Печь на угле [своими руками]: устройство, как топить правильно?

Как рассчитать объем топки

Рассчитать печь для бани, которую планируется делать самостоятельно с питанием от электросети, достаточно просто. Нужно получить конечные требования к мощности и затем вычислить необходимое количество ТЭНов по их характеристикам и возможностям проводки.

Однако у владельцев бань часто возникают трудности с определением параметров дровяных печей. Здесь также нет ничего сложного. Достаточно высчитать объем топки, отсека, где будет гореть топливо. Формула расчета проста:

объем вычисляется путем деления показателя требуемой мощности на 0.6 для печи, установленной непосредственно в парилке;
литраж топки равен двукратному значению рассчитанной мощности, если печь стоит в смежном помещении.

Полученная цифра измеряется в литрах. Чтобы примерно оценить габариты топки, из нее нужно извлечь кубический корень и разделить результат на 1000. Так можно получить значение в линейных метрах. Однако это приблизительная оценка. Она покажет сторону кубика без учета вписывания геометрии топки в существующее помещение.

Виды и краткое описание

Любые печки должны соответствовать определенным критериям, давая температуру до 500-700 градусов при влажности около 60-70%. Характеристики зависят от того, физ какого материала изготовлена печь и на каком топливе она работает.

По типу материалов агрегаты бывают следующих видов:

Кирпичная. Вес печи может