Металлическая печь своими руками: печь для дома из металла, самодельные печки из железа

Печи из металла пользуются большей популярностью, чем кирпичные. Объясняется это их доступной стоимостью, высоким КПД, прочностью и небольшим весом. Но у них имеется и немало недостатков. Можно построить для дома печь из металла своими руками.

Содержание:

• Плюсы и минусы металлических печей
• Выбор металла
• Классификация печных агрегатов
• Особенности печей из металла
• Изготовление агрегата для бани

Плюсы и минусы металлических печей

Металл относится к прочным материалам, но он одновременно пластичен и податлив, что позволяет придать ему почти любую конструкцию. Он способен выдержать высокие нагрузки и перепады температур. Имеется немало методов обработки металлов, поэтому при изготовлении печей можно применять различные технологии.

Так как главным конкурентом металлических агрегатов на рынке отопительного оборудования являются кирпичные конструкции, сравнение технических характеристик будет между ними. Например, КПД печей из кирпича составляет около 70%. Что касается металлических изделий, то этот показатель у них достигает 83%, при этом они весят намного меньше и более доступные по цене.

Еще одним важным преимуществом печи для дома из металла считается цельность конструкции, поэтому ее можно без проблем перемещать и перевозить. С крупными сооружениями из кирпича это сделать невозможно.

По причине незначительного веса металлическим агрегатам не требуется обустройство отдельного прочного фундамента, а установка заключается только в возведении дымохода. В неотопительный период мобильное железное изделие можно переместить в подсобку или сарай и тем самым освободить пространство в помещении.

Металл, используемый в качестве материала изготовления агрегата, отличается высокой теплопроводностью, в результате чего он быстро нагревается, но и остывает аналогично. Такой обогрев способствует повышению КПД. В кирпичных печах сначала следует подождать, когда начнется внутренний теплообмен, а до этого в процессе протопки все полученное тепло уходит в дымоход.

Почти все преимущества металлических агрегатов основаны на особенностях этого материала – он достаточно плотный, не пористый, под воздействием конденсата не отсыревает как кирпичи. Им не опасны длительные перерывы в работе, они не нуждаются после простоев в разгонной протопке.

Металлические отопительные приборы легче сертифицировать и на них проще оформить разрешение в пожарной инспекции, что позволит сэкономить и деньги, и время. В продаже встречаются модели, которым вообще не требуется согласование, а только установка автономного дымохода.

Но у металлических агрегатов имеются и недостатки:

1. Они не «дышат», так как в отличие от кирпича металл не пористый материал. Кирпичная печь при остывании поглощает из воздуха влагу, а при нагревании отдает ее. В результате в помещении создается постоянный баланс влажности, обеспечивающий ощущение комфорта. Иногда металлические агрегаты облицовывают кирпичом, чтобы добиться аналогичного эффекта, но он получается не таким результативным, а конструкция теряет легкость и мобильность.
2. Как уже говорилось, металл быстро нагревается и остывает, поэтому для поддержания тепла в доме, печку из него приходится топить постоянно, а иначе она через несколько часов полностью остынет. Решить данную проблему можно путем изготовления металлического агрегата длительного горения. Но в любом случае он является постоянным очагом, создающим риск возникновения пожара и угара, и по этой причине его нельзя надолго оставлять без присмотра.
3. Основной минус металлических печей заключается в их пожароопасности. У них стенки при нагреве раскаляются до такой степени, что могут спровоцировать воспламенение предметов, отделочных материалов, напольного покрытия, расположенных в непосредственной близости от огня. Поэтому в МЧС не просто получить разрешение на использование железного агрегата в жилой постройке – для него придется обустроить отдельную котельную.
4. Срок эксплуатации печки из металла для дома составляет до 20 лет. При частой эксплуатации даже толстый металл выгорает, в результате чего стенки изделия становятся тоньше. Но всего за десятилетие работы печь полностью окупает свою стоимость за счет сокращения расходов на топливо и возможности заменить агрегат без ремонта и перепланировки помещений.

Выбор металла

Технические характеристики будущего отопительного устройства во многом зависят от выбранного для него металла, что отражается на себестоимости работы и сложности ее выполнения.

