Металева піч своїми руками

Металеві печі в порівнянні з цегляними або кам’яними є найбільш популярними через свою невисоку вартість, значного ККД, міцності і малої ваги. Однак незважаючи на довгий список достоїнств, у них є практично стільки ж недоліків. У цій статті ми розглянемо все, що потрібно знати про металевих печах, а також розповімо, як побудувати одну з моделей своїми руками.

Зміст

Достоїнства і недоліки металевих печей
Вибір металу
- Сурогати для печей
- Звичайна сталь
- Жаростійка сталь
- Чугуни для печей
Види печей
- Особливості печей з металу
Робимо піч для лазні
Печі металеві: фото

Зміст

Достоїнства і недоліки металевих печей

Метал – дуже міцний матеріал, але разом з тим володіє пластичністю і піддатливість, що дозволяють надавати йому практично будь-яку форму. У цьому він схожий з керамікою, проте здатний витримувати серйозні навантаження і температурні перепади. Існує безліч способів обробки металу, а тому для виготовлення металевих печей реально застосовувати різні тактики, поліпшуючи техніко-експлуатаційні характеристики практично без збільшення собівартості роботи.

Оскільки основним конкурентом металевих печей є цегельні, ми будемо порівнювати саме ці два види виробів. Так, сезонний ККД цегляних конструкцій становить в середньому 70%, в той час як металеві видаються всі 83%. Це пояснюється тим, що питома міцність цегли втрачається із зменшенням товщини, а метал в таких же умовах стає лише міцніше. Ось і виходить, що вага залізних печей в десятки разів менше, ніж у цегляних, а тому і собівартість нижче.

Ще однією незаперечною перевагою металевих печей є цілісність конструкції. Її можна запросто перевезти і швидко встановити, а з великими цегляними спорудами такого не вийде. Із-за невеликої ваги металеві вироби не потребують будівництві окремого потужного фундаменту, а монтаж полягає лише в обладнанні димоходу. На літній час мобільний залізну піч можна зовсім прибрати в комору або сарай, звільнивши місце в кімнаті.

Метал має високу теплопровідність, тому легка компактна піч швидко прогрівається, але так само швидко і остигає. Швидкий розігрів забезпечує підвищення ККД. В цегляної печі необхідно спочатку дочекатися початку внутрішнього теплообміну, а до цього під час протопки майже все тепло буде вилітати в трубу.

Практично всі достоїнства металевих печей обумовлені особливостями матеріалу. Метал дуже щільний і не пористий, він не може відволожуватися з-за конденсату, як цегла, не боїться тривалих перерв в топці і не потребує розгінної протопке після таких простоїв. Ще один важливий і зручний момент – металеву піч легко сертифікувати і отримати дозвіл пожежної служби, що зекономить купу часу і грошей. У продажу є навіть такі моделі, для яких зовсім не потрібно ніяких дозволів, був би автономний димар.

Але ніщо не позбавлене недоліків, і металеві печі не є винятком. Перше, що варто зазначити, такі конструкції «не дихають», оскільки метал, на відміну від цегли, не відрізняється пористістю. Коли остигає цегляна піч, вона поглинає вологі випаровування з повітря, а при нагріванні віддає їх назад. Таким чином, в приміщенні підтримується комфортний вологісний баланс. Деякі умільці облицьовують металеві печі цеглою, щоб домогтися такого ефекту, однак він у будь-якому випадку буде слабшою. При цьому конструкція втратить мобільність, легкість і міцність.

Вище ми вже згадували, що метал швидко нагрівається, але так само швидко остигає, тому, щоб підтримувати в будинку тепло, таку грубку доведеться постійно топити, інакше протягом 2-3 годин вона зовсім охолоне. Рішенням цієї проблеми може стати виготовлення опалювальної металевої печі тривалого горіння. Але у всіх випадках конструкція буде постійним осередком вогню, створюючи ризик чаду і пожежі, тому залишати її надовго без нагляду небажано.

