренняя чугунная решётка, называемая колосником, из него достаётся, обе дверки заклеиваются алюминиевым скотчем, а снизу прорезается отверстие. "Титан" крепится к стене максимально прочно, так как его вес уже сам по себе довольно приличный, а с водой и того больше. Топка пристраивается под него "по месту".
Современные дровяные водогрейные котлы обычно состоят из двух частей - топки с дверками и бака с трубой, но они тонкостенные, а значит, на длительное использование вряд ли рассчитаны. В маленьких городах, где не очень развита практика сбора металлолома, ещё можно найти цельносварной "титан" в пригодном к использованию состоянии. В противном случае, придётся заказать его изготовление или купить готовый. Это дорого, но того стоит, так как при отсутствии этого важного элемента конструкции печь теряет минимум половину своих достоинств.
В случае самостоятельного изготовления "титана" рекомендуется "раздвоить" трубу внутри водяной ёмкости, как это делалось в фабричных бойлерах производства Германии и Австрии. Такое конструктивное решение позволяет заметно увеличить площадь теплообмена и сделать путь дыма не таким прямолинейным, что значительно улучшит КПД всей конструкции.
Теперь картинки.
Рис. 4
Как и в случае с комнатной печью, сначала пробивается отверстие в стене между кухней и душевой комнатой. На фундаменте собирается нижняя часть топки с зольником. Печка пристраивается к дымоходу вплотную. Со стороны ванной комнаты бойлер уже должен быть заполнен водой и подключен к системе.
Рис. 5
Перед тем как пристраивать к нему топку, нужно убедиться, что вода нигде не подтекает и система работает в штатном режиме. После того как к "титану" будет пристроена печь, добраться с гаечным ключом к отдельным боковым отверстиям будет непросто. В случае серьёзной необходимости можно частично разобрать заднюю часть печи, а затем собрать обратно. На это уйдёт не больше часа, так как глиняный раствор значительно упрощает процедуру. И всё же, лучше сразу всё проверить и не создавать себе лишней работы.
Одного рабочего дня с частыми перекурами вполне достаточно, чтобы собрать печь целиком спереди и сзади:
Рис. 6
Чугунная варочная панель сверху значительно упрощает сборку печи, а также выполняет функцию "чистки", так как позволяет контролировать состояние заслонки на "выходе N1" (рис. 3), которая является ключевым регулировочным элементом всей конструкции. После высыхания раствора наводится "марафет" мокрой тряпкой и варочная панель закрывается дополнительной декоративной крышкой от газовой плиты.
Рис. 7
Чугунные диски просто вставляются в варочную панель и имеют с ней щели, поэтому дополнительна крышка сверху необходима, при этом герметизировать её не требуется.
Бойлер в задней части печи, уже подключенный ко всем трубам, выглядит так:
Рис. 8
На стене висит расширительный бак, на нём контроллер управления насосом. Рекомендуется также подключить манометр для контроля давления в системе и водяной счётчик, который будет "индикатором циркуляции" воды. После спуска воды в системе образуются воздушные пробки, поэтому при заполнении её водой нужно точно знать, движется вода по трубам или насос работает вхолостую - жужжит, а вода стоит. Для эффективной борьбы с воздушными пробками используется кран для спуска воды, находящийся в "нижней" части системы, "верхняя" будет подключаться к трубе с горячей водой, она также позволяет "выгонять" воздушные пробки.
Окончательный вариант печи со стороны кухни получился такой:
Рис. 9
Дверца топки с регулировкой, над ней "переключатель режимов", управляющий внутренней заслонкой.
При желании печь может быть облицована декоративной плиткой, но это уже дело личного вкуса.
