Для топки печей применяют твердое и газообразное топливо. При выборе топлива руководствуются его теплотворной способностью, т. е. количеством теплоты, выделяемым при сжигании 1 кг твердого или 1 м3 газообразного топлива или тепла, потребного для нагревания 1 кг воды на 1°С. Теплотворная способность топлива зависит от горючих составляющих, зольности и влажности топлива. Горючие составляющие - это твердое вещество, основная часть каменного угля, водород (горючий газ без цвета и запаха) и сера. Негорючие составляющие - кислород (бесцветный газ, который не горит сам, но необходим для горения), азот - газ (не горит и не участвует в горении), зола (негорючие мелкие минеральные примеси) и вода. Негорючие вещества в топливе являются балластом. Поэтому чем больше в топливе углерода и водорода и меньше балласта, тем выше теплотворная его способность.
Для топки необходимо применять сухое топливо. Сухие дрова экономичнее сырых. Они быстро разгораются и развивают высокую температуру по сравнению с сырыми. Дрова считаются сухими, если они наколоты на поленья указанной толщины, уложены в клетку и находятся в течение года под навесом на открытом воздухе. Чем дольше сохнут дрова, тем лучше.
Сосновые и березовые дрова при сгорании выделяют больше сажи с примесью смолы, которая прочно оседает на стенках каналов печи и трубы. При топке осиновыми дровами осевшая сажа понемногу выгорает, каналы очищаются и больше удерживают тепла. Однако осиновые дрова при сгорании «стреляют», и топить осиновыми дровами рекомендуется не реже двух раз в неделю.
Торф, уголь, антрацит, лузга, костра, солома, кизяк, смесь соломы с навозом обладают разной теплотворной способностью: торф кусковой влажностью 30% -3000 ккал/кг; брикетный торф - 4000; подмосковный уголь - 3000; бурый уголь - 4700; каменный уголь - 5000...7200; антрацит -7000; солома -3690; лузга подсолнечная - 3740; костра льняная - 3850; мазут - 9700...9000; кизяк - 2000 ккал/кг; газ - от 8000 до 12000 ккал/м3.
Процесс горения любого топлива происходит благодаря притоку свежего воздуха, в котором имеется кислород. Без кислорода топливо гореть не сможет. Горючие части топлива - углерод и водород - соединяются с кислородом при сильно нагретом состоянии.
Для растопки топлива используют мелкие лучины, стружку, солому, бумагу. Температура воспламенения дров - не ниже 300°С, каменного угля - 600°С.
При топке печей из трубы часто вылетают искры - это не что иное, как несгоревшие частицы топлива. Искры гаснут (сгорают) только при температуре не менее 300°С. При хорошем горении топлива и температуре у вьюшки 400...500°С искры из трубы вылетать не будут.
Топливо не всегда полностью сгорает в печи. Какая-то часть в виде горючих газов или мелких частиц выносится наружу. Это происходит как из-за недостатка воздуха, так и от его избытка. При избыточном количестве воздуха горящее топливо охлаждается. Твердые частицы, горючие газы остывают и не сгорают.
В процессе сгорания топлива образуются вещества, которые с избыточным воздухом движутся по каналам печи и через дымовую трубу выходят наружу в виде дыма. В состав дыма входит избыточный воздух, который поступает в печь, но не используется полностью, а также всевозможные газообразные вещества, состоящие из воздуха с топливом. Подсчитано, что дым на одну треть состоит из остывших горючих газов или очень мелких горючих кусочков топлива, образующих искры, которые придают дыму окраску. И чем больше таких частиц в дыму, тем он темнее, и наоборот. Выделение таких частиц нежелательно.
Несгоревшие при топке газы образуют угарный газ, вызывающий отравление. Проникновение угарного газа в помещение происходит тогда, когда печь закрывают раньше времени, не дав возможность топливу полностью прогореть. Газы проникают в помещение через неплотности печной кладки и различные негерметически закрываемые приборы. Особенно на это следует обращать внимание при топке углем, антрацитом и другими видами твердого топлива.
Чтобы топливо сгорало нормально, в топливник следует подавать ровно столько воздуха, сколько необходимо для нормального горения.
В любом топливе всегда имеется некоторое количество воды. Для нагревания и испарения воды затрачивается большое количество тепла. Образовавшийся пар выходит в трубу и выносит с собой много горючих веществ. Пар охлаждает пламя, каналы и трубу и в целом всю печь. Даже в очень хорошо высушенном топливе в процессе его горения образуется водяной пар. Это происходит потому, что при сгорании водорода две его весовые части соединяются с одной весовой частью кислорода. Образуемый пар охлаждает пламя и уносится в дымовую трубу.
Если температура отходящих газов низкая или стенки дымовой трубы сильно охлаждены, то водяные пары охлаждаются и оседают на стенках в виде капель воды. Эти капли смешиваются с осевшей на стенках трубы сажей, образуя черную жидкость со специфическим запахом, называемым конденсатом. При постоянном конденсате ухудшается тяга в печи. Стенки трубы и верхняя часть печи, а также перекрытие становятся черными, кирпичная кладка разрушается, а это может привести к пожару или преждевременному разрушению трубы, верха печи и перекрытий.
Из сказанного можно сделать вывод, что нормальная температура отходящих из печи газов перед выходом в трубу должна быть не ниже 125... 150°С, при выходе из трубы в атмосферу - не ниже 100°С. У вьюшки или у задвижки температура дымовых газов лучше всего должна быть не ниже 250°С. При этих условиях конденсат не образуется. Количество тепла, имеющегося в топливе, влияет на коэффициент полезного действия печи.
Коэффициент полезного действия печи представляет собой отношение количества тепла, которое отдается печью помещению, к количеству тепла, имеющегося в топливе. Например, если печь отдала помещению 20 000 ккал тепла, а израсходованное топливо содержало 40 000 ккал тепла, то в данном случае КПД печи будет равен 0,5. В зависимости от конструкции печи коэффициент полезного действия ее может составлять: для отопительных комнатных печей с глухим подом - от 0,3 до 0,5; отопительных комнатных печей с поддувалами и колосниковой решеткой - 0,5...0,7; русских обычных печей - 0,5...0,6; печей современных конструкций - 0,6...0,85.
Перед каждым отопительным сезоном печь осматривают, исправляют все дефекты, очищают от сажи. Особое внимание уделяют трубе.
Шепелев А. М. Кладка печей своими руками. - М.: Россельхоздат, 1987г. - 318с.