В двух словах о подовой печи

В последнее время всё чаще заказчики просят сделать им подовую печь. Надо сказать, что это поветрие буквально последних лет — раньше как-то об этом разговора не было. И вот: хочу подовую! Давайте разберёмся в подробностях.

Прежде всего определим, что такое подовая печь. Подовой называют печь, в которой топка лишена зольника и колосниковой решётки. Другими словами, в подовой печи топливо горит подобно тому, как горят дрова в костре, или в очаге. Топливо горит просто на дне топочной камеры, или просто топки. Самый яркий пример — русская печь. Есть дно просторной топки, или под, и на нём складывают поленья. Или, вот, камин — это самый, думаю, знакомый для всех пример. Камин это, по сути, костёр, окружённый камнями. Дрова горят, как в костре, дым вместе с топочными газами идёт вертикально, в трубу, расположенную над костром — самый простой вариант топочного процесса. Другими словами, снаружи могут быть красоты неописуемые, а внутри — палеолит: очаг пещерного человека. И никакой науки. Такой по сути камин, столько многими любимый. Это в тёплом климате, где лучистой энергии достаточно, чтобы обогреваться.

На Руси дело было иначе — климат другой. Когда именно он стал другим, сказать сложно, но очевидно, что вначале тоже было тепло. А потом похолодало. Об этом свидетельствует устройство русской печи. Когда лучистого тепла стало не хватать, смекалистый русский мужичок догадался сдвинуть костёр вглубь: отодвинул заднюю стенку камина, создав дополнительную топочную камеру. А перед выходом дыма пристроил подвёртку — препятствие, чтобы заставить дым опуститься вниз, а часть тепла оставить прежде вверху, в образовавшемся таким образом колпаке. Так появился второй вариант подовой печи.

Но вот постепенно человек догадался оптимизировать и этот процесс. Придумал усиливать естественный процесс горения подачей дополнительного воздуха и убирать в процессе топки образовавшийся негорючий мусор, мешающий полноценному горению топлива. Другими словами, придумал зольник, поддувальную дверку и колосниковую решётку, или колосник.

Есть мнение, что это случилось с появлением парового двигателя и паровоза на угле, которому нужна более высокая температура горения. Однако, я думаю, что гораздо раньше, поскольку кузнечное дело существует испокон веку, и в кузнечном очаге используют принудительный наддув воздуха, а колосник, вместе с мехами и служит как раз подаче дополнительного воздуха в область горения топлива. Но это уже вопрос исторический. Мы же разбираемся в особенностями устройства топливника.

Так вот, дополнительная подача воздуха — это был достаточно серьёзный шаг вперёд. Теперь топливо можно было сжигать в более оптимальных условиях. Причём через колосник не только подаётся воздух к топливу снизу, но и способствует удалению продуктов неполного сгорания вниз, в зольную камеру, тем самым увеличивая подачу кислорода та топливо. А это увеличивает интенсивность горения. Как следствие, появляется возможность повысить температуру горения, а это значит, увеличивается эффективность сжигания топлива: энергии выделяется больше, а сажи образуется меньше. И это хорошо: меньше нужно топлива для обогрева и выделяется больше тепла!

Второе следствие: время сгорания топлива тоже меньше и, значит, за одно и то же время тепла в топке выделяется больше, чем в печи, не имеющей зольника, то есть в подовой. Почему это важно? А потому, что раньше можно закрыть трубу и больше тепла оставить в печи, а следовательно, и помещении. Потому как, пока труба открыта тепло буквально вылетает в неё, и мы топим атмосферу. Как оптимизировать процесс?

Очевидно, надо сократить время топки печи, но при этом повысив температуру горения. Тогда в единицу времени выделится больше тепла. Именно этому и служит зольная камера и колосник. Чем раньше закроем печь, тем больше тепла останется в печи после закрытия трубы. Следовательно зольник и колосник — полезное изобретение, Это, можно сказать, новый этап развития печей.

Мнение корифеев

И вот что по этому поводу говорит А. И. Школьник, общепризнанный в среде современных печников авторитет:

«КПД топливника с глухим подом, то есть без поддувала и и колосниковой решётки, не превышает 35%. Малая эффективность топливника с глухим подом объясняется следующими причинами. Во-первых, избытком воздуха, который не участвуя в реакции горения, транзитом проходит через печь и охлаждает её поверхности. Во-вторых, низкой температурой приточного воздуха, который не вступает в контакт с теплоотдающей средой. В третьих, воздух в топливнике с глухим подом движется над топливом а не через его толщу.