Головний недолік печей з металу в їх пожежонебезпеки. Нагріваючись, металеві стінки конструкції розжарюються до червоного, і можуть спровокувати спалах близько розташованих предметів, обшивки стін, підлоги і т. д. З цієї причини в МНС дуже важко отримати дозвіл на встановлення печі в житловому будинку – швидше за все, для неї доведеться будувати котельні.

Що стосується терміну служби таких печей, то він не такий вже довгий – до 20 років. При регулярному використанні навіть самий товстий метал вигорає, і стінки утоньшает. Але навіть якщо ваша саморобна металева піч пропрацює всього 10 років, вона повністю окупиться скороченням витрат на паливо і можливістю повної заміни конструкції без перепланування та ремонту будинку.

Вибір металу

Експлуатаційні характеристики майбутньої печі в основному будуть залежати від обраного металу. Він впливає на собівартість роботи і складність її виконання. Розглянемо основні варіанти, використовувані для створення металевих печей.

Сурогати для печей

Почнемо, мабуть, з досить незвичайного сировини для виробництва печей – алюмінієвих молочних бідонів. Незважаючи на те, що інструкції з виготовлення таких агрегатів зустрічаються досить часто, це не найкращий варіант. Справа в тому, що для відносно високого ККД потрібно допалювати відпрацьовані топкові гази. В процесі допалювання температура зазвичай становить мінімум 400С, а якщо ви збираєтеся робити екологічну піч, то температура повинна бути всі 600С. Алюміній плавиться при 660С, конструкційний алюміній має межу міцності в 140, а сплави – 160-200. Ось і виходить, що гарною довговічною печі з бідонів не вийде.

Звичайна сталь

Звичайна конструкційна сталь має межею міцності до 400С (більше 2 год) і 600С (до 2 год). Для виготовлення печей підходить тільки дуже товста сталь – від 4 мм. Однак навіть у цьому випадку регулярне використання неможливо, оскільки така піч повністю прогорить за одну лише зиму.

Виняток становлять печі тривалого горіння і то лише в окремих випадках. Зазвичай це саморобні конструкції, в яких можна замінювати вийшли з ладу елементи без демонтажу всієї печі.

Жаростійка сталь

З жароміцної сталі роблять всі заводські печі, використовуючи для цього спецсталь 1,5-3 мм в товщину. Такі конструкції служать близько 20-30 років, відрізняються компактністю, малою вагою і високим ККД. Заводські печі, як правило, вже сертифіковані всіма службами і можуть встановлюватися навіть у житлових приміщеннях. Вони можуть мати зверху варильні поверхні або малопотужні водогрійні регістри.

На перший погляд здається, що змайструвати таку грубку самостійно не складе праці, однак на ділі виявляється, що навіть маючи потрібний матеріал, знадобляться професійні навички зварювальника і спеціальне обладнання. Абсолютно марно намагатися варити жаростійку нержавіючу сталь звичайними способами, оскільки після переплавки під дугою матеріал повністю втрачає свої якості. Така піч дуже швидко розійдеться по швах, і всі зусилля пропадуть дарма.

Однак зробити металеву піч для дому з жароміцної стали цілком реально. Зборка деяких моделей не потребує капітальної зварювання, а з’єднання можна робити в фальц, на вусах або сталевих заклепках. Однією з таких печей є «Слобожанка».

Чугуни для печей

Чавун складно назвати повноцінним металом, оскільки від нього там залишилася лише невисока ціна і мобільність. За фактом, чавун поєднує в собі властивості метал і цегли. Від останнього дісталася йому крихкість і велику вагу. Цей матеріал відрізняється малою теплопровідністю (добре утримує тепло всередині) і хорошою теплоємністю. Це означає, що чавунна піч прогрівається досить швидко, а після протопки віддає тепло в приміщення ще 3-4 ч.

