З появою технологічних і економічних газових бойлерів з двома контурами теплопостачання традиційної пічної конструкції на твердому паливі передбачали повний відхід з ринку. І все ж звичні принципи роботи опалювального обладнання зберігають своє місце, активно розвиваючись у різних напрямках – як по функціоналу, так і в конструкційному плані. Найкраще це доводять вугільні печі, стабільно освоюють все нові технологічні рішення.
Конструкція агрегату
Корпусні основа устаткування зазвичай являє собою суцільнозварний каркас з товстого металу. У конструкції передбачається інфраструктура топкової камери з конвенційними трубами, по яких циркулюють розпечені гази. Також пристрій вугільної печі має систему вихідних патрубків для підключення до димоходу, механізм замикання і дверцята із шибером. Нижня частина формується системою збору золи з гратами і проходять каналами піддування. У деяких модифікаціях передбачається варильний настил, який повинен прогріватися до високих температур. Знову ж таки, в залежності від модифікації і вимог замовника, можуть бути присутніми і декоративні елементи – в тому числі у вигляді стилістичного оформлення конвектора, зольного ящики і дверці.
Види вугільних печей
Конструкційні виконання можуть змінюватися в залежності від характеристик по потужності, розмірів та діаметру вхідних і вихідних патрубків, але принципові відмінності завжди будуть мати моделі, виконані з різних матеріалів корпусу.
Метал в більшості випадків є основою, але якого саме сплаву віддати перевагу? Основна конкурентна боротьба відбувається між сталевими і чавунними конструкціями. Перші славляться високою теплопровідністю, піддаються ремонту при серйозних пошкодженнях шляхом тієї ж зварювання і майже не утворюють нагару на своїх поверхнях. З іншого боку, сталь погано переносить випадання конденсату, що в майбутньому може стати причиною утворення корозії.
Чим похвалиться чавунна вугільна піч? Це традиційне і найбільш популярне виконання твердопаливних агрегатів, що пояснюється не тільки гарною теплової проводностью, але і захищеністю від негативних процесів зовнішнього впливу – як термічних, так і гідрохімічних зразок корозії. Але у чавуну є слабке місце. Якщо сталевий корпус можна відновити, то тріщина в чавунної конструкції ніяк не ремонтується.
Функціональні елементи
По мірі розвитку конструкцій опалювального обладнання змінюються і підходи до реалізації функціональної механіки. В сучасних пічних системах закладається наступний набір робочих органів:
- Дверцята. Як правило, відкривається на 120 градусів, дозволяючи завантажувати паливний матеріал і контролювати процес горіння. До речі, дверцята зі світлопрозорим екраном зовсім не вимагають відкриття для візуального спостереження за процесами всередині топки.
- Конвекційні труби. Не можна сказати, що це принципово нове рішення, проте оптимізація схеми конструкційного сполучення з топкою зробила конвенційну систему більш продуктивною з точки зору тепловіддачі.
- Металеві колосники для вугільної печі також підвищують ефективність теплового процесу, забезпечуючи рівномірне горіння на всій глибині топки.
- Наявність захисних гільз конструкції підвищує експлуатаційний ресурс агрегату. Дані елементи приймають на себе термічне вплив від палаючого палива, захищаючи таким чином основу пічної конструкції.
- Шибер і в цілому інфраструктура взаємодії з димоходом є найбільш важливим компонентом печі з точки зору регулювання процесу горіння за рахунок управління повітряної тягою, але цей експлуатаційний нюанс буде розглянуто окремо.
Особливості двоконтурних печей
Як і сучасні моделі електричних та газових котлів, печі на вугіллі підтримують можливість забезпечення системи гарячого водопостачання (ГВП). Для цього передбачається спеціальний канал для нагріву води та її циркуляції по трубах до кінцевого місця призначення – кухні, санвузла або інших споживачів. Однак для реалізації такої системи необхідно заздалегідь дотримати кілька технологічних умов.
По-перше, вугільна піч для дому з водяним опаленням зможе ефективно розподіляти теплоносій з двох контурах тільки при підтримці циркуляційного насоса. По-друге, щоб скоротити час на надходження гарячої води в контур, рекомендується передбачати в системі та буферну ємність. Для приватного будинку можна використовувати накопичувальний бак з контурами підігріву на 30-50 л. Вода в цьому резервуарі буде постійно гарячої у відповідності з налаштуваннями автоматики печі.
Особливості печей тривалого горіння
В даному випадку розглядається одна з технологій підвищення енергоефективності роботи опалювального обладнання за рахунок регулювання припливу кисню. Як вже говорилося, шибер, що зв’язує конструкцію печі з каналом димоходу, безпосередньо впливає на інтенсивність горіння палива. Але звичайна механічна конструкція в значній мірі залежна від кліматичних умов на вулиці і навіть при ручному управлінні не здатна давати очікуваний результат у повному обсязі.
У модифікованому вигляді вугільна піч тривалого горіння як для дому додатково забезпечується компактної вентиляторною установкою. Це малопотужний вбудований прилад, завдання якого полягає в штучної регуляції тяги. Як же функція вентилятора впливає на процес горіння? Вугілля як такої в принципі відрізняється тривалим згорянням порівняно з дровами. Інтенсивне нагнітання повітря може підвищувати тепловиділення в певних умовах або взагалі його скорочувати. Підтримка тривалого горіння можлива і при мінімально відкритій заслінці з шибером, але саме завдяки вентилятору не зупиняється контроль процесу.
Дана схема управління повністю автономна, так як робота кулера може контролюватися автоматикою, пов’язаної з датчиками температури і вентиляції.
