Метал печи для дома. Чугунные дровяные печи длительного горения для дома и дачи. Особенности печей из металла

Печи из металла очень популярны ввиду своей невысокой стоимости, и широко применяются для отопления дачных домиков, бань, подсобных помещений, гаражей.

Например, на сайте компании Теплодар https://www.teplodar.ru/catalog/otopitelnie-pechi-kaminy/ представлено 6 печей для отопления дома и дачи по цене от 6 760 руб.

Но можно сделать и своими руками, это не так и сложно. Конечно, у них есть, как достоинства, по сравнению с кирпичными печами, но также имеют место и недостатки.

Особенности конструкции

Самая простая конструкция металлической печи - так называемая буржуйка. Её конструкция довольно проста: металлический ящик с ножками дверцей, труба для отвода продуктов горения. Главный недостаток этой печи - большое потребление топлива и малая теплоотдача. А также большим минусом является опасность возникновения пожара.

Русское название этого типа печи базируется на ассоциации с карикатурным образом буржуя, изображаемого как человека с толстым брюхом.

Https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D1%80%D0%B6%D1%83%D0%B9%D0%BA%D0%B0

Простая печь «буржуйка»

Современные металлические печи намного безопаснее «буржуйки». Их производство осуществляется из листовой стали, толщиной до 4–5 мм. В конструкции предусмотрена специальная камера для закладки камней. Предусмотрено обустройство водяного бака в качестве накопителя тепла, объёмом до 70 литров. Для равномерного прогрева печи, а также для снижения её пожароопасности, печь рекомендуют обкладывать жаростойким кирпичом.

Некоторые образцы современных печей

Достоинства

• Металл довольно прочный, но и более податливый материал, позволяющий придавать ему любую форму. Способен выдерживать большие перепады температур и жёсткие нагрузки при эксплуатации изделия.
• Стоит отметить высокий КПД металлической печки, достигающий 95%.
• Теплопроводность металла высока, соответственно довольно быстро происходит прогрев печи и нагревание помещения.
• Прочность металла с убавлением толщины только растёт в отличие от керамики.
• Вес печи на порядок, а иногда и более, ниже чем каменной или кирпичной, что в свою очередь, позволяет отказаться от устройства громоздкого монолитного фундамента.
• Низкая себестоимость производимого тепла (у металлических печей в 10–20 раз ниже, чем у кирпичных) ещё один плюс в копилку достоинств этого вида печей.
• Немаловажным фактором является транспортабельность такой печки и простота монтажа на месте, нужно только подвести дымоход.
• За ненадобностью её легко убрать на хранение до следующего отопительного сезона.

Недостатки

• Наверное, самый основной недостаток - печь не «дышит».Тогда как кирпичная печка при охлаждении вбирает в себя влагу, тем самым поддерживая оптимальную влажность. Небольшое «дыхание» печи появится после облицовки кирпичом, но пропадёт мобильность, и увеличатся габариты.
• Из-за низкой теплоёмкости металла, теплоотдача после сгорания топлива обычно не превышает 2–3 часа.
• Большой недостаток металлической печи - срок жизни. При рабочих температурах металл активно реагирует с содержащейся в воздухе влагой, и в результате чего ускоренно корродирует. Срок службы металлической печи обычно не превышает двадцати лет. Но это сполна компенсируется лёгкой и недорогой заменой печи и дешёвым топливом.

Виды

В данный момент рынок предлагает два вида металлических печей для дома произведённых из чугуна и стали. Чугунная печка по теплоотдаче находится между кирпичной и стальной. Вариант чугунной печки для изготовления своими руками отпадает сразу, так как нужно организовывать процесс литья чугуна, что на загородном участке в принципе невозможно. Для этого нужно специальное оборудование. А вот печь из листового металла, соорудить под силу своими руками, а в некоторых случаях практически не затрачивая денежных средств.

Печь изготовленная путём чугунного литья

Образец стальной печи заводского изготовления.

Печь изготовленная из листовой стали

Принцип действия и конструкции

Рассмотрим общие схемы работы печей. Основные применяемые схемы на рисунках:

Схемы принципа работы печей

Камерная система

В печи камерной системы происходит перепуск продуктов горения в газовую камеру и там происходит их догорание. Приток воздуха образуется естественным путём. В камерных печах, предназначенных для бытового применения, топка и камера догорания находятся в одном модуле - горниле. Для полного дожигания газов, камера должна быть со сводчатыми стенами. Хороший пример камерной системы - русская печь. При определённом усовершенствовании камерные печи довольно эффективны.

Канальная система

В канальной системе организовано принудительное движение газов от источника огня, по каналам внутри печки, до дымовой трубы. Продукты горения, догорая и проходя по каналам остывают, отдавая тепло печке. КПД такой печи около 60%, и чтобы газы начали догорать, необходимо сначала довести печь до рабочей температуры в 400 градусов.

Колпаковая система

В этой системе газы находятся под куполом колпака и сгорая, спускаются по стенкам печи отдавая оставшееся тепло. В этой системе для начала сжигания газов необходимо прогреть небольшую область купола колпака. КПД в печах этого типа может достигать 70% и выше.

Схемы металлических печей и усовершенствования

Общеизвестно, что металл быстро нагревается, но и также быстро остывает, низкая теплоёмкость делает его неважным накопителем тепла, но если учитывать некоторые свойства материала классические схемы можно применить по отношению к печам из металла и получить от них максимальную отдачу, так как тепловые потери на разогрев минимизированы. Рассмотрим две схемы.

Схемы металлических печей

Камерная (А)

Типичный представитель - «буржуйка». Её прообразы, комнатные печи, использовались в XIX веке и были на редкость прожорливы в плане топлива. Во времена разрухи и потрясений после революции «буржуйка» усовершенствовалась и окрестилась своим нынешним названием.

Были сделаны следующие совершенствования:

1. Для настройки мощности теплоотдачи, в горнило вставили колосник и поддувало с дверцей.
2. Диаметр дымохода 9–10 миллиметров на 0.23 килокалории тепловой энергии.
3. Небольшая высота дымохода, до 3 метров от плоскости колосника.
4. Начало дымохода до 1–1,5 м сделано вертикально и укрыто теплоизолирующим негорючим материалом.
5. Далее дымоход продолжался горизонтальным участком - боровом - длиной не меньше 2,5 м, его вставили в форточку и добавили ещё один вертикальный сегмент в 1–1,5 метра для обеспечения тяги.

Канальная (Б)

Буржуйку легко адаптировать под канальную схему. Конечно, общим с кирпичной печкой будет только внешний вид. От каналов будет мало пользы ввиду большой теплопроводности металла, от изначальной системы остаётся только горизонтальный участок, отделяющий камеру догорания и топку. Дополнительный воздух для дожига газов поступает из отверстий на варочной поверхности или через отдельный регулируемый воздуховод. Выход дымовой трубы горизонтальный.

Результаты доработок:

1. Благодаря дожигу газов в локализованном месте, КПД подрос до 70–80%
2. Выделяемая тепловая энергия увеличилась в 2–3 раза.
3. Печка нетребовательна к силе тяги и характеристикам дымохода, ведёт себя как простая буржуйка: повысилась тяга, увеличилось горение и разрежение среды в дожигателе газов. Поступает больше вторичного воздуха и газы сгорят полностью.
4. Так как основная мощность производится в дожигателе, печь может работать в двух режимах: пламени и длительного горения.
5. Хорошая передача тепла от топки посредством довольно тонкой перегородки даёт в дожигателе нужную температуру для возгорания несгоревших газов, потому печь входит в рабочий режим практически моментально.
6. Отдельная подача воздуха в топку и дожигатель, допускает настраивать печь почти для любого твёрдого топлива.
7. Мощность теплоотдачи печи легко регулировать уровнем подачи воздуха на поддуве. В классической буржуйке возушное регулирование мощности сильно ограничено.
8. Благодаря дожигателю, под варочной поверхностью держится температура в пределах 250–300 градусов, что довольно комфортно для приготовления пищи.
9. Высокое выделение тепловой энергии от печки позволяет равномерно и оперативно прогреть помещение.
10. На вход в дымовую трубу можно также поставить теплообменный контур для горячего водоснабжения.
11. Пользуясь качественными дровами или углём, чистить дымовую трубу придётся раз в 5 лет.

Чертёж и расчёт параметров

Каких размеры будет иметь печь и как будет выглядеть каждый должен решать сам. Люди с инженерным мышлением и практическими навыками могут в простейшую конструкцию внести свои корректировки для улучшения и упрощения системы.

Эскиз и чертёж буржуйки:

Чертеж буржуйки

Материалы и инструменты

• Чертёж и эскиз будущей конструкции с размерами.
• Металл листовой, толщиной 4–5 мм.
• Уголки стальные.
• Стальные трубки диаметром 15–20 мм или арматура диаметром 10–12 мм для колосниковой решётки.
• Металлическая труба диаметром 180 мм.
• Сварка дуговая, электроды 3.
• УШМ (болгарка) с отрезным кругом, молоток, рулетка, карандаш или маркер.

Как сделать печь из металла своими руками: пошаговые действия

1. Корпус печи будет собираться из прямоугольных листов стали, сваривая их встык. Берём болгарку и нарезаем пять прямоугольников по размерам данным в чертеже. С лицевой частью разберёмся попозже, так как там будет дверца для топки и поддувало.

