Колосник для печи, как и камера топки, дымоходы и дымоотводные трубы, задвижка, вьюшка и другие отделы и детали, со времени изобретения дровяных печей изменился мало. Колосники для печи, или колосниковые решетки, необходимы для разделения топочных и зольных камер, но должны пропускать воздух к месту сгорания дров, поэтому колосник всегда решетчатый. Колосники находятся в самом эпицентре горения, работают в экстремальных условиях термических нагрузок, и материал колосников для печей должен соответствовать и выдерживать все внешние факторы. Даже для небольшой самодельной печки мастера используют заводские колосники, которые не подведут и будут работать долго. Размер, форма и цена колосниковых решеток зависит от модели печи и от вида топлива.
Высококачественный серый чугун, материал для классических колосниковых решеток, выдерживает тысячи циклов высоких температур без снижения свойств. Возможна для колосников и сталь. Основной функцией колосника является раздел камер с подачей воздуха к топливной загрузке и удаления золы из камеры сжигания. Для того, чтобы отопительная печь работала эффективно, колосниковая решетка должна обеспечивать и регулировать поддув воздуха, за счет особого строения самой решетки и/или отрывания поддувальных дверец или задвижек. Воздушный поток снизу, из камеры поддува, должен проходить свободно. У каждой печи своя схема циркуляции потоков, и очень важна точность в установке колосниковых решеток, без смещения с посадочных мест согласно схемы печи.
Виды колосников по моделям – решетка может быть как монолитной, так и сборной. Монолитная модель более популярна и легче в монтаже, их просто укладывают в готовые гнезда. По форме и габаритам решеток выбор имеется, и практически для любой модели и типа твердотопливной печи. Но если топочная камера сложна по геометрии, расширяется или сужается по дну – то необходима сборная решетка. Модульные решетки имеют две или три перемычки, и собираются по месту. Балочные решетки могут комбинироваться с доборами из элементов-перемычек.
Решетки колосников могут быть плоской плитной формы, как правило это прямоугольные решетки, но возможны и круги, сегменты. Плитные колосники подходят для печи, камина и котла, работающих на твердом топливе и выбираются по модели печи. Решетка в виде корзины сегодня редкость, поскольку в загородном доме предпочтительны закрытые топочные камеры для печей и каминов, а современные стеклянные дверцы обеспечивают великолепный дизайн и зрелище живого пламени в камине, без всякого риска искр и падения углей. Но в качестве декора корзинные колосники применяются – топливная закладка из корзинки выпасть не может, а воздух поступает через просветы решетки.
Печи длительного горения оборудуются подвижными колосниками: рама с осью и решеткой, или решетка с возможностью горизонтальных перемещений. При изменении положения колосников происходит самоочистка топки от золы. Более сложные отопительные агрегаты имеют подвижные колосники с целью изменения сечения канала для воздушного потока, то есть колосник уже не просто деталь, а средство для смены режимов работы агрегата.
Колосниковые решетки охлаждаемых конструкций изготавливают из цельных жаропрочных квадратных или прямоугольных труб. Внутри трубной решетки идет циркуляция теплоносителя – решетка охлаждается, отопительная система имеет плюс к тепловому потенциалу. Соединяется решетка с коллектором и теплообменником системы. Охлаждаемые решетки нужны для печей с водяным контуром и в водогрейных котлах.
Выбирают колосники для печей по нескольким основным критериям:
- Типу отопительных приборов;
- Виду топлива – для угольной печи колосник требуется более прочный и массивный, поскольку уголь дает и большую массу, и экстремальные температуры при горении. В дровяную печку или маленький камин достаточно легкой решетки;
- Габарит и форма колосника должны быть аналогичны гнезду топливного отсека. Проектируя печь, закладывают размер и модель колосников согласно имеющимся в доступе изделиям, и конечно, по режиму работы.
- Колосник должен обеспечить свободную циркуляцию воздуха и удаление золы, иначе печь не будет эффективной. Хуже, если воздухообмен не обеспечит полноценное прогорание дров и нормальную тягу – это может стать опасно, поскольку создаст условия для задержки продукта сгорания. Просветы решеток примерно равны 0,4 от общей площади колосника, но не должны быть меньше. С другой стороны, если просветы решетки намного больше, чем 40%, то топливная закладка будет расходоваться неэкономично, и часть топлива, не отдавшая все возможное тепло, будет ссыпаться в зольник. По части пожарной безопасности такая ситуация также не радует. Подбор колосника по форме решеток и площади просвета – один из главных факторов выбора, и здесь зачастую нужна консультация специалиста.
Установка колосника в печи
Монтируют колосники при устройстве печи и камина, но при необходимости ремонта или замены колосника в агрегате требуется сначала понять причины повреждения колосника, или его смещения, или падения. Посадочное гнездо для колосника должно обеспечить не только механическое удержание решетки, но и тепловые зазоры для компенсации линейных расширений детали. Габарит в 0,5 см по всему периметру решетки минимален, но защитит и кирпичную кладку от повреждений при расширениях металла решетки, и саму решетку от деформаций при нагреве. У кирпича и металла слишком разный коэффициент линейного теплового расширения, и компенсационный просвет обязателен. Кирпичное обрамление – ряд под колосниковую решетку – стесывают с образованием угла. Это упрощает монтаж решетки, а если будет необходимость – и разборку с заменой колосника. Также упрощается и очистка решеток.
В просвет между металлом решетки и кирпичом засыпают сухой песок, или песчано-глиняную смесь, но никогда не применяют для этой цели цемент и растворы с цементным вяжущим. Асбестовые шнуры для контурной прокладки применяются, уплотняя крепление и не препятствуя тепловым расширениям. По правилам устройства печей и каминов с открытыми топками колосники должны монтироваться в плоскости под топочными дверцами через ряд кирпича, чтобы предотвратить выпадение горящего топлива при открывании дверец печи. Укладывают колосники только одной стороной, и путать стороны недопустимо – многие модели решеток имеют сужение сечений перемычек, это отлично видно: треугольные или трапециевидные уровни решетки должны смотреть сужающимися сторонами вниз, к зольной камере.
Габариты колосников стандартны, и проекты печей составляют, опираясь на эти установки. Если печь сложная, нестандартная и требуется аналогичный колосник, то его собирают из балочных элементов или модульных решеток небольших размеров. Лучшим материалом для колосников служит серый чугун, на втором месте сталь. Выбор зависит от вида топлива, и даже в ассортименте чугунных колосников имеется деление на дровяную или угольную модель печи. Проще смонтировать монолитный плитный колосник, но наборный вариант дает не только расширение возможностей, но по мнению печников и прослужит дольше. И ремонтировать наборные колосники проще и дешевле, ведь иногда нужно заменить всего одну треснувшую перемычку, а в монолитном варианте это невозможно без замены всей решетки.
Самостоятельное изготовление стальных колосников возможно, хотя срок работы такой детали вряд ли будет большим. Но при учете стоимости качественных чугунных колосников смысл в такой работе есть – мастер всегда может сделать новый стальной колосник и заменить, это обойдется намного экономичней приобретения готовой модели.