Експлуатаційні обмеження
Застосування вугільного палива і в цілому твердопаливних печей передбачає деякі обмеження, пов’язані з елементарними правилами пожежної безпеки. У їх числі варто відзначити наступні норми:
- Агрегат можна використовувати в приміщеннях, де знаходяться легкозаймисті матеріали. При цьому рекомендується зберігати вугілля в мішках, виконаних з жаростійкого матеріалу. Інша справа, що для паливних елементів встановлюються і власні вимоги в плані зберігання і головною небезпекою стосовно до вугілля буде не температура, а вологість.
- В якості палива повинні використовуватися лише допускаються виробником матеріали. Треба зазначити, що вугільна піч для будинку зазвичай допускає і застосування пелетів з дровами, якщо за типорозмірами вони підходять. Однак рідкопаливні матеріали на зразок гасу, дизеля і бензин забороняються.
- Експлуатація обладнання можлива лише після капітальної інсталяції в підготовленому для опалення приміщенні. У мобільних будиночках, наметових спорудах і вагончиках такого роду агрегати не застосовуються.
Який вугілля підійде?
Для побутового застосування фахівці радять використовувати марки антрациту. Він довго підтримує горіння, не виділяє трохи диму і залишає після себе невеликий обсяг зольних відходів. До речі, за обсягом тепла, що виділяється антрацит сусідить з коксівним вугіллям – близько 8500 Ккал/кг. В цьому відношенні найменш привабливим варіантом стане буре вугілля, тепловиділення якого знаходиться на рівні 4500 Ккал/кг. З іншого боку, антрацит нерідко доставляє проблеми при розпалюванні і недешево коштує. Наприклад, вугілля в мішках по 50 кг обійдеться в 500-600 руб. По мірі збільшення об’єму разової закупівлі цінник логічно знижується, але щодо того ж бурого вугілля це більш висока вартість.
Монтаж печі
Агрегат встановлюється на рівній поверхні з теплозахисного основою. Буде не зайвим попередньо підготувати для конструкції стяжку завтовшки 5-10 див Як правило, масивне обладнання не вимагає спеціальної фіксації – достатньо правильно розташувати корпус з точки зору оптимального з’єднання із суміжними комунікаціями і димарем.
Легкі вугільні печі додатково кріпляться до підлоги металевими скобами або анкерними термостійкими фіксаторами. Знову ж таки, можливість установки останніх повинна продумуватися заздалегідь при влаштуванні стяжки або підготовки поверхні чорнової підлоги. При виборі місця розташування печі також слід мати на увазі, що за правилами установки котельного обладнання відстань від поверхні до горючих предметів і оздоблення стін повинна становити від 15 до 50 см залежно від типу матеріалу та його здатності до підтримання горіння.
Установка димоходу
Для організації виведення продуктів згоряння в приватних будинках рекомендується використовувати модульні труби. Виробники такої оснастки пропонують комплексні сендвіч-конструкції з необхідними вузлами кріплення та з’єднання. Суттєвою особливістю модульного димоходу такого типу є наявність теплоізоляційної прошарку і здатність витримувати температури гарячих газів близько 1000 °С.
Що стосується монтажу, то від вугільних печей в одноповерхових будівлях зазвичай розраховується висновок до 5 м заввишки. Складання виконується за допомогою хомутових і замкових стиків, які передбачаються в конструкції елементів. Основне завдання виконавця – заздалегідь продумати точки кріплення контурів до стін і підготувати технологічний отвір в покрівельному покритті. Для цього також передбачаються спеціальні виходи з дефлекторами і регуляторами тяги.
Підготовка до робочого процесу
Відразу після установки необхідно перевірити надійність конструкції, стан робочих частин, наявність колосника та скриньки для золи. Перший прогрів бажано проводити при працюючій вентиляції і відкритих вікнах. Це важливо, щоб вивітрилися не тільки продукти згоряння, але й шкідливі заводські масла, якими покривалася конструкція в умовах консервації.
Режим пробного інтенсивного горіння слід підтримувати близько 1 години, після чого агрегат слід залишити до повного охолодження. Чіпати його внутрішні поверхні на цьому етапі не потрібно, так як після нагріву деякий час буде набувати стійкість внутрішня термостійка фарба.
Як топити піч?
Існують спеціальні режими експлуатації опалювальних печей та котлів, що працюють на вугіллі. Головна особливість даного процесу полягає в дозованій завантаженні топковій камері щодо одного сеансу протопки. Наприклад, як топити піч у стандартному режимі на кілька годин? Виконується серія закладок, кожна з яких повинна формувати шар не більше 15 див. У міру убування приблизно на 50-60 % можна заповнювати обсяг палива. Якщо виникають труднощі з розпалюванням, то в запасі завжди слід мати тонкі дрова для розпалювання. Зверху вони також покриваються шаром дрібного вугілля висотою 5-7 див.
Висновок
Конструкційне пристрій пічних агрегатів значно просунулося за останні роки. Крім можливості забезпечення ГВП та автономної регуляції тяги, також з’явилися нові функції – піролізне горіння і автоматичне керування. Але так чи значимі нові переваги в порівнянні з достоїнствами кладки вугільної печі з цегли? Адже традиційні пічні споруди перевершують заводське металеве обладнання за ступенем тепловіддачі та утриманню тепла.
На практиці масовий перехід на оптимізовані конструкції зумовлений практичністю, ергономікою і функціональністю. Перевага віддається малим розмірам і легкості в обслуговуванні обладнання, а що стосується теплової потужності, то й чавунні агрегати на вугіллі здатні опалювати великі будинки, підтримуючи до того ж і функцію водяного опалення.