   

   Нарезанные по размерам листы стали

2. Для начала нужно приварить бока к днищу. Подставляем сначала одну боковую панель ко дну, контролируя угольником прямой угол между плоскостями и прихватываем стык в нескольких точках сваркой. Вторую боковину делаем по аналогии с первой. Проверяем прямые углы, соответствие ширины днища расстоянию между боковыми стенками вверху где будет варочная панель. Убедившись что всё верно, провариваем стыки полностью.
3. Привариваем заднюю стенку к боковым панелям и днищу. Боковые стенки изнутри размечаем для дымооборота топки и зольника согласно чертежу на три зоны. Межу топкой и зольником будет находиться колосниковая решётка, на которую непосредственно укладывается топливо. Для её крепления на внутреннюю поверхность боковин на высоте 10–15 см от днища, привариваются уголки на всю длину панелей. Приваривать уголки следует полкой вниз.

   

   Приварка стенок и уголков к ним

4. Переходим к изготовлению колосниковой решётки. Из материалов потребуются: обрезки водопроводных труб диаметром 15–20 мм и длиной равной или больше (лишнее отрезается) внутренней ширине печи. Вместо труб, отлично подойдёт арматура диаметром 10–12 мм. Арматура или два стальных прутка диаметром 15–20 мм или полоски толстой (4–5 мм) стали по длине печки.
5. Располагаем арматуру (трубки) на прутках с шагом 3–5 см и надёжно привариваем.

   

   Изготовление колосниковой решётки

6. Решётка должна быть съёмная, поэтому она не приваривается к уголкам. Необходимость в снятии решётки возникает при чистке и ремонте буржуйки или замене самой решётки.

   

   Съёмные элементы - решётка и отражатель

7. Далее, привариваем два прута (отрезка арматуры) вверху печи для установки отражателя. Он разделят топку с дожигателем и дымоходом и является съёмным. Подробнее на рисунке:

   

   Расположение основных элементов в печи

8. Длина отражателя должна быть 10/11 длины буржуйки, чтобы получился зазор для выхода дыма. Делать его желательно из металла потолще, так как разогреваться он будет значительно сильнее других элементов конструкции.
9. Приступаем к финишным работам. В крышке прожигаем сваркой отверстие нужных размеров и сечения для дымохода, его также можно сделать уже на собранной конструкции. Привариваем крышку к корпусу печки. Затем необходимо вырезать две перемычки. Одна узкая другая широкая (точные размеры зависят от конкретных размеров печи). Узкая приваривается на уровне решётки для отделения дверок топки и зольника, а широкая вверху к боковинам и крышке.

   

   Варка разделяющих перемычек

10. Дверку для топки лучше всего делать почти на всю ширину печки как для удобства закладки дров, так и для лёгкого извлечения зеркала и решётки. Для зольника можно делать поуже. Завесы делаем из трубок и прута.

    

    Дверки на готовой печке

11. Ручки для дверок можно изготовить как из металлических пластин, так и из обрезков трубок. Как вариант можно применить всё ту же универсальную арматуру. Крепим готовые ручки сваркой. Думаю с изготовлением защёлок на дверцы, трудностей возникнуть не должно.

    

    Печь почти готова

12. Закончив сборку, стоит подумать об опорах печки. Ножки можно сделать из отрезков трубы нужной высоты. Ещё опоры можно изготовить регулируемыми по высоте, для этих целей на конец трубки приваривается гайка (внутренний диаметр гайки и трубки должен соответствовать друг другу) и вкручивается болт.
13. Приступаем к изготовлению дымохода. Для его изготовления сгодится труба диаметром 15–20 см. Выводим конец трубы за пределы помещения через отверстие в стене или крыше. Углы в трубе должны составлять 45 градусов, то есть, должно быть полное отсутствие горизонтальных сегментов на всём пути. В нижней части дымохода делаем поворотную заслонку. Её можно изготовить из куска листовой стали, диаметр вырезанной заслонки должен быть немного меньше диаметра трубы. В трубе сверлим отверстие под ручку регулировки заслонки, для этой цели подойдёт стальной пруток. К отверстию в крышке привариваем гильзу из отрезка трубы 15–20 см, по диаметру она должна быть несколько меньше диаметра дымоходной трубы, дабы максимально облегчить процесс монтажа или демонтажа дымохода. Осталось только установить буржуйку и испытать.

Фотогалерея: процесс изготовления печки

Футеровка

Печки из металла нередко обкладывают кирпичом снаружи и внутри. Но есть две причины по которым этого делать не стоит:

1. У кирпича довольно низкая теплопроводность и высокая теплоёмкость. Тепло, полученное при сгорании топлива в топке попросту вылетает в трубу вместе с дымом. не успевая прогреть металлические стенки буржуйки.
2. Печная поверхность лишается доступа воздуха тем самым значительно ускоряя прогар стенок и риском попадания в помещение угарного газа опасного для здоровья и жизни человека.

Выбор и подготовка места установки

Для такого вида печек монолитный фундамент сооружать не нужно ввиду их небольшого веса. Для выбора места установки следует руководствоваться такими параметрами, как удалённость от дверей и окон (для меньших потерь тепла) и удобством вывода дымохода из помещения. В гаражах и подсобных помещениях, как правило присутствует бетонный пол, поэтому подстилать ничего не требуется. В помещения с деревянным полом следует настелить на место установки лист асбеста или жести и закрепить его по периметру саморезами. На стены возле места установки для избежания потерь тепла можно приклеить фольгированную теплоизоляцию.

Декорирование

Для декорирования буржуйки можно применить пластины из шамота или декоративные металлические накладки, а также можно просто раскрасить печку специальными жаростойкими красками на свой вкус, предварительно зачистив поверхности наждачной бумагой.

Эксплуатация

Некоторые требования по безопасной эксплуатации, при соблюдении которых вы обезопасите себя и ваших близких:

• Печка обязательно должна стоять на огнеупорном основании.
• Все легковоспламеняющиеся предметы и жидкости должны находиться на безопасном расстоянии 80–100 см от печи.
• Не следует за один раз полностью забивать топку дровами.
• Всегда следите чтобы дверца топки при использовании печи была закрыта.
• Регулярно осматривать дымоход на наличие прохудившихся мест, для избежания попадания дыма в помещение.
• Не оставляйте работающую печь надолго без присмотра.
• Не пытайтесь прикоснуться к корпусу печи при её работе во избежание ожогов.

Чистка и обслуживание

При интенсивном использовании печки в канале дымохода осаждается сажа и грязь, и постепенно накапливаясь, сужает просвет канала что влечёт за собой снижение тяги и общей эффективности конструкции. Дымоход достаточно проверять раз в год на наличие загрязнений и при необходимости прочищать от сажи. Есть несколько способов прочистки дымоходной трубы:

• Механический, ёршиком или щёткой.
• Химический, путём сжигания картофельных очисток в топке, при этом выделяемый крахмал размягчает сажу и она выходит.

Для лучшей эффективности можно комбинировать эти два способа. Со стенок топки нагар лучше всего снимается щёткой по металлу. Зеркало и колосниковая решётка легко извлекаются для замены или мелкого ремонта.

Видео: как самостоятельно сделать буржуйку

Самостоятельное изготовление металлической печи не такое уж сложное занятие, как первоначально может показаться. Конечно, эта конструкция не единственный вариант в своём роде, но уже проверенный и надёжный.

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Металлические печи имеют перед ряд несомненных достоинств и столь же существенных недостатков. К первым относятся меньшая на порядок и более цена, высокий КПД, небольшой вес, высокая прочность и развитая технология обработки исходного материала – металла. К вторым – отсутствие «дыхания», ограниченный срок службы, повышенная опасность и короткая теплоотдача после протопки. Эти факторы дают некоторые следствия, на которых следует остановиться подробнее, прежде чем начинать разбор собственно металлических печей.

Достоинства

Металл – куда более податливый материал, чем керамика, но сопоставим с ней по прочности. Металл можно плавить и лить, сверлить, резать, гнуть, ковать, он после формовки детали не требует обязательных дополнительных расходов энергии на ее обжиг. Способов производства и обработки металла известно множество, а их научная и производственная база огромна. Поэтому, создавая металлическую печь, можно практически без ограничений применять разнообразные теоретико-конструкторские ухищрения для улучшения ее технико-эксплуатационных параметров без существенного увеличения цены. Если предельный в среднем за сезон КПЛ кирпичных печей составляет около 70%, то для металлической 85-90% не диковина.

Примечание: исходя из современных экологических условий, нужно стремиться получить КПД печи не менее 70%

Удельная, на единицу поперечного сечения, прочность кирпича и вообще керамики с уменьшением толщины детали резко падает, а у металла наоборот, возрастает. В результате такие важные показатели печи, как вес и себестоимость на единицу генерируемого тепла, у металлических печей в 10-20 раз и более ниже, чем у кирпичных. Хорошую новую металлическую печь для обогрева 100 кв. м жилой площади можно приобрести за $250-300, а б/у за $50.

Кроме того, металлическая печь – цельная конструкция, ее можно транспортировать готовой к употреблению, наклонить, толкнуть, ударить, даже уронить, не приведя в негодность. Т.е., металлическая печь мобильна. На месте эксплуатации она не требует фундамента, а ее установка сводится к выводу дымохода в дымовой канал здания. По миновании надобности печь можно убрать и определить на хранение до следующего случая.