Топливник с глухим подом сложнее эксплуатировать, чем топливник, оборудованный колосниковой решёткой, так как к топливу, находящемуся в глубине топливного объёма, доступ достаточного количества воздуха затруднён и топливо не горит. Чтобы топливо сгорало, его требуется перемещать к фронту топливника. Кроме того необходимо непрерывно следить за процессом горения топлива, взрыхлять и перемещать его в пределах пода. При взрыхлении горящего слоя приходится открывать дверки 2 и 3, что приводит к дополнительному охлаждению массива печи воздухом».  ( А.Е. Школьник. Печное отопление малоэтажных зданий. М., 1991, с.24)

А вот слова И. С. Подгородникова, создателя первых двуколпаковых печей, которые теперь именуют печами Кузнецова:

«При сжигании топлива на глухом поду (т. е. без колосника — уточнение моё — О.С.) большая часть необходимого для горения воздуха проходит над топливом, унося с собою тепло в трубу». (И. С. Подгородников. Бытовые печи двухколпаковые., М., 1992, с. 22)

Причины увлечения подовыми печами

И вот мы добровольно отказываемся от колосника и просим сделать подовую печь. Мне, как печнику, грустно за этим наблюдать. Почему так происходит, мне понятно. По-моему, здесь несколько причин.

Первая причина

Одна — довольно распространённые нынче так называемые печи медленного горения, попросту железные буржуйки, которые, как и камин, дают тепло, пока горят дрова. В них, как правило, нет теплового аккумулятора, то есть они не могут полноценно запасать тепло. Камин греет — пока горит. Многие ставят такие буржуйки медленного горения, как самый доступный и недорогой печной прибор, чтобы поскорее отопить своё новое жильё — строится то народ теперь активно. И привыкают к тому, что печь надо всё время подтапливать. Складывается стереотип топки печи: понемногу и долго.

Но кирпичная печь устроена иначе. Она как раз может запасать тепло: запасать в результате короткой интенсивной топки, а потом медленно не спеша отдавать его в помещение. И поэтому она устроена совсем иначе, и топочный процесс в ней тоже протекает по-другому: короткая топка с быстрым выделением большого количества тепла, запасаемого в кирпичном массиве печи, которое потом, после перекрытия трубы, медленно отдаётся в помещение. Это важная подробность. Её стоит хорошо усвоить и не смешивать два совершенно разных процесса.

Вторая причина

А вторая причина — реклама. Поскольку производители железных буржуек (а они все медленного горения) их активно рекламируют, повисает в цифровом пространстве стереотип, что только так и должна печь работать. Мало осталось людей, которым приходилось жить с кирпичными печами, и большинство просто не представляет как устроена такая печь и как её топить полагается. А кроме того, многие привыкли доверять всему, что им попадается на просторах интернета. Сделал человек рекламный ролик, смачно наговорил несуразностей и вот уже очередь за подовыми печами. Вникать в технические детали некогда. Но вникать всё же стоит. Тем более, что кладка кирпичной печи — дело не из дешёвых, и прежде чем попадаться на подобные недобросовестные посулы, стоит трезво раскинуть умом и самому хотя бы немного разобраться. Школьного курса вполне хватит.

Скажу честно, я вовсе не против подовых печей. Сам в деревне уже 30 лет живу с классической русской печью, в которой самый что ни на есть подовый процесс горения. И у соседки-старушки в бане тоже подовая печка была. Да и много где по нашей родной одной шестой, по городам и весям клали печи подовые. Не говоря уже о банях по-чёрному, где и печи-то никакой нет: костёр и куча камней вокруг. Но распространение подовых канальных печей по стране имело вполне понятную причину: бедность, с одной стороны, и малый интерес государства к развитию сельских территорий, когда самой простой печной фурнитуры в известные времена просто было не достать, с другой. В глубинке нередко вместо вьюшки, например, в русской печи дымоход перекрывали плоским камнем. А поскольку он неплотно трубу перекрывал, его присыпали песком, чтобы не терять лишнее тепло. Тут же и ящик с песком ставили. (по Г.Я. Федотов. Русская печь. М., 2003)

Иначе говоря, подовые печи — исторический этап, что-то вроде паровоза в эпоху двигателя внутреннего сгорания. Отошли паровозы в прошлое, как и локомобили на пару. Все теперь больше на бензине и солярке разъезжают. То же и с печным делом — не стоит оно на месте, тоже развивается. На смену очагам пришли камины, потом их улучшили до канальных печей (голландки и шведки), на Руси камин, или каменный очаг, усовершенствовали до русской печи, по сути, прототипа колпаковых печей. Теперь, вот, до двуколпаковых печей додумались, с их улучшенными тепловыми показателями.