Для создания агрегатов используют:

1. Суррогаты. К ним относятся, например, алюминиевые бидоны для молока. Но их использование нельзя назвать самым лучшим вариантом. Причина в том, что обеспечить высокий КПД может дожигание отработанных газов, во время которого температура достигает минимум 400 градусов, а при эксплуатации экологичной печки она поднимается до 600 градусов. Но при 660 градусах алюминий плавится. Это означает, что из бидона долговечная печь не получится.
2. Обычную конструкционную сталь. Характеризуется пределом прочности до 400 градусов (свыше 2-х часов) и 600 градусов (до 2-х часов). Для печей подходит исключительно толстая сталь – минимум 4 миллиметра. Но частое использование подобного агрегата невозможно, поскольку он всего за одну зиму прогорит.
3. Жаропрочную сталь. Из нее изготавливают заводские печи, задействуя спецсталь толщиной 1,5 - 3 миллиметра. Служат данные конструкции до 20 - 30 лет. Они компактны, имеют небольшой вес и высокий КПД. Заводские агрегаты обычно сертифицированы соответствующими службами, их можно монтировать в жилых постройках. Сверху у них бывают маломощные водогрейные регистры или варочные поверхности. Изготовить из жаропрочной стали своими руками металлическую печь вполне возможно, поскольку сборка отдельных моделей не нуждается в капитальной сварке, а соединения выполняют иначе, например, при помощи стальных заклепок. Примером такого прибора является изделие «Слобожанка».
4. Чугун. Железо с примесью углерода характеризуется незначительной величиной теплопроводности и тем самым хорошо удерживает тепло внутри печи. Прогревается чугунный агрегат быстро, а после протопки еще в течение 3 – 4 часов продолжает обеспечивать обогрев. Его используют для теплоснабжения помещений площадью до 60 «квадратов». Для изготовления печей подойдет чугун толщиной 6 –25 миллиметров. Более тонкий сплав отличается повышенной хрупкостью, а слишком толстый при первой же растопке может треснуть. По причине значительного веса чугунные печи нельзя устанавливать непосредственно на пол, а поэтому приходится обустраивать бетонную стяжку. Для этого разбирают пол и заливают бетонную площадку нужной высоты. Сделать печь из чугуна самостоятельно не получится, так как в кустарных условиях его невозможно обработать. Используют такие агрегаты для обогрева хозпомещений или теплиц.

Классификация печных агрегатов

Чаще всего самодельные печки делают с варочными поверхностями.

Согласно особенностям устройства их делают:

• камерными;
• канальными;
• колпаковыми.

В камерных печках топочные газы поступают в специальную камеру и там за счет естественной циркуляции полностью сгорают. Их конструкция создает подобие горения обычного костра в замкнутом пространстве. В бытовых моделях топочный отсек соединяют с дожигательным в единый модуль, называемый горнилом. Его сводчатая форма обеспечивает полный дожиг топлива. Примером подобной конструкции можно назвать классическую русскую печь.

В канальном агрегате топочные газы сначала догорают, потом постепенно остывают и перемещаются по каналам, находящимся между перегородками. При передвижении они отдают тепло печному корпусу. Внутри догорание отсутствует до тех пор, пока температура в топочном отделении не достигнет 400 градусов. КПД этих приборов не превышает 60%.

В колпаковой печи продукты горения движутся к своду особого колпака и там задерживаются, полностью догорая. Затем газы опускаются к низу и отдают тепло корпусу. Для растопки такого агрегата достаточно прогреть только небольшую зону колпака. Его КПД может составить 75%.

Особенности печей из металла

От металла зависят эксплуатационные характеристики отопительных агрегатов. Поскольку его теплопроводность по сравнению с теплоемкостью намного выше этот материал плохо накапливает тепло. Металл быстро поглощает тепловую энергию, накаляется и в скором времени остывает. Если учитывать данное свойство, можно собрать агрегат таким образом, чтобы при минимальной степени прогрева добиться высоких значений.

Самодельные печки из металла в зависимости от особенностей конструкции функционируют по-разному:

1. Камерные. Эти устройства фактически являются обычной «буржуйкой», первые образцы которой появились пару веков назад, но им требовалось большое количество топлива. Потом их конструкцию усовершенствовали – поместили в нее колосник с поддувалом, укоротили дымоход до 2,5 –3 метров и утеплили его. Особенность агрегата заключается в том, что он саморегулирующийся – при полной протопке пропускной способности дымоходной трубы не хватает для вывода топочных газов, в итоге в горниле возникают завихрения, полностью дожигающие продукты горения. Только потом газы способны пройти по трубе. Поскольку на выходе из дымохода их температура равна около 100 градусов, конденсат отсутствует. Его очищают от сажи раз в год. КПД таких печей достигает 60%.
2. Канальные. В них вместо сложного лабиринта газовых трубок оставлено одно колено. Оно разделяет топочную и дожигательные камеры. Посредством отверстия в конфорке на варочной панели или регулируемого воздушного дросселя поступает вторичный воздух, обеспечивающий дожигание топочных газов. Поскольку этот процесс осуществляется в одном месте, КПД равен 70-80%. Производительность печи при этом высокая, а эффективность функционирования не зависит от силы тяги или размеров дымохода. Поскольку основное тепло образуется в дожигательном отделении, агрегатом пользуются в двух режимах – пламенном и продолжительного горения. Используют разное твердое топливо, а мощность регулируют не количеством сжигаемых дров или угля, а путем подкручивания дросселя. Чистку дымохода выполняют раз в несколько лет при условии качественной эксплуатации печи. Дожигатель для нее желательно изготавливать из жаропрочной стали, причем в форме корыта. Корпус делают из обычной стали, имеющей толщину не меньше 4 миллиметров, а варочную поверхность из чугуна или толстой 8 – 10-миллиметровой стали. Плиту желательно сделать съемной, поскольку со временем ее нужно будет заменить, так как она прогорит.
3. Колпаковые. Печи долгого горения работают в режиме тления, в результате чего появилась возможность сделать период теплоотдачи более продолжительным. Он может составлять от нескольких суток при использовании дров и от 10 до 30 дней для каменного угля. Если применять упрощенную схему подобной печи, в ней топливо будет тлеть непосредственно у поверхности, куда попадает кислород. Топливо в процессе пиролиза расщепляется на летучие компоненты, которые, поднявшись вверх, сгорают в колпаке, обеспечивая 60% тепла. С целью увеличения данного показателя на печь можно поместить газовую рубашку, где газы будут догорать. Как показывает практика, в результате КПД такой печки может достичь 80%, а иногда и больше. Если выбор сделан в пользу данной конструкции агрегата, необходимо помнить некоторые нюансы. Не смотря на то, что такая печь из железа для дома может функционировать на разном твердом топливе, наибольший эффект от ее работы достигается при растопке тем его видом, для которого она изначально предназначалась. При этом применяемое топливо должно быть сухим, а догружать его до момента полного сгорания предыдущей закладки не рекомендуется. В дымоходе печей продолжительного горения всегда образуется большое количество токсичного конденсата, поэтому нужно создать условия для его безопасного слива. Чтобы изготовить корпус агрегата, можно задействовать большой газовый баллон или использованную железную бочку.
4. Масляно-пиролизные. Они известны как печки на отработке. Этот экономичный вариант пользуется большой популярностью среди печников – самоучек. Принцип функционирования агрегата несложен. Заливают в бак отработку, потом поджигают и подают кислород через воздушный дроссель, в результате горение не будет сильным, но для испарения масляного топлива его будет достаточно. Пары от отработки поступают вверх в отсек в форме трубы, имеющей перфорированные стенки, через которые проникает воздух. В процессе горения пары направляются в дожигатель с перегородкой, задерживающей оксиды азота в определенной температурной зоне до тех пор, пока они не распадутся и не начинают выделять тепловую энергию.

Использование в бытовых условиях агрегатов, функционирующих на отработке, согласно противопожарным правилам, запрещено, поэтому они не встречаются в продаже. Обычно такую печь уличную из металла устанавливают на приусадебных или дачных участках.

Изготовление агрегата для бани

Одним из лучших вариантов отопительного устройства для бани является металлическая печь из листовой стали, обложенная кирпичом. Данная конструкция не мобильна, но пожаробезопасна, а значит, ее можно устанавливать в жилом доме и даже в деревянной банной постройке.

Для ее сооружения из инструментов понадобятся:

• сварочное оборудование;
• болгарка;
• диоды 3-4 миллиметра.

Также нужно иметь листы железа толщиной 2 –3 миллиметра, и арматуру 8 –10 миллиметров.

Важным моментом является то, что при обустройстве такой печи необходимо правильно подобрать для дымохода сечение, поскольку от этого зависит сила тяги, на которую также влияют погодные условия: чем теплее и влажнее воздух, тем она слабее.

В недостаточно широком дымоходе газы и воздух начнут смешиваться, не успев выйти наружу. Это создает дымовую пробку. Если диаметр трубы слишком большой, тогда в ней газы будут двигаться чересчур медленно, а поверхность внутренний стенок быстро засорится.

Банные печи из железа своими руками строят так:

1. В первую очередь обустраивают фундамент. Для него строят деревянную опалубку высотой 20 сантиметров так, чтобы образовался квадрат размером 1х1 метр.
2. Арматуру монтируют в один слой, делая сетку из прутьев с ячейками величиной 20х20 сантиметров. Надо, чтобы арматура не касалась земли, поэтому ее опирают на заранее установленные колышки и связывают на весу.
3. Подготавливают цементно-песчаный раствор в пропорции 1:3. Для него берут 1 часть цемента не ниже марки М400 и 3 части мелкого речного песка. С целью придания прочности в смесь добавляют часть щебенки.
4. Раствор выливают в опалубку, накрывают пленкой из полиэтилена и оставляют сохнуть на 4 недели. Один раз в день бетон нужно сбрызгивать холодной водой и вновь накрывать, иначе он начнет покрываться трещинами.
5. Далее надо взять задний обод для колес и заварить на нем все отверстия, оставив только центральное.
6. Со второго обода срезают выпуклую верхушку, вставляют в него первый и сваривают. Главное, это создать герметичное соединение, ведь внутри будет горячая жидкость.
7. На внутренней части второго обода на равном удалении один от другого с трех сторон наваривают арматуру. Нужно, чтобы она упиралась в трубу для придания конструкции жесткости.
8. Внизу первого обода создают круглое 25-миллиметровое отверстие и к нему приваривают трубу соответствующего сечения. В нее вкручивают кран, чтобы сливать воду.
9. Далее делают точные копии двух ободов. Копию второго из них насаживают на трубу, переворачивают копию первого обода и приваривают его к концу трубы. Сверху приделывают второй экземпляр второго обода и для жесткости усиливают арматурой.
10. Когда раствор для фундамента застынет, опалубку снимают и выкладывают кирпич, используя смесь на основе глины.
11. Месторасположение печи для защиты от возгорания полностью обкладывают кирпичом.
12. Основание делают кирпичным, а со второго ряда начинают выкладывать зольник с поддувалом. Посредством него удаляют золу и тем самым обеспечивают поступление воздуха внутрь, который помогает появлению хорошей тяги. Длина зольной камеры должна быть меньше, чем у топки.
13. Устанавливают дверцу поддувала, обкладывают кирпичом и укладывают еще один ряд. На шахту зольника помещают колосниковую решетку.
14. После колосника выкладывают два ряда кирпичей, оставляя место для дверцы топки. Поверх создают еще два ряда.
15. Кладке дают высохнуть в течение 2-х недель, обеспечив циркуляцию воздуха. Затем печку нужно протопить щепками в течение 1,5 - 2 часов.
16. На кирпичную конструкцию устанавливают готовую трубу. На ней расположена каменка и емкость для горячей воды.
17. Вес и размеры печи довольно большие, поэтому ее лучше разделить на составляющие части и собрать внутри бани на месте.
18. Верх дымохода укрепляют прутьями арматуры, приварив один ее конец к трубе, а второй уперев в стену. Для крепления к стене задействуют металлическую пластину или уголок из стали.