Теплопроводность металла высока, а общая теплоемкость печи из него вследствие ее небольшой массы невелика. Поэтому металлическая печь быстро прогревается и так же быстро нагревает помещение. Этот же фактор дает высокий КПД: в кирпичной печи до 20% энергии топлива вылетает в трубу во время протопки, пока в массивном теле печи не наладится внутренний теплообмен и она не начнет аккумулировать тепло.

Далее, металлическое изделие физически более однородно, чем кирпичная кладка, и не пористо. Металлическая печь не отсыревает, не боится долгих перерывов в топке, не требует разгонных протопок после простоев. Фактическое отсутствие, вследствие высокой теплопроводности металла, внутренних тепловых потоков в теле печи, обуславливает быстрое догорание в ней дымовых газов в малом объеме пространства, что облегчает встраивание в печь варочной поверхности и водогрейных устройств.

Наконец, что немаловажно для частных владельцев, заводскую печь из металла можно заранее сертифицировать по пожарной безопасности как готовое изделие. Получить разрешение пожарников на ее использование в таком случае неизмеримо проще как по нервам, так и по деньгам. Есть модели металлических печей промышленного производства, вообще не требующие оформления в МЧС, лишь бы в здании имелся отдельный от вентиляции газоход.

Недостатки

Самый главный недостаток печей из металла – отсутствие «дыхания». Кирпичная печь по мере остывания вбирает в себя пары влаги, а при протопке отдает их в воздух. Поэтому в доме с кирпично-печным отоплением относительная влажность воздуха сама собой поддерживается в оптимальных для здоровья пределах. Металлическую печь можно заставить немного «дышать», облицевав кирпичом, стеатитом («мыльным камнем», талькохлоритовым сланцем), базальтовым или гипсокартоном, но эффект будет слабее, прочность печи снизится, а ее мобильность вовсе пропадет.

Из-за малой общей теплоемкости теплоотдача печи после протопки не превышает 2-3 час. Металлическую печь нужно или все время топить, или выполнять в виде . И то, и другое – постоянный очаг огня. При установке печи в жилом помещении это дает круглосуточную опасность угара. Кроме того, металлическая печь во время работы может раскаляться докрасна, а это создает пожарную и травмоопасность. Поэтому МЧС самодельные металлические печи сертифицирует с большим скрипом и то, только предназначенные для установки в изолированные нежилые помещения.

Третий существенный недостаток металлических печей – небольшой, сравнительно с кирпичными, срок службы. Химически металл куда как менее стоек, чем керамика, а при высокой температуре он еще активнее реагирует со способными повредить его веществами. Срок службы печи из металла при регулярной топке редко превышает 20 лет; правда, это окупается уменьшением расходов на топливо и возможностью замены печи без ремонта здания.

О металле для печи

Как видим, именно физико-химические свойства металла для печи для печи во многом определяют ее качества. Будет печь приобретаться готовая или изготовляться самостоятельно, первейшее внимание следует обратить именно на него.

Суррогаты

В популярных источниках можно встретить описания печек из… алюминиевого молочного бидона. Но для более-менее приемлемого КПД печи необходимо дожигать дымовые газы. При этом развивается температура не менее 400 градусов Цельсия, а в печах, удовлетворяющих требованиям экологии, не менее 600. Температура плавления алюминия – 660 по Цельсию; температурный предел прочности – 140 для конструкционного алюминия и 160-210 для алюминиевых сплавов. На этом вопрос об алюминиевых печах можно считать закрытым.

Обычная сталь

Температурный предел прочности и стойкости обычных конструкционных сталей около при длительном воздействии около 400 градусов; при 2-х часовом 600. Сталь на печи идет толщиной от 4 мм. Но и в этом случае о регулярном пользовании говорить нельзя: в морозных краях, где нужна интенсивная топка, печка может прогореть до окончания зимы. Некоторое исключение представляют собой печи длительного горения, отдельные их конструкции позволяют избежать длительного нагрева корпуса печи свыше 600 градусов, а сильно раскаленные детали в них массивные и заменяемые. Такие печи чаще всего и делают своими руками; некоторые популярные конструкции будут описаны далее.

Жаропрочные стали

Металлические печи промышленного производства выполняются из жаропрочной и жаростойкой стали. Современные спецстали толщиной 1,5-3 мм позволяют получить срок службы печи до 20 и более лет, небольшой ее вес, а сочетание теплоемкости с теплопроводностью печных сталей при правильном конструктивном исполнении гарантирует высокий КПД, до 80%. Фирменные стальные печи в продажу идут сертифицированными по требованиям МЧС, по пожаро- и травмобезопасности вполне пригодны для дома. Их установка чаще всего возможна просто на пол и требует только подключения к дымоходу. В большинстве случаев снабжаются варочной поверхностью и маломощным водогрейным регистром ГВС.

Конструкция таких печей на первый взгляд доступна для повторения. Но, чтобы сделать подобную самому, даже располагая материалом, нужно владеть как минимум достаточно сложной технологией TIG/MIG сварки и дорогим оборудованием для нее. Попытки варить жаропрочную нержавейку кустарными способами бессмысленны : после переплавки под дугой сталь теряет свои качества и печка трескается по швам быстрее, чем прогорит жестяная буржуйка.

Тем не менее, сделать печь самостоятельно с использованием жаропрочных сталей вполне возможно , и это намного повысит ее надежность и долговечность. Речь идет о воздухораспределительных устройствах печей длительного горения типа «Слобожанки», подробнее см. далее. Дорогого материала потребуется немного, можно подобрать и обрезки. А соединения в данном случае можно выполнять на усах, заклепках или в фальц.

Чугун

Чугун в печи одновременно и металл, и не металл. От металла в нем остается невысокая стоимость и возможность аккуратно, не роняя и не ударяя, перемещать печку. С кирпичом чугун роднит не только хрупкость, но и малая для металла теплопроводность в сочетании с неплохой теплоемкостью. Именно чугунные печи могут греть после протопки до 3-х часов, но и прогреваются минут 40 как минимум.

Чугун на печи идет толщиной 6-25 мм. Тоньше нельзя, печка окажется слишком хрупкой. Но толще тоже нельзя, температурный коэффициент расширения (ТКР) у чугуна вполне металлический, и при «кирпичной» толщине стенок печь потрескается при протопке. Поэтому чугунные печи тяжелы, ставить их прямо на пол нельзя, нужно разобрать его настил до стяжки и нарастить ее до уровня пола. И «кирпичные» качества чугунной печи проявляются только при обогреве небольших, до 60 куб. м, помещений. В больших из-за малой теплопроводности стенок КПД печи будет ничтожным.

Чугун не дышит, как кирпич, но его химическая стойкость приближается к таковой керамики. Перерывов в топке и сырости воздуха чугун, как металл, не боится. Поэтому чугунные печи целесообразно использовать для обогрева хозяйственных помещений с нежной мелкой живностью: птичников, крольчатников, небольших теплиц.

Чугун, как известно, после отливки в заводских условиях кустарной механической обработке не подлежит. Все, что может сделать самодельщик с чугунной печкой – покрасить купленную . Покраска печей, кстати, тоже работа не из простых, см. далее.

Выбор схемы и типа

Что есть печь?

Раз уж речь дошла до печей как таковых, определимся, с чем же мы имеем дело; в классификации печей путаницы больше, чем ясности. Например, пламенную канальную печь считают печью с принудительной циркуляцией дымовых газов, а колпаковую – со свободной. Но какая в ней свобода дымовым газам, если уйти вверх им мешает свод колпака и тот же колпак, поглощая их тепло, заставляет их опуститься к дымоходу, расположенному внизу самым противоестественным образом? Единственное отопительно-варочное устройство с совершенно свободной циркуляцией – костер на земле.

С другой стороны, определение «принудительный» предполагает наличие наддува или дымососа, или того и другого. Наконец, использование тепла одного и того же источника в одном и том же устройстве в разное время возможно в разных целях. А источником тепла и его передатчиком куда следует не обязательно должно быть топливо и дымовые газы.

Поэтому печь мы определим как устройство, в котором поток тепла от компактного его источника направляется к приемнику тепловой энергии техническими средствами в пределах одного цельного устройства без использования отдельных линий теплопередачи. Под это определение подойдут и кухонный дровяной камелек, и плавильная электродуговая печь, и муфельная лабораторная, и походная солнечная.

Бытовые печи

Нас интересуют бытовые отопительно-варочные печи. Посмотрим на них сначала в общем, а затем учтем особенности нашего материала – металла. Основные схемы устройства бытовых печей показаны на рис.

Камерная

На левой поз. схема древнейшей печи как таковой – камерной. В ней дымовые газы от топки перепускаются в газовую камеру, где и догорают, за счет естественной циркуляции. Также естественным способом к горящему топливу подтекает наружный воздух. В сущности, это костер в пещере.

В современных промышленных камерных печах и специалисту трудно бывает узнать их первобытного предка, но с бытовыми проще, здесь топка с камерой дожигания объединены в один модуль – горнило. Для эффективного дожигания камера должна быть сводчатой. «Первобытные» камерные печи при некоторых усовершенствованиях могут быть весьма эффективными. Пример – дожившая до наших дней .