Надеюсь, после этих подробностей, картина станет более понятной. Конечно же, там где нужен длительный процесс неинтенсивного горения — в бане, в пекарне, например, подовая печь может пригодиться. Но в жилом доме для эффективного автономного обогрева нужна, безусловно, печь колосниковая. Конечно же колосниковые тоже могут быть разными: канальными, или с оборотами, или же колпаковыми. Но об этом — в другой статье.

Стоит добавить, что в подовой печи можно использовать только дрова и иные продукты переработки древесины. Вот углём такую печь топить не получится, потому как для угля нужна более высокая температура, а значит нужен и зольник, и колосник, чтобы большим потоком воздуха её надуть. Есть регионы, где уголь — основное топливо. В степных, безлесных районах подовая печь никак не подойдёт.

Но недостаток печной фурнитуры — это уже тоже историческая подробность. Теперь, когда к нашим услугам богатая коллекция печного литья каких угодно форматов, видов и вариантов, думать о подовой печи, по-моему, просто нелепо. Тем более, что эта самая печная фурнитура теперь такова, что при наличии зольника и колосника в печи всегда можно по желанию настроить топочный процесс таким образом, что он станет подовым. Для этого достаточно наглухо закрыть дверку зольника и приоткрыть топочную. Практически во всех самых ходовых топочных дверцах всегда предусмотрена регулируемая щель, которую при желании можно или наглухо закрыть, запустив подачу воздуха из колосника, или, напротив, перекрыв наглухо зольник, приоткрыть, подавая воздух к топливу сбоку. Вот вам и медленное подовое горение. То есть проектируя стандартную современную печь мы сохраняем в ней возможность и подового горения — если будет желание попробовать пожить с такой печью. То есть современная колосниковая печь — печь универсальная. Подовая же — узкоспециализированная.

Есть и ещё минусы не столь принципиальные. В частности, в печи без зольника топка расположена ниже и в ней не так удобно следить за топочным процессом, приходится становиться на колени, чтобы в топку заглянуть. Согласитесь не удобно, особенно, если топишь её регулярно. Но это уже бытовые мелочи — к ним можно и приноровиться.

Ещё сторонники подового горения частенько обращают внимание на то, что подовая печь прогревается от самых нижних рядов, а, в колосниковой, дескать, зольная камера остаётся холодной, а тепло появляется только от уровня колосниковой решётки, то есть с 5-6 ряда. Считаю этот аргумент тоже слабым, поскольку никто зольником дом не отапливает. Он расположен как правило внутри печи. А если каналы или колпаки, окружающие зольник опустить к первому ряду, тогда печь будет греться со второго ряда. Ниже просто нельзя из соображений ППБ (правил противопожарной безопасности). Я, например, в своей деревенской печи так и сделал, когда клал её 30 лет назад, хотя во всех стандартных порядовках обороты начинались именно с уровня колосника. Но это: просто надо было подумать и сделать как следует. Ну а в колпаковых печах и так низ колпака, по которому гуляют топочные газы, начинается как раз со второго ряда.

Ещё один довод сторонников подовых печей: у них почти не образуется золы и вся органика выгорает до минерального пепла. А в колосниковых остаётся много недогоревших угольков — потеря. Но, по моему глубокому убеждению и многолетнему опыту общения с печами, главная потеря при топке — это длительность горения дров: чем дольше горят, тем больше тепла улетает в трубу.  О том же говорят и классики печестроения. И потому  существует в народе приём закрывать печь во-время — когда дрова уже прогорели, СО не образуется, но раскалённых углей ещё много. Именно они, эти раскалённые угли, и дают основной жар, запасаемый печью уже после того, как труба перекрыта. И вот мы удлиняем процесс горения на час за счёт медленного подового горения. Делайте выводы сами. Так что эти угольки, потухнув, отдадут дополнительное тепло. Но уже в помещение, а не в трубу. А кроме того на них хорошо самовар кипятить, их специально берегут и потом используют по назначению.

Выводы

Итак, подведём итоги.

1. Подовое горение — это более медленный и менее интенсивный процесс; как следствие, дрова горят дольше и печь дольше греет улицу, а не помещение. Расход дров выше.
2. Горение в топке с зольником и колосниковой решёткой оптимально для нужд отопления: топочный процесс протекает более эффективно, при более высокой температуре, с бóльшим выделением тепла. И, как следствие, требует меньше топлива.
3. Устройство современной печи с зольником и колосником даёт возможность при желании организовать как более быстрый топочный процесс с применением колосника и поддува воздуха через зольную камеру, так и более медленный, по типу подового горения. В то время как подовая печь лишена возможности оптимизировать процесс горения. Колосниковая печь — универсальна.