Для виготовлення печей підходить чавун товщиною від 6 до 25 мм. Більш тонкий матеріал буде дуже крихким, більш товстий може тріснути при першій же топці. З-за великої ваги чавунних грубок їх не можна ставити прямо на підлогу потрібно робити спеціальну бетонну стяжку. Для цього підлогу потрібно розібрати і залити рівну бетонну площадку до необхідного рівня. Зробити своїми руками піч з чавуну нереально, оскільки в кустарних умовах його неможливо піддати обробці.

Важливо: Чавунні печі ефективні лише для обігріву невеликих приміщень площею до 60 м2. В іншому випадку їх ККД буде дуже маленьким. Вони в основному годяться для обігріву майстерень, теплиць або господарських приміщень, де зимує дрібна живність (птахи, кролики).

Види печей

Оскільки в більшості випадків саморобні печі виготовляють з варильними поверхнями, пропонуємо розглянути саме опалювально-варильні варіанти. На зображенні нижче показані основні схеми металевих печей.

Класифікація по пристрою:

Камерні – в камерних печах топкові гази проникають в спеціальну камеру, де повністю перегорають завдяки природній циркуляції. Конструкція така, що фактично створює природний вогнище в замкнутому просторі. У побутових виробах топкова камера об’єднана з дожігательной і представляє єдиний модуль – горнило. Щоб допалювання відбувається повністю, форма горнила повинна бути склепінчастої. Самим наочним прикладом такої конструкції є класична російська піч.

Канальні – канальна піч посередині зображено на малюнку вище. В ній топкові гази спочатку догоряють, потім поступово остигають і направляються по спеціальних каналах, розташованим між перегородками. У процесі руху вони віддають тепло корпусу печі. Допалювання всередині не відбувається, поки температура в топці не досягне 400С. Такі печі мають невисоким ККД до 60%.

Ковпакові – схема копаковой печі зображена на малюнку праворуч. Топкові продукти горіння піднімаються й затримуються під склепінням спеціального ковпака, де без залишку догорають. Після цього гази опускаються вниз, віддаючи тепло корпусу. Розтоплюючи таку піч, необхідно прогріти лише невелику ділянку ковпака. З цієї причини її ККД досить високий і може досягати 75%.

Особливості печей з металу

Оскільки основним матеріалом для складання є метал, то саме він диктує основні експлуатаційні характеристики печей. Розглянемо, як метал демонструє свої властивості в різних конструкціях. Так, його теплопровідність щодо теплоємності набагато вище, ніж у червоного обпаленої цегли, тому метал є поганим накопичувачем тепла. Він швидко його поглинає, нагрівається і так само швидко остигає. Однак якщо враховувати властивості, можна сконструювати піч так, щоб досягти високих показників при мінімальному прогріванні. З-за високої зв’язності металевих виробів можна реалізовувати принципи спалювання палива, незастосовні для цегляних печей. На зображенні нижче показані схеми пристрою печей з металу.

Розглянемо, як функціонують конструкції металевих печей в залежності від схем:

Камерні – ця піч показана на малюнку вище під літерою «А». За фактом, це звичайна буржуйка, чиї «предки» з’явилися ще в позаминулому столітті, але вимагали занадто багато палива. Після революції в Росії була вдосконалена конструкція – в неї вставили колосник з піддувалом, вкоротили димар до 2,5-3 м і утеплили його. Зводом горна на мінімальній топці був утеплений вертикальний ділянку димохідної труби, в якому догоряли топкові гази. Особливість конструкції в тому, що вона саморегулююча: коли йде повна протопка, пропускної здатності димоходу не вистачає, щоб вивести всі топкові гази, в результаті в горнилі з’являються завихрення, повністю дожигающие продукти горіння. Тільки після повного згорання гази можуть пройти по трубі. Оскільки температура газів на виході з труби становить близько 100С, ні про яке конденсаті не може бути й мови. Чистити димохід від сажі можна лише раз на рік. ККД такої металевої дров’яної печі (можна топити і вугіллям) становить близько 60%.

Канальні – на малюнку під літерою «Б» показана буржуйка, перероблена під канальну конструкцію, але схожість лише зовні. Оскільки метал має високу теплопровідність, від складного лабіринту газових труб не буде ніякої користі, а тому від нього можна залишити лише одне коліно. Воно буде розділяти топку і дожигательную камеру. Вторинний повітря для допалювання проникає через отвори в конфорці (якщо є варильна поверхня) або через спеціальний регульований повітряний дросель.
Оскільки допалювання топкових газів відбувається в одному місці, ККД становить 70-80%. При цьому питома теплова потужність печі досить висока, ефективність роботи не залежить від параметрів димоходу або сили тяги, як у звичайній буржуйке, що дуже зручно. Так як основне тепло виникає в дожігательной камері, піч можна використовувати в двох режимах: полум’яне і тривале горіння. Топити її можна практично будь-яким твердим паливом, а регулювати потужність не збільшенням порції вугілля або дров, а підкручуванням повітряного дроселя. Якщо ви використовуєте хороший деревний матеріал або якісний вугілля, про чищення димаря можна згадувати раз в 4 роки.
Дожигатель для такої печі краще робити з жароміцної сталі, надавши йому форму корита. Для виготовлення корпусу використовуйте звичайну сталь товщиною мінімум 4 мм, а для варильної плити краще взяти чавун або товсту 8-10 мм сталь. Плиту рекомендується робити знімною, особливо якщо ви вирішили виготовити її зі сталі, оскільки рано чи пізно вона прогорить і потребує заміни.

Печі тривалого горіння – колпаковая схема виявилася настільки ефективною для металевих печей, що дозволила відмовитися від полум’я: ні один ковпак з металу не здатний, не перегріваючись, поглинути тільки тепла, скільки виділяється вогнем. Печі перевели в режим тління, що одночасно дало можливість продовжити період тепловіддачі до декількох діб для дров і 10-30 днів для вугілля. Спрощена схема такої печі без системи подачі кисню показано на зображенні вище під літерою «В». В ній паливо (1) тліє у самої поверхні (2), куди надходить кисень. Піроліз розщеплює паливо на леткі складові, які піднімаються вгору і згорають в ковпаку (3), виділяючи близько 60% тепла. Щоб збільшити ККД, на піч треба встановити газову сорочку (4), де зможуть догорають топкові гази. Довести ККД таких грубок можна аж до 80% і навіть більше, тому це найпоширеніший тип.
Якщо і ви вирішили зупинити свій вибір на цьому варіанті, слід враховувати деякі моменти. Так, незважаючи на те, що для таких печей можна використовувати будь-яке тверде паливо, найбільш ефективними вони будуть тільки при розпалюванні тим пальним, для якого були розроблені. Причому паливо повинно бути максимально сухим, а довантажувати його до повного згоряння попередньої партії вкрай небажано. В димоході таких печей завжди буде утворюватися багато токсичного конденсату, тому слід забезпечити його безпечний злив.
Для виготовлення корпусу можна взяти стару залізну бочку або великий газовий балон.

Олійно-піролізні – також відомі як пічки на відпрацьовуванні. Дуже економічний варіант, який користується популярністю у пічників-самоучок. Принцип роботи простий: відпрацювання заливають в бак, підпалюють, подають через повітряний дросель кисень. Горіння при цьому не надто сильний, але достатнє для випаровування відпрацьованого масла. Масляні пари спрямовуються вгору в спеціальний відсік у вигляді труби з перфорованими стінками, через які проникає повітря. Пари горять і слідують в дожигатель з перегородкою, яка затримує оксиди азоту відповідної температурної зоні, поки ті не розпадуться і не виділять енергію.

Важливо: Згідно з правилами пожежної безпеки, використання в побуті печей на відпрацювання заборонено, тому їх не зустрінеш в широкому продажі.

Робимо піч для лазні

У цій главі ми розповімо, як зробити металеву піч з листової сталі, обкладену цеглою. Така конструкція не буде мобільною, але її пожежобезпечність дозволяє використовувати піч всередині будинку або навіть дерев’яної лазні. Для роботи потрібно зварювальне обладнання та хоча б початкові навички поводження з ним. Також знадобиться болгарка і діоди 3-4 мм. Основним матеріалом буде листове залізо 2-3 мм завтовшки. Для каркаса краще взяти арматуру 8-10 мм.

На зображенні нижче представлений креслення металевої печі. В кінці статті ви знайдете ще декілька креслень інших конструкцій.

Важливий момент: Вибираючи таку піч, слід правильно підібрати діаметр димоходу, оскільки від нього залежить сила тяги. Також на неї впливають погодні умови – чим тепліше і вологіше повітря, тим слабкіше тяжіння. У занадто вузькому димарі гази і повітря будуть змішуватися і не встигати вийти назовні, що створить димову пробку. Занадто широка труба теж не годиться – в ній гази буду йти дуже повільно, а внутрішні стінки швидко засмітитися.

Металева піч своїми руками:

Першим ділом треба спорудити фундамент для печі-кам’янки. Для цього влаштуйте дерев’яну опалубку висотою 20 см, щоб вийшов квадрат 1х1 м.

Арматуру укладайте в один шар, зробивши сітку із прутів з осередками 20х20 см. Важливо, щоб арматура не торкалася землі, тому обіпріть її на попередньо вбиті кілочки (відрізки тієї ж арматури) і в’яжіть на вазі.

Приготуйте класичний цементно-піщаний розчин у співвідношенні 1:3 (1 частина цементу не нижче М400 і 3 частини річкового піску). Для міцності можна додати ще частину щебінки. Залийте опалубку, накрийте поверхню поліетиленовою плівкою і залиште сохнути на 2-3 тижні. Раз на добу побризкайте бетон застигає холодною водою і знову накривайте, інакше він розтріснеться.

Візьміть задній обід від колеса і заваріть всі отвори на ньому, крім центрального.

З другого обода зріжте опуклу верхівку, вставте в нього перший і заваріть. Важливо, щоб з’єднання було герметично, оскільки всередині буде перебувати гаряча вода.

На внутрішній стороні другого обода (Б) з 3-х сторін на рівній відстані один від одного наварите арматуру і упріть її в трубу, щоб надати конструкції жорсткості.

У нижній частині першого обода (А) зробіть круглий отвір 25 мм і приварите до нього трубу відповідного діаметру. У трубу повинна бути вкручений кран для зливу води.

Зробіть точні копії ободів А і Б (А1 і Б1). Настроміть обід Б1 на трубу, переверніть обід А1 і приварите його до кінця труби. Зверху прилаштуйте обід Б1 і підсильте його арматурою для жорсткості, як у попередньому випадку.

Коли фундамент повністю висохне, видалите опалубку і укладіть цегла, використовуючи замість звичайного кладочного розчину глину.

Місце, де буде розташована піч, необхідно повністю обкласти цеглою для пожежної безпеки.

Підстава зробіть повністю цегляним, а другим рядом почніть викладати зольник з піддувалом. Через нього ви будете вичищати золу, щоб всередину надходив свіже повітря для створення хорошої тяги. Довжина зольника повинна бути менше, ніж у топкової камери.

Встановіть дверцята піддувала, обкладіть її цеглою, зробіть ще один ряд і встановіть колосникові ґрати на шахту зольника.

Після колосника укладіть два ряди, залишивши місце для дверцята камери згоряння. Поверх дверцята викладіть ще пару рядів.

Залиште кладку сохнути на 2 тижні, відкривши всі виходи для циркуляції повітря. Після закінчення зазначеного строку протопите пічку трісками 1,5-2 ч.

На зображенні нижче показана готова труба, яку треба встановити на отриману цегляну конструкцію. На ній знаходиться кам’янка та бак для гарячої води.

Варто відзначити, що вага і розміри металевої печі будуть досить значними, тому простіше розділити її на складові і збирати вже всередині на місці.

Верхню частину димаря зміцніть арматурними прутами, один кінець приваривши до труби, а інший уперся в стіну. Щоб прикріпити до стіни, використовуйте сталевий куточок або металеву пластину.