Канальная

На средней поз. – канальная печь. Дымовые газы, сначала догорая, а затем постепенно остывая, проходят по каналам между перегородками, отдавая тепло телу печи. Возможно, поэтому канальную печь и считают «принудительной», путь газов в ней организован физически. Пока такая печь внутри не прогреется хотя бы до 400 градусов, дожигания вовсе нет, а затем оно растягивается от топки до дымохода, и добиться тут КПД свыше 60% очень сложно.

Колпаковая

Справа – колпаковая печь. Дымовые газы в ней задерживаются под сводом колпака, пока не догорят, а затем вдоль его стенок опускаются вниз, отдавая остатки тепла. При растопке нужно для начала дожигания прогреть только небольшой участок свода колпака, поэтому колпаковая печь может обеспечить КПД свыше 70%

Применительно к металлу

Отношение теплопроводности металла к его теплоемкости в десятки раз выше, чем у кирпича. Поэтому металл – препаршивейший накопитель тепла. Поглощая его, он быстро нагревается до высокой температуры, а затем так же быстро остывает.

Но если точно учесть свойства материала, металлические отопительные печи можно сделать и по классическим схемам, причем добиться от них более высоких параметров, т.к. потери тепла на прогрев печи при протопке минимальны. А высокая связность металлической конструкции позволяет применить принципы сжигания топлива, для кирпичных печей или вовсе неосуществимые, или осуществимые с большим трудом. Основные схемы металлических бытовых печей приведены на рис.

Камерная

Металлическая камерная печь – на поз А. Узнаете? . Ее предки, комнатные печи, появились в начале XIX в, но отличались редкостной прожорливостью; впрочем, и топливо тогда стоило гроши. Разруха после революции в России заставила «бывших спецов» усовершенствовать буржуйку, тогда же она и получила свое название. Доработано было следующее:

• Для регулировки мощности по погоде в горнило встроили колосниковую решетку с поддувалом и его дверцей.
• Дымоход сделали невысоким, до 2,5-3 м от уровня колосниковой решетки.
• Диаметр дымохода взяли примерно 7-9 мм на 1 кВт тепловой мощности, в пересчете на современные единицы измерения.
• Начальный отрезок дымохода около 1-1,5 м сделали вертикальным и укутали теплоизоляцией.
• Далее следовал горизонтальный кусок дымохода – боров – длиной не менее 2,5 м, его вывели в форточку и нарастили обеспечивающим тягу вертикальным отрезком тоже в 1-1,5 м.

Роль свода горнила на минимальной топке играл первый вертикальный изолированный участок дымохода – газовый экономайзер, в нем догорали дымовые газы. На максимале пропускная способность дымохода оказывалась меньше, чем объем генерируемых в топке газов. В горниле при этом возникал вихрь, обеспечивающий основное дожигание, и печка становилась саморегулирующейся: газы уходили в трубу, только полностью догорев. Теплоотдача в комнату примерно на 25% обеспечивается нагретым телом печи и на 75% конвекцией от раскаленного борова. На выходе дымохода температура газов выше 100 градусов, поэтому выпадение конденсата (см. далее) исключено. Прочистка дымохода от сажи требуется не более 1 раза в год и не сложна, поскольку дымоход разборный. КПД печи – до 60% на сухих дровах или угле.

Канальная

Буржуйку несложно приспособить и под канальную схему , но сходство с кирпичной канальной печью остается только внешнее. Во-первых, из-за высокой теплопроводности металла от развитого лабиринта газоходов толку не будет, поэтому от него остается только одно горизонтальное колено. И роль его совсем иная: перегородка отделяет от топки камеру дожигания. Необходимый для него вторичный воздух поступает либо сквозь щели в конфорке на варочной поверхности, либо через отдельный воздушный дроссель-регулятор. Выход в дымоход – горизонтальный. Эти усовершенствования дали следующее:

1. КПД благодаря сосредоточенному в одном месте дожиганию вырос до 70-80%
2. Удельная по объему тепловая мощность печи выросла в 2-3 раза.
3. Печь не критична к величине тяги и вообще к параметрам дымохода, как обычная буржуйка: усилилась тяга, усилится горение в топке, но и разрежение в дожигателе. Вторичного воздуха в него пройдет больше и газы все равно догорят полностью.
4. Поскольку основное тепло генерируется в дожигателе, печь может работать в режиме как пламенного, так и длительного горения.
5. Теплопередача через тонкую металлическую перегородку от топки в дожигатель сразу же обеспечивает в нем температуру вспышки не догоревших газов, поэтому печь входит в режим практически мгновенно, что еще повышает ее КПД.
6. Раздельная регулировка подачи воздуха в топку и дожигатель позволяет настроить печь практически под любой вид твердого топлива.
7. Мощность печи можно регулировать не величиной загрузки топлива, а подачей воздуха. В буржуйке возможность регулировки мощности воздухом весьма ограничена, не более чем в 2-2,5 раза.
8. Температура варочной поверхности благодаря однородности термохимических процессов в дожигателе держится в пределах 250-300 градусов, что вполне подходяще для готовки.
9. Высокая интенсивность тепловыделения в печи позволяет организовать быстрый и равномерный прогрев помещения конвекцией.
10. На выходе в дымоход можно поставить теплообменник ГВС, не опасаясь ухудшения параметров печи и усиленного осаждения сажи.
11. На хорошем древесном топливе или угле прочистка дымохода требуется всего раз в 4-5 лет.

Современные отопительно-варочные бытовые печи малой (до 12-15 кВт) мощности почти все строятся именно по такой схеме. При самостоятельном изготовлении из жаропрочной стали нужно сделать дожигатель, в виде открытого сверху корыта (перегородка + боковые стенки). На корпус печи при этом пойдет обычная сталь от 4 мм, а на варочную плиту – чугун или сталь от 8 мм. Плиту нужно делать съемной, особенно стальную, т.к. от жара и термохимии в дожигателе она продержится год-два.

Длительного горения

Использование эффективной колпаковой схемы применительно к металлу заставило отказаться от пламени: никакой металлический колпак не поглотит, не перегревшись, столько тепла, сколько оно выделяет. Пришлось переводить печки в режим тления, это заодно позволило довести время теплоотдачи до 60-72 час от одной загрузки дров или до 20-30 суток (!) на угле. На печах длительного горения далее мы остановимся подробнее, а упрощенная, без системы подачи воздуха и технологических люков, схема такой показана на :

• Топливная масса 1 тлеет в тонком поверхностном слое 2, сюда же тем или иным способом подается воздух.
• В процессе тления заметную роль играет пиролиз, термическое разложение твердого топлива на горючие летучие компоненты.
• Сгорание летучих происходит в пространстве под крышкой печи («колпаке») 3, здесь выделяется до 60% тепла.
• Если необходимо получить КПД печи более 70%, ее снабжают газовой рубашкой 4, здесь дымовые газы догорают обычным способом. Необходимый для этого воздух подсасывается на перевале из топливной камеры в газовую рубашку.

Печи длительного горения при простой конструкции могут обеспечить КПД до 80% и более, а температура в любом их месте редко превышает 600 градусов. Поэтому самодельные печи из металла, кроме , большей частью выполняются по этой схеме. Принимаясь за такую конструкцию, нужно учесть следующее:

1. Хотя печи длительного горения работают на любом твердом топливе от опилок до угля, расчетные (или выверенные на опытной конструкции) параметры они покажут только на том топливе, под которое разработаны. К примеру, КВ на угле греют как и на дровах, до 3-х суток. Специальный угольный котел, тоже медленного горения, на том же количестве угля – до 20. А на дровах он работать вообще не способен.
2. Продуктами полного сгорания органического топлива являются углекислый газ и вода, независимо от степени его обводненности; этот процесс сродни образованию метаболической воды в живых организмах. Газы в дымоход печей длительного горения уходят сильно остывшими, т.к. КПД печи высок, а температура в топке невысока. Поэтому в дымоходе образуется обильный конденсат, весьма токсичный, и конструкция дымохода должна содержать в себе его сборник с возможностью слива.
3. Печи длительного горения не терпят влажного топлива; как известно, влажное не тлеет, сколько воздуха к нему ни подавай.
4. Догружать топливо в печь до полного прогорания предыдущей загрузки нельзя за одним исключением, см. далее. Открывать крышку или загрузочный люк недогоревшей печи смертельно опасно: пиролизные газы химически агрессивны и ядовиты!

Примечание: непосредственно над зоной тления корпус печи раскаляется докрасна, но это не препятствует изготовлению его из обычной стали. По мере выгорания раскаленный пояс смещается вниз и длительность воздействия на металл предельной температуры не превышает допустимых 3-х часов.

Корпус печи можно сделать из любой подходящей круглой стальной емкости, напр. из бочки. Но окружить его герметичной газовой рубашкой уже сложнее. В любом случае такая печка греет преимущественно излучением, что не очень хорошо. Выход – окружить корпус печи, на расстоянии 70-80 мм от него, водогрейным регистром ГВС в виде змеевика или кольцеобразного бака. Усилится конвекция и будет горячая вода в душ и на кухню. Нужно только предусмотреть накопительный бак емкостью примерно от 10 л/кВт, иначе система вскипит.

Масляно-пиролизная

Такой эффективный термохимический процесс как пиролиз не мог не получить самостоятельного развития у гораздых на эксперименты самодельщиков. У них же, как правило, образуются некоторые запасы бросовых тяжелых горючих жидкостей, напр. отработки. Так появилась на свет металлическая пиролизная , .

Масло горит в баке, куда через дроссель – регулятор мощности (он же – заправочное отверстие) подается первичный воздух. Горение слабое, оно нужно только для испарения топлива. Его пары поднимаются в пиролизную колонну – трубу с перфорированными стенками; в отверстия перфорации проходит вторичный воздух. В зону смешивания он поступает в избытке.

В зоне пиролиза колонны пары топлива горят, но тепло от этого большей частью расходуется на разложение топлива до легких летучих компонент, которые сгорают в зоне сгорания; здесь выделяется примерно 35% полезного тепла. Другие 35%, от ускользнувших от пиролиза тяжелых остатков, выделяются в дожигателе.

В дожигателе внутри находится неполная перегородка, горизонтальная или вертикальная. Зачем она? В зоне сгорания колонны вследствие избытка кислорода развивается высокая, до 1000 градусов, температура. При этом образуются эндотермические окислы азота. Они токсичны и на их образование уходит много энергии топлива.

При температуре выше 700 градусов окислы азота устойчивы и в зоне кислородного дожигания тяжелых радикалов останутся как были. Если дать им быстро остыть, они проскочат пик неустойчивости своей фазовой диаграммы и улетят в трубу, унося КПД печи. Чтобы оксиды азота распались сами, выделив потраченную на них энергию, их нужно задержать в зоне с температурой 450-600 градусов. Именно она и образуется за перегородкой перед выходом в дымоход. Почему? Там возникает вихрь.

Примечание: КПД печей на отработке толком никто не измерял. Известен только расход топлива на отопление стандартного гаража 4х7х2,2 м. Он равен 1,5-2,5 л/час.

Иногда гаражную буржуйку делают с круглым поддувалом диаметром по внешнему диаметру колонны масляной печки и ставят на высокие ножки. От масляной пиролизной печи оставляют бак с колонной, а самую колонну выполняют в виде дуги с горизонтальным выходом. Тогда, по мере накопления отработки, буржуйку используют как дожигатель пиролизной печи. Выход колонны вставляют в поддувало, и готова масляная буржуйка. Закончилась отработка – топим снова дровами/углем.

Примечание: дозаправлять печь на отработке в принципе можно, но опасно. Вообще эти печи – зажигательная бомба замедленного действия с запалом, установленным на неизвестный срок. Пожарными правилами их использование в быту запрещено и в широкую продажу они не поступают.

Об экранировании печей

Стальная печь в работе сильно нагревается и греет в значительной мере тепловым (инфракрасным, ИК) излучением. Для жилых помещений это нежелательно: в лицо пышет, а спина мерзнет. Их предпочтительно греть конвекцией. Кроме того, о раскаленную печку можно сильно обжечься.

Как превратить ИК в поток теплого воздуха? Очень просто: окружить печь с боков экраном из металлического листа на расстоянии 70-100 мм от печи и с таким же зазором от пола.

Можно встретить утверждения: мол, железный экран бесполезен, металл для ИК все равно что стекло. Во-первых, металл начинает пропускать электромагнитное излучение от рентгена и выше по частоте. Во-вторых, не как оконное, а как молочное стекло, частично и рассеянно. А для ИК любой металл непрозрачен, но отражает диффузно примерно их половину. На фото в ИК лист металла выглядит светло-серым.

Допустим, от печи на экран падает поток ИК единичной мощности. 0,5 его отразится обратно, а остальные 0,5 экран излучит в обе стороны, обратно и наружу. Итого наружу выйдет всего четверть. Это грубая схема, если экран сильно нагревается и его температура приближается к температуре печи, доля наружного излучения возрастает; до 1 при равенстве температур.

При расчете экрана его нужно согласовать с теплоемкостью и вязкостью воздуха, чтобы тепло между экраном и печью породило интенсивную конвекцию, а та остудила экран. При указанных выше размерах наружная температура экрана не превысит 70 градусов и теплоотдача конвекцией составит не менее 85% тепловой мощности печи.

Примечание: экран лучше делать раздвижным вширь, в виде 2-х Г-образных половин, и на отдельных ножках. Тогда, отодвигая/придвигая боковины, можно регулировать зазор между ним и печью сообразно режиму топки.

Внутренняя перегородка в печи экранировать будет плохо, т.к. температуры в топке и дожигателе близки. Но излучение вверх от варочной поверхности не опасно и конвекции не подавляет. Спереди экранировать просто нельзя: там дверцы и подход к печи. Осталось решить, что делать с излучением вниз от днища печи, нечего ему зря греть огнеопасный пол.

Эта проблема решается также без особых сложностей: зольник углубляем вниз от дверцы поддувала и выкладываем на сухую, без раствора, кирпичом. Можно засыпать кирпичным боем или песком, но тогда при выемке золы придется выгребать и выбрасывать засыпку. Если свести все эти способы в одно, получится схема экранирования, показанная на рис. выше.

Экранирование для бани

Удельная, на единицу объема помещения, мощность банных печей в 3-5 раз выше, чем комнатных, и стены нормальной бани деревянные, плохо проводящие тепло. Поэтому быстрый прогрев бани можно обеспечить только лишь конвекцией, с одной стороны. С другой – металлическая банная печка дает слишком жесткий жар все по той же причине, что не дышит. Исходя из этого, экран печи для бани делаем кирпичный; достаточно кладки в полкирпича на . Нужно только первый ряд выложить с промежутками для обеспечения конвекции, как показано на рис. справа.

Экранирование для дачи

Дачный домик тоже невелик, зимой пустует и греть его до банной температуры не нужно. Поэтому дачную печку можно, в принципе, экранировать, как банную. Но лучше не полениться, установить на чердаке накопительный бак ГВС, а печь для дачи окружить, как экраном, ее водогрейкой, см. рис. слева. Вода поглощает ИК полностью, и пока народ тянет к печке зазябшие на огороде руки, а потом уплетает бутерброды, на варочной поверхности вскипит чайник, а в баке накопится достаточно воды для душа.

Примечание: экранирование пода печи изнутри теплоемким материалом дает здесь дополнительное преимущество – под печку можно засунуть обувь на просушку, не боясь, что она пересохнет и потрескается.

Развитием идеи экрана-конвектора стало появление печей-калориферов. Они изначально конструируются так, чтобы возможно большая часть тепла превратилась в энергию движения нагретого воздушного потока. Для этого конвектор встраивают в топку или выполняют точно рассчитанный экран заодно с телом печи.

Известнейшая модель такого рода – или просто буллер (левая и средняя поз. на рис.) В РФ буллеры выпускаются по лицензии под маркой «Бренеран». Особенности буллера таковы:

• Булерьян – исключительно длительного горения. Пламенный режим является для нее аварийным, а все попытки приспособить буллеры к любому другому виду топлива пока были безуспешны.
• Топливно-режимная привередливость позволила подавать воздух в топку через один дроссель. Воздух в дожигатель поступает частично в смеси с дымовыми газами, частично через перфорированную перегородку между топкой и дожигателем.
• Хорошо продуманная конструкция и оптимальная конфигурация всей печи позволяют осуществлять регулировку мощности в широких пределах, в 10-12 раз.
• Округлая в разрезе топка и встроенный в нее на 2/3 вглубь конвектор из батарей труб обеспечивают мощную конвекцию (6 куб. м/мин на 1 кВт мощности топки) без существенного ухудшения КПД печи.
• Температура выходящего из батарей воздуха и наружной поверхности печи не превышает 70 градусов.
• При уменьшении мощности дросселем температура выходящего воздуха падает быстрее, чем его поток, т.е. на меньшей мощности буллер греет так же быстро, но слабее.

Длительность теплоотдачи булерьяна с одной полной загрузки топлива 8-12 час. Серийные буллеры выпускаются на мощность 10-200 кВт. КПД буллера около 60% Окружив печку экраном, его можно повысить до 66-67%, при этом температура наружной поверхности экрана будет около 55 градусов. Температура внутри буллера нигде не превышает 600 градусов, поэтому его вполне возможно изготовить самому из обычной стали, но делать с кондачка нельзя.

Секрет буллера – в точном внутреннем балансе тепла и воздуха. Отнять на конвекцию слишком мало тепла – печь даст мало горячего, пересушенного воздуха. Отнять много – топливо не прогорит как следует, образуется много золы, сажи, КПД печи упадет. Точно так же и с воздухом: конфигурация и соотношение размеров всех деталей печи обеспечивают автоматические перераспределение воздушных потоков внутри соответственно режиму горения. Но шаг вправо, шаг влево – опять зола, сажа, прожорливость и мало тепла.

Поэтому самому рассчитать буллер, руководствуясь начальными сведениями о теплотехнике, лучше и не пытаться. Можно повторить проверенную конструкцию, но точно выдерживая размеры, соблюдая инструкции и следуя спецификациям. Длина и конфигурация дымохода не критичны, но в нем необходим сборник конденсата, т.к. температура отходящих газов невысока.

Буллеры обычно применяются для отопления производственных помещений, в которых необходим равномерный по объему прогрев до комфортной или технологической температуры: теплиц, оранжерей, питомников теплолюбивых животных. Однако, установив буллер подходящей мощности в подвале, можно обеспечить воздушное отопление частного дома практически любой площади: большое количество сопел конвектора (от 7 до 23-25) позволяет организовать равномерную раздачу тепла по комнатам. Сопла батарей печи элементарно сопрягаются с воздуховодами из дешевого тонкостенного гофра, а устроить в доме систему воздушных каналов проще и дешевле, чем смонтировать трубы и регистры водяного отопления. Кроме того, отпадает необходимость в сложной, дорогой, энергозависимой и требующей ухода обвязке водяного котла.

В России от буллера отпочковалось немало сходных конструкций; одна из самых известных – линейка печей «Профессор Бутаков», правая поз. на рис. «Бутаковы» многотопливны, их КПД выше, чем у буллера, есть варочная поверхность, но здесь, в статье для самодельщиков, о них стоит упомянуть лишь вскользь: конструкция из спецстали рассчитана исключительно на промышленное производство. Кроме того, «Бутаковы» могут хорошо греть только 1 комнату: к выходу их батарей подключить воздуховоды очень сложно.

О воздушном отоплении

Воздушное отопление оптимально для индивидуальных домов в 1-2 этажа. Этажность дома стремительно пожирает его эффективность, поэтому оно вышло из обихода еще в тесных средневековых городах, хотя богатые усадьбы в древности отапливались именно воздухом.

Широкому его внедрению в частный сектор препятствует фактически только отсутствие узаконенных норм, правил, рекомендаций и методик инженерного расчета. Однако для самодельщиков с жилкой экспериментатора это плюс: раз не запрещено, значит, можно, лишь бы сам буллер был сертифицирован. Делай, как хочешь и умеешь, не боясь санкций: за что наказывать, если его в законе вовсе нет?

Медленные самоделки

Если в буржуйке и ее сородичах нет частей, грубое или небрежное изготовление которых совершенно испортило бы печь, то уже буллер дает пример того, что с печами длительного горения нужно поосторожнее. В них есть узлы, небольшая ошибка в исполнении которых сделает печь не только плохой, но и опасной. Поэтому на печках медленного горения остановимся подробнее; 2 популярных и 1 перспективная конструкции показаны на рис.

Поз. А – знаменитая бубафоня , самоделка на основе латвийского сланцевого котла Stropuva. Она относится к печам с закрытой зоной тления, поэтому ее КПД под 70%, а с газовой рубашкой свыше 75%. Воздух сквозь гнет-«блин» подается в центр зоны горения. Повышенный КПД обусловлен тем, что пиролизные газы догорают еще под гнетом, поэтому он должен быть или из спецстали, или толстым, 8-12 мм. Вторая особенность как следствие закрытого горения – бубафоню в крайнем случае можно догружать на ходу. Вонью шибанет, но не отравишься.

Удельная мощность бубафони около 0,3 кВт на 1 куб. дм топлива, что неплохо. Но самое топливо – опилки, стружка, мелкий горючий мусор, причем сухой. На дровах и угле КПД резко падает: длительность теплоотдачи остается такой же, 6-8, до 12 час. «Кормить» бубафоню качественным высокоэнергоемким топливом можно, если не полениться и сделать «блин» с изогнутыми профилированными лопастями. Это также увеличит возможность догрузки: проворот гнета при подъеме/опускании не собьет горения и повторного розжига печи не потребуется.

На поз. Б1-Б3 не менее популярная печь открытого горения «Слобожанка» . Ее конструкция элементарна, к размерам и пропорциям не критична, от кастрюли до бочки. Печь может работать на бросовом топливе, дровах, угле, трофобрикетах. Конкурировать в бубафоней «Слобожанке» мешают 3 обстоятельства:

1. Догрузка на ходу невозможна, снимать крышку в недогоревшей печи смертельно опасно.
2. Вследствие открытого горения удельная тепловая мощность в 2-3 раза ниже, чем в печах с закрытой зоной горения.
3. Воздухораспределительная шахта из обычной стали толщиной 6 мм при регулярной интенсивной топке прогорает до окончания отопительного сезона, а корпус из 3 мм стали служит 2-3 года вследствие активной химической коррозии в газовой подушке.

Увеличить долговечность и удельную мощность «Слобожанки» можно, сделав жаровой корпус из спецстали. Воздухораспределителей делают несколько прямо в стенках корпуса (его развертка на поз. Б2). Но тогда приходится окружать печь воздушной рубашкой с перегородками да еще и делать кольцевое поддувало, поз. Б3. Для самодельщика такая конструкция слишком сложна, а в производстве нерентабельна. Поэтому «Слобожанки» выпускают лишь мелкими сериями мелкие же фирмы, а кое-каким спросом они пользуются только в южных регионах как печи для эпизодического отопления подсобных помещений.

Примечание: для печей с газовой рубашкой сборник конденсата придется заглубить в пол, а накопившийся выкачивать, т.к. в печах с газовой рубашкой выход в дымоход нижний.

На поз. В – схема печи, когда-то выпускавшейся советской военной промышленностью для обогрева казарм малых удаленных гарнизонов. Обладала высокой удельной мощностью; печка размером с бочку грела помещение в 150-160 кв. м. с потолком 4 м. Всеядна, в ней горело все, от сучанского антрацита до свежих бытовых отходов. Догрузка – на ходу без ограничений: грибок на воздуховоде/воздухораспределителе не давал свежей порции топлива похоронить зону тления, а сквозь массу топлива выходили уже полностью догоревшие газы. Из жаропрочной стали был сделан только перфорированный конус, соединением в фальц.

Ныне эта печь, похоже, забыта. Вероятная причина – громоздкость и неэстетичность всей системы. В штатную ее комплектацию помимо печи входили 3 секции по 2 м газовоздушных теплообменных регистров, каждый в виде оребренного пучка из 5 двухдюймовых тонкостенных труб. Попытки заменить их буржуечным дымоходом приводили к тому, что боров раскалялся до оранжевого, а печь начинала «плеваться» газом из-под крышки.

Установка металлической печи

Прежде чем браться за любую печь, нужно определиться с местом ее установки. Первое правило при этом, если печь конвекционная, ее можно ставить где угодно. Если же печка греет преимущественно излучением, ее нужно ставить подальше от наружных стен , иначе поднявшийся температурный градиент между помещением и улицей приведет к большим теплопотерям и съест добрую долю КПД печи.

Далее, прикидываем вес печи, приходящийся на единицу площади ее проекции на пол. Если весовая нагрузка не превышает 150 кг/кв. м, то все ОК, печку можно ставить прямо на пол. Если нагрузка в пределах 150-400 кг/кв. м, настил пола придется разобрать и ставить печь на стяжку. Установка металлических печей, как правило, разбора настила пола и устройства фундамента не требует. В хозяйственных помещениях с земляным или любым другим полом без стяжки под печь нужно положить железобетонную плиту толщиной не менее 7 см. Вынос плиты за пределы контура проекции печи не менее 0,6 м во все стороны.

От стен бетонных или покрытых огнеупорной штукатуркой на вермикулите печь должна отстоять не менее чем на 0,6 м. От обычных оштукатуренных стен без обоев – не менее чем на 0,8 м. Если декоративная отделка стены любая горючая или способна разлагаться при нагреве (краска, пластик, обои), печь к ней нельзя придвигать ближе 1,2 м. Использование стационарных металлических печей для отопления деревянных строений правилами пожарной безопасности допускается в исключительных случаях по особому разрешению.

Теперь, если печь заводская и в доме предусмотрен дымоход, остается положить тепло- и пожарную изоляцию (см. ниже), подключить печь к дымоходу и, не производя ни малейшей топки, вызвать пожарного инспектора для освидетельствования. Оно, как правило, ограничивается мелкими замечаниями, и после уплаты госпоборов разрешение на эксплуатацию печи выдается. Обойдется вся эта процедура примерно в $150 и около месяца времени.

Если дымохода нет, его отдельно, до установки печи, нужно сделать и узаконить у пожарников и в СЭС. В случае с фирменной покупной печью это проще: к спецификации на хорошую печь обязательно прилагаются и ТУ на дымоход к ней. Выполнив его по требованиям, можно смело идти к пожарникам: после освидетельствования и уплаты чего следует в казну нужные бумаги будут выданы. С «левым» дымоходом дело хуже, для его строительства нужен утвержденный проект. Бесплатно проконсультируют, где его заказать и что в нем должно быть, в местном филиале ВНИИ ПО (ВНИИ Пожарной Охраны МЧС). Плохо тут то, что филиалы или отделения ВНИИ ПО есть только в довольно больших городах (от 150 тыс. примерно), а онлайновых консультаций они не дают.

И совсем плохо получается, если печка полностью самодельная: ее для узаконивания придется сначала сертифицировать в том же ВНИИ ПО. Причем с печами длительного горения, любыми на жидком топливе и газовыми туда можно и не соваться: они сертифицируются только заводские. Закона о наказаниях за самодельные печи нет, так что за «левую» не оштрафуют. Но, если имущество застраховано, то одно лишь наличие такой печи, хоть бы она вдали в кладовке холодная валялась, делает случай не страховым. А буде какое-то «вдруг что» причинило ущерб соседям, то лучше сразу расплатиться полюбовно, в суде крыть нечем будет.

Наконец, если все эти перипетии пройдены, кладем изоляцию: не менее 4 мм асбеста или базальтового картона, а на него лист железа толщиной от 1,5 мм. Вынос изоляции за контур печи не менее 50 мм по бокам и сзади и не менее 300 мм перед топкой. Если печь экранирована, вынос считается от контура экрана. Теперь к пожарникам, как уже сказано, и, по устранении указанных инспектором недостатков и выдаче разрешения можно топить.

Чертежи для примера

Комнатную буржуйку и буллер, вообще говоря, проще купить. Поэтому для примера даем чертежи 2-х востребованных конструкций: малой банной буржуйки, на 40-50 куб. м помещения, с водогрейкой, и гаражной печи на отработке. Для буржуйки нужен стальной или алюминиевый накопительный водяной бак от 100 л без теплоизоляции, а для масляной печи – дымоход от 4,5 м высоты со сборником конденсата. Материал и там, и там – обычная сталь 4 мм.

Видео: пример самостоятельного изготовления банной печки из металла

О печах-каминах

Для печи-камина эстетика важнее теплотехники. Применительно к металлической – лучше всего купить готовую каминную топку, а творческие способности применить в дизайнерском плане. В продаже имеются специальные камин-кассеты, или каминокассеты, см. рис. справа. От обычной топки они отличаются встроенными дымосборником и дожигателем. Каминокассета стоит дороже простой топки, но это окупается упрощенными требованиями к дымоходу, а оребрение на дожигателе позволяет устроить воздушное отопление комнаты. Встраивать камин-кассету можно куда угодно, ее внешняя поверхность нагревается не выше 70 градусов. Оформления в МЧС не требуется.

Чем красить печь?

Голый металл плохо смотрится даже в гараже или сарае и более, чем крашеный, подвержен коррозии. Но обычная краска для печи не подойдет, она держит не более 140-160 градусов. Итак, чем покрасить металлическую печь?

Для покраски горячих поверхностей пригодны эмали кремнийорганические и органосиликатные. Кто знает, что кремний по-латыни silicium, не удивляйтесь. В кремнийорганических соединениях атомы водорода (а не углерода, как часто неверно думают) частично или полностью замещены кремнием. А в органосиликатах кремнийсодержащий наполнитель замешан на органическом связующем, которое при высыхании испаряется.

Кремнийорганические эмали жаростойки до 800 градусов Цельсия в течение 5-12 час, но стоят дороже, чем органосиликатные, примерно 180 руб./кг против 150. Жаростойкость органосиликатов 250-350 градусов. С учетом того, что расход на единицу площади кремнийорганики больше, а сама она тяжелее, стоимость готового покрытия примерно вдвое выше. На скол, по прибору УП-1, органосиликаты прочнее кремнийорганики также примерно вдвое.

Исходя из этого, собственно печь лучше красить кремнийорганикой, а ее экран – органосиликатами. По химической стойкости они равноценны. Качество и цена у зарубежных и отечественных производителей различаются мало. Из отечественных хорошо зарекомендовали себя «Церта» и КО-828; из зарубежных – норвежские Jotun.

Как красить

Термостойкие эмали по металлу наносятся только на чистую обезжиренную поверхность из пульверизатора в теплом сухом помещении. Красить кистью и валиком нельзя. Наносят обязательно в 2 слоя; второй после полного высыхания предыдущего. По спецификациям на эмали их можно наносить и в морском тумане при минусовой температуре, но только в электростатическом поле на специальном оборудовании. До 3-й степени (без заметного отлипа) эмали высыхают за 20 мин – 3 час, но для полной готовности держать жар изделие нужно выдержать не менее 7 суток. Ускорять сушку феном или подтопкой печи недопустимо, покрытие отслоится.

С чего начать?

Так какую же печку лучше делать первой? Без сомнения – комнатную буржуйку с дожигателем и варочной поверхностью . Вдруг пропадет электричество, закончится газ или уголь, а подвоза не будет, она всегда выручит. Дома она не займет много места в кладовке, а на даче может быть и стационарной. Потом, по мере потребности, та же буржуйка без особых сложностей обрастет усовершенствованиями.

Что касается простых на первый взгляд печей длительного горения, то они высокоэффективны как раз потому, что их теплотехника с термохимией весьма сложны. Приниматься за печь-долгогрейку следует, только набравшись опыта.

Вывод: где металл хорош

В быту металлические печи используются более как альтернативные аварийные источники тепла. Вторая обширная область их применения – периодический обогрев подсобных и хозяйственных помещений, в т.ч. дачных домиков. Для постоянного обогрева производственных помещений оптимальны печи-калориферы.

7 Май 2014 Алексей

История появления данного агрегата свидетельствует о том, что у каждого народа она имеет свою конструкцию и сферу применения. Но общее у всех – это топочная камера, дымоход, задвижка в трубе и зольник.

Что касается использования, то в зависимости от этого различают несколько видов и среди них печи для дома сделанные из металла.

Их назначение – обогрев помещения или приготовление пищи, возможно, и совмещение данных функций в одном агрегате. Как выбрать подходящую модель и на что обращать внимание в первую очередь? Эти вопросы актуальны для всех, поэтому их рассмотрение и вынесено в отдельную тему.

Знакомство с оборудованием

Очаг способен не только обогреть жилище, но и сделать его по-особенному уютным. Но старинные недостаточно эффективны, они отапливают только одну комнату, в которой располагаются и для ее прогревания потребуется несколько часов.

И совсем другое дело металлические образцы, которые в течение получаса способны отопить помещение, имеющее значительную площадь. Такая печь может применяться в качестве резервного или дополнительного источника тепла и при необходимости легко демонтируется и переносится на другое место.

Металлическая печь для дома относится к агрегатам длительного горения и может работать в течение нескольких часов без дополнительного расхода топлива. Подразделяется она в зависимости от материала изготовления на:

• Стальные
• Чугунные

А в зависимости от назначения могут быть только отопительными или отопительно-варочными.

Металлическая и кирпичная конструкция – отличия и общие характеристики

Какую печь выбрать для обогрева дома? Еще пару десятков лет назад альтернативы кирпичным моделям не было. Но такое оборудование имеет большой вес и габариты, поэтому для его установки требуется проведение ряда мероприятий.

Самым главным является обустройство фундамента. Его заглубление и мощность зависят от модели печи. Работы по его созданию выполняют до возведения стен дома. Несоблюдение правил может привести к появлению трещин, как на дымоходной трубе, так и самой печи.

Смотрим видео, почему отдаем предпочтение металлическим печам:

Но в то же время само оборудование обладает хорошей теплоемкостью и может длительное время поддерживать комфортную температуру. Однако она прогревается достаточно долго и к тому же устанавливается по центру здания, тем самым сокращая свободное пространство.

В доме металлическую печь чаще всего устанавливают в помещениях с большой площадью, ведь ежечасно они выделяют до 500 Вт тепла. Поэтому даже в самые сильные морозы протапливают их не более 2 раз в сутки.

Но как быть тем, чей дом уже построен, а частые перебои с электричеством и отсутствие газовой магистрали не позволяют поддерживать в нем постоянно комфортную температуру. Выходом из этой ситуации стане приобретение металлической печи для дома.

Она очень быстро разогревается и способна быстро создавать комфортные условия в помещении. Естественно ее мощности хватает только на одну комнату, но она очень быстро собирается, а дымовая труба может быть выведена непосредственно в форточку.

Конечно, данные агрегаты имеют низкий КПД, но современные модели оборудуют специальными аккумуляторами тепла, способны в пролонгированном режиме поддерживать в помещении комфортную температуру. Есть среди них модели длительного горения, в них дрова тлеют в течение длительного периода времени, позволяя протапливать не более двух раз в сутки.

При выборе ориентируемся на основные характеристики

Решая вопрос с отоплением частного дома, следует обращать внимание не только на особенности печи, но и потребности людей в нем проживающих. Среди всего разнообразия отопительного оборудования заслуживают внимания несколько разновидностей:

1. Отопительные
2. Отопительно-варочные
3. Хозяйственно-бытовые
4. Специального назначения

Ориентируясь на них, и выбирается металлическая печь для дома. Например, у первых главной функцией считается обогрев помещения, вторые могут использоваться для приготовления пищи, а третьи устанавливаются не только в жилых, но и подсобных помещениях, банях, гаражах теплицах. Зная эти особенности легко сделать выбор в пользу одной из моделей.

Если требуется обогрев помещения для дачного домика, то самым важным параметром является показатель, насколько быстро сработает выбранная печь. С такой задачей с успехом справится металлический агрегат. Он нагревается очень быстро, а значит, в кратчайшие сроки в вашем доме станет тепло и уютно.

Если печь нужна не только для отопления, но и приготовления пищи, то выбирайте отопительно-варочную модель. При этом следует заранее определить необходимую мощность и рассчитать теплоотдачу. Обычно расчет сопоставляется не только с размерами помещения, но и самыми низкими температурами для данной местности.

Принимают в расчет и момент, как расположение элементов оборудования. У каждой модели они обладают различными характеристиками, что играет важную роль при выборе.

Известные производители, обзор их продукции

Итак, что же предлагает нам рынок? Ассортимент отопительной техники достаточно широк, он подразделяется на зарубежную дорогую и качественную технику, а также на местное оборудование, имеющее невысокую цену и средние характеристики. Что выбрать, зависит от достатка и требований. Мы же рассмотрим три наиболее часто предлагаемые марки отечественной продукции.

Смотрим видео, отзывы потребителей о продукции Бренеран:

Печи Бренеран представляют собой цилиндрическую емкость, опоясанную трубами большого диаметра. Они способны работать длительные период времени от одной закладки дров. Диаметр труб на выходе позволяет оборудовать их воздуховодами для подачи тепла в соседние помещения.

Сложность эксплуатации такого оборудования связана с большими потерями тепла при отоплении нескольких помещений.

Еще одним недостатком печи является непродуманность ее конструкции. Расположение патрубка и тройника с дымовой трубой на задней стенке агрегата приводит к появлению в помещении неприятного запаха, от стекающего в стакан с заглушкой конденсата и других веществ. Поэтому необходима принудительная вытяжка или установка в специально оборудованном месте.

К достоинствам печей Бренеран можно отнести большое разнообразие типоразмеров для любых объемов помещений.

Еще одна марка – печи профессор Бутаков. Внешне они более эффектны, чем Бренеран, но по времени работы несколько уступают. На них можно разогревать пищу, но только не в режиме тления, иначе придется очень долго дожидаться обеда.

Боковые стенки данных моделей печи могут сильно разогреваться из-за повышенной тепловой нагрузки. Поэтому их установка не допускается в непосредственной близости к легковоспламеняющимся поверхностям. К тому же данный недостаток значительно сокращает срок работы оборудования.

Смотрим видео, обзор печей Бутакова:

Линейка печей профессор Бутаков представлена различными типоразмерами, что позволяет подобрать модель для конкретной площади помещения. К недостаткам оборудования стоит отнести нестандартный диаметр дымохода, что сопряжено с необходимостью его подключения с применением переходных элементов и соответственно увеличивает стоимость.

Эти печи относятся к агрегатам медленного горения и имеют низкую температуру отходящих газов. Такая особенность приводит к быстрому нарастанию копоти, а значит к частым чисткам трубы.

Расположение агрегата допускается не ближе, чем на 0,5 м от стены, а значит, для ее установки потребуется значительная площадь.

Заключение

Выбор отопительного оборудования требует грамотного подхода. Но один факт остается неизменным на протяжении многих лет. Какими бы преимуществами не пользовались агрегаты, работающие на газе или электричестве, они не являются автономными и это их самый большой недостаток.

Поэтому только металлические или кирпичные печи на отработке капельного типа или дровяные помогут создать комфортную обстановку в доме, не зависимо от подключения его к централизованным инженерным системам. И в этом их главное преимущество.

Печь камин Мета Москва 9

Печь-камин АНГАРА 12 с плитой

Печь-камин АНГАРА

Печь-камин РЕЙН

Печь-камин La Nordica ISETTA CON CERCHI

Печь-камин La Nordica FULVIA LIBERTY

Печь-камин La Nordica FIAMMETTA

В наш век высоких технологий и новых технических решений пересматриваются концепции многих традиционных отопительных устройств, пришедших к нам из прошлого. Эти изменения затронули и печи, работающие на дровах. Казалось бы, простейшее изделие из кирпича или металла, что там еще можно придумать? Оказалось, - можно. Особенно видоизменились такие привычные для нас «буржуйки» как внешне, так и внутренне. Теперь это - современные отопительные печи на дровах, пользующиеся большой популярностью в силу своей невысокой стоимости.

Обновления стальных печей на дровах

Самодельные «буржуйки» сейчас можно встретить разве что у кого-то в гараже либо в другом подсобном помещении. Эти самые простые печки прямого горения сжигали дрова со страшной скоростью, выбрасывая основное количество тепла в дымоход. По этой причине люди, пользующиеся «буржуйками», старались сделать горизонтальный участок дымоходной трубы как можно длиннее, пропуская его через все помещение. Цель – отобрать максимум тепла у продуктов горения, что вылетают из печки на дровах с температурой 400-500ºС.

Сейчас каждая современная печь для отопления частного дома мало напоминает «буржуйку», так как снабжена декоративным защитным кожухом с отверстиями для воздуха либо же корпус камеры сгорания окружен трубами воздуховодов. Тому есть причины, первая – высокая температура поверхности делает отопитель опасным для жилых помещений, где постоянно находятся люди и дети, которые могут случайно получить ожоги. Кроме того, раскаленная металлическая поверхность выдает мощный тепловой поток, превышающий норму. Кожух принимает жесткое излучение на себя и, нагреваясь, передает тепло воздуху комнаты.

В связи с внедрением новых технических решений конструкции дровяных печей тоже изменились. Вкратце изменения заключаются в следующем:

• Поступление свежего воздуха для горения в топку стало регулируемым.
• Над камерой сгорания устроено несколько перегородок, из-за чего дымовые газы уже не могут вылететь прямиком в трубу. Сначала они отдают свою теплоту, совершая несколько ходов внутри отопителя и огибая эти перегородки.
• Для увеличения срока службы своих изделий многие производители футеруют топки стальных печей огнеупорным кирпичом.
• Организовано дожигание выделяющихся пиролизных газов.
• Установлена варочная поверхность из стали или чугуна.
• В некоторых моделях установлены теплообменники для нагрева воды на нужды ГВС.
• Реализовано инновационное решение – простая дровяная печка вырабатывает электроэнергию.

Обзор разновидностей печей

На данный момент существуют 2 основных разновидности отопительных дровяных печей из металла:

• классические, прямого сжигания;
• отопительные устройства длительного горения.

В устройствах первого типа топливо уже не сгорает так быстро, как в «буржуйке», поскольку к нему ограничен доступ свежего воздуха, а газы интенсивно отдают тепло металлическим стенкам. Примером может служить стальная печь на дровах для бани.

Красными стрелками на схеме показаны дымовые газы, делающие дополнительный ход прежде, чем уйти в дымоходный канал. В результате их температура на выходе редко достигает 200ºС, а в некоторых агрегатах до трубы можно даже прикоснуться рукой прямо во время работы. Это говорит о том, что основная масса тепловой энергии, выделяющаяся при сжигании твердых видов топлива, остается в помещении, а КПД отопителей достигает 70%.

Как и в современных пиролизных , в некоторых моделях печей организовано медленное сжигание дров при недостаточном количестве кислорода. Вследствие этого образуется пиролизный газ, дожигаемый с помощью точечной подачи воздуха в верхнюю зону камеры сгорания. Ниже показана дровяная газогенераторная печь.

В верхней зоне камеры сгорания располагается инжектор, что обеспечивает подачу вторичного воздуха, в результате трубы – воздуховоды равномерно прогреваются сверху донизу. Воздух поступает в них сквозь нижние отверстия, проходит по изогнутым трубам, нагреваясь в топке, и выходит в пространство комнаты. При этом сгорание дров происходит медленно, одной загрузки может хватить на 6-8 часов непрерывной работы. Соответственно, требования к качеству топлива достаточно высоки, дрова могут применяться с влажностью не выше 25%, иначе процесс пиролиза проходить не будет.

По сути, модернизированные стальные печи по своей конструкции и дополнительным функциям мало чем отличаются от котлов. Разница лишь в том, что печка для обогрева помещений использует явление конвекции, нагревая воздух, а не воду. Тем не менее уже появилась дровяная отопительная печь с водяным контуром, который можно присоединить к системе ГВС либо организовать небольшое водяное отопление дома.

Это не традиционная водяная рубашка, как в котлах, здесь вода в баке подогревается от задней стенки камеры сгорания. Кроме того, наверху изделия устроена варочная поверхность для приготовления пищи. Для более полной теплоотдачи под варочной панелью установлена перегородка и дымовым газам приходится огибать ее, делая второй дополнительный ход.

Стальные печи новой разработки

Заслуживает особого внимания агрегат, который, как и колпаковая отопительная печь для дачи из кирпича, использует принцип свободного конвективного движения дымовых газов по каналам, вплоть до самого дымохода.

Такая печь более эффективна по сравнению со своими «собратьями», вместо варочной поверхности в нем сконструирована духовка открытого типа, находящаяся прямо над колпаком. Даже при потухшей топке еда, оставленная в нише духовки, долгое время не остынет. Ну и дверца главной топки, через которую производится загрузка дров, открывается на 140º и снабжена большим огнеупорным стеклом и напоминает отопительный камин.

Представляет немалый интерес линейка портативных агрегатов прямого сжигания российского производителя ТЕРМОФОР. Один из них - малогабаритная дровяная отопительно-варочная печь Золушка. При своих скромных размерах 465 х 300 х 460 мм и массе 27 кг она имеет тепловую мощность 4 кВт и может обогревать комнату объемом до 50 м2. Этот отопитель смело можно причислить к переносным и пользоваться практически в любых условиях, хотя его примечательный внешний вид позволяет поместить печь в жилом доме.

Другое оригинальное изделие из той же линейки - отопительно-варочная печь на дровах Индигирка. Если вы никогда не заряжали свой сотовый телефон от дровяной печки, то Индигирка вам в помощь. В нее встроен блок – генератор электричества, что буквально сразу после растопки вырабатывает напряжение 12 В и обладает мощностью до 75 Вт.

Печь Индигидка

Некогда простые дровяные печи для дачи или гаража благодаря своим обновлениям превратились в серьезные отопительные агрегаты, применяемые для обогрева жилых, да и любых других помещений. При этом они остались весьма привлекательными благодаря невысокой стоимости и небольшому объему монтажных работ по их установке.