Каждый квадратный метр зеркала печи излучает в среднем 300 ккал/ч. Для определения площади нагрева печи необходимо 1538 ккал/ч разделить на 300, получаем 5,1 кв. м. Эту цифру можно округлить до 5 кв. м или повысить до 5,2 – 5,4 кв. м.
Чтобы найти размеры печи, следует имеющуюся площадь зеркал печи разделить на активную высоту печи, т. е. ту высоту, которая нагревается. В данном случае она равняется 2,2 м. После деления площади зеркала печи на ее высоту получаем периметр печи 5,1:2,2=2,3 м (округленно 2,5 м).
Полученный периметр печи делим на два и получаем две стороны печи, т. е. длину и ширину, вместе взятые они будут равны 1,15 м (2,3:2). Если ширина печи 510 мм, то ее длина должна быть 640 мм, а в плане 510х640 мм.
Таким образом, воспользовавшись этим примером, можно подобрать размер печи для любого помещения. Необходимо указать, что кроме печи в кухне имеется плита, которая может выделять при двух топках в сутки от 600 до 900 ккал/ч.
Конечно, вместо печи можно поставить к плите отопительный щиток, работающий от плиты и выделяющий до 1200 ккал/ч. Есть щитки с плитой и с отдельной топкой, их теплоотдача еще выше.
Пример 2. Способ определения тепловых потерь и подбора печи для одноэтажного рубленого дома.
Толщина бревен 25 см, штукатурка односторонняя, деревянные перегородки оштукатурены с двух сторон, пол утеплен над подвалом, окно из двух остекленных переплетов (двойное остекление). Комната угловая площадью 9 кв. м. Внутренний размер комнаты: высота 3 м, длина каждой стены 3, ширина окна 1, высота его 1,7 м.
Удельные теплопотери на 1 кв. м поверхности составят в данном случае: для деревянной стены рубленой толщиной 25 см, оштукатуренной в угловых помещениях, – 52 ккал/ч на 1 кв. м, для окна с двойным остеклением – 100 ккал/ч на 1 кв. м, для чердачного перекрытия (потолка) – 26 ккал/ч на 1 кв. м, для утепленного пола – 19 ккал/ч на 1 кв. м.
Охлаждающие поверхности:
● наружные стены (две) – (З,0+3,0)х3,0–1,7=16,3 кв. м;
● пол – 3,0х3,0=9,0 кв.м;
● потолок – 3,0х3,0=9,0 кв. м;
● окно – 1,0х1,7=1,7 кв. м.
Общие теплопотери комнаты составят, ккал/ч:
● через наружные стены – 16,3х52=848;
● через пол – 9,0х19,0=171;
● через потолок – 9,0х26=234;
● через окно – 1,7х100=170;
● всего – 1423.Для такого расхода тепла нужна печь с теплоотдачей 1500 ккал/ч или несколько большая. Может быть принята печь отопительная, прямоугольная оштукатуренная, размером 510х770 мм, с теплоотдачей при двух топках в сутки 1760 ккал/ч. Если эта печь будет отстоять всеми своими стенками от стены или перегородки и они будут полностью отдавать тепло, то она несколько больше расчетной. Hо если одна ее стенка будет выходить в другое помещение (комнату) или же иметь небольшую отступку от перегородки, то печь полностью отвечает расчету. (У расчетной печи передняя и задняя стенки выделяют по 340 ккал/ч, а левая и правая по 540 ккал/ч.)
Материалы для строительства печи
Для устройства печей и каминов применяют материалы, обладающие такими физическими свойствами, как огнеупорность и тепловое расширение, поскольку отдельные части печей в процессе топки могут прогорать, а также расширяться неодинаково, в результате чего кладка разрушается. Последнее особенно относится к изделиям из металла. Учитывая большое тепловое расширение металла, его ограниченно применяют в печных работах, особенно внутри кладки.
В печных работах не используют сгораемые и трудносгораемые материалы и материалы, способные плавиться при более высоких температурах, а также материалы, деформирующиеся от нагревания.
Камень . В основном это песчаник, известняк и бутовый камень. Их применяют для кладки фундаментов под печи. Очевидно, что лучше всего для устройства фундаментов применять постелистые, плоские камни или бутовую плиту – они плотно укладываются и надежно сцепляются с раствором.
Кирпич . Искусственный камень, получаемый из глины с последующим пластическим или полусухим прессованием, сушкой и обжигом. Это основной материал для кладки печей. Есть несколько разновидностей кирпича, но не все они годятся для печных работ.
Кирпич глиняный обыкновенный, или красный, после сушки обжигается при температуре от 800 до 1000 °С. В процессе обжига отдельные частицы глины плавятся и связывают всю массу кирпича в одно целое, придавая ему прочность. Глина при обжиге изменяется в цвете – становится красной или, как говорят, кирпичной.
При температуре выше 1000 °С глина плавится, в результате чего темнеет и покрывается стекловидной пленкой получается пережженный кирпич, или железняк. Он очень прочный, плохо колется и слабо связывается с раствором. Для печной кладки такой кирпич непригоден. Его применяют для устройства фундаментов.
Если температура не превышает допустимых пределов, получается нормально обожженный кирпич соответствующей пористости. При простукивании он издает чистый металлический звук, хорошо колется и поддается теске, при падении не рассыпается, а раскалывается на крупные куски.
При недостаточной температуре обжига получается алый, или недожженный, кирпич (недожег) с бледно-розовой окраской. При простукивании он издает глуховатый звук, падая, рассыпается на мелкие куски, очень порист и сильно поглощает воду. В печных работах его можно использовать только в неответственных местах.
Кирпич изготовляют размером 250х120х65 мм, с некоторыми допусками, которые зависят от прессования. При пластическом прессовании могут быть допуски по длине 4 мм, по ширине и толщине 3 мм, при полусухом прессовании соответственно 3 и 2 мм. Масса кирпича в пределах 3,5 – 3,8 кг. Марка на сжатие – 300, 250, 200, 150, 125, 100 и 75 кг/см2.
Кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда, с прямыми ребрами и углами, с четкими гранями и ровными лицевыми поверхностями, без сквозных трещин и т. д. Объемная масса обыкновенного кирпича – около 1800 кг/м3. В кубическом метре сплошной кладки укладывается около 380 кирпичей.
Можно ли использовать кирпич, бывший в употреблении?
Если при разборке печей кирпич не потерял свою форму и прочность, его можно употребить вторично, но с обязательной очисткой от раствора и сортировкой. В зависимости от состояния такой кирпич применяют для кладки фундаментов и разделок труб, которые затем оштукатуривают.
Кирпич со зданий, сложенных на известковом растворе, для кладки печей непригоден. Его используют для кладки фундаментов и дымовых труб над крышей.
Нельзя применять для кладки печей и дымоходов силикатный, пустотелый и дырчатый кирпич.
В топках печей и первом дымовом канале, где температура очень высокая, красный кирпич быстро разрушается и печь приходится ремонтировать или перекладывать. В таких местах следует применять тугоплавкие кирпичи, изготовляемые из глин повышенной огнестойкости и прочности. Наибольшую прочность и повышенную огнестойкость имеет белый по цвету, ровный гжельский и боровичский кирпич. Он выдерживает температуру от 900 до 1000 °С, его применяют для облицовки топливников печей, в которых сжигают дрова и торф.
Огнеупорный шамотный кирпич выдерживает температуру до 1600 °С. Им облицовывают, или футеруют, топливники печей, предназначенных для сжигания каменного угля. Изготовляют его путем смешивания шамота-порошка из обожженной и размолотой огнеупорной глины. Размеры этого кирпича 250х123х65 и 230х113х65 мм. Как правило, тугоплавкий и огнеупорный кирпичи на чертежах и рисунках обозначают штриховкой в клеточку.
Подовый кирпич в основном применяют для выстилки пода в хлебопекарных и русских печах. Чтобы получить более гладкую поверхность и уменьшить количество швов, его изготовляют размером 225х225х70 мм из обыкновенной или огнеупорной глины.
Глина обыкновенная (или красная). Представляет собой остатки выветрившихся горных пород, состоящих из мельчайших частиц в виде чешуек. Она встречается в сухом или слегка влажном состоянии с примесью песка, извести, слюды и т. д. В зависимости от количества примесей глина подразделяется на жирную, среднюю и тощую. В жирной глине содержится 2 – 3 % песка, в средней – около 15 и тощей – около 30 %. Глина может впитывать большое количество воды, увеличиваясь при этом в объеме и образуя тесто. При высыхании объем ее уменьшается и на поверхности образуются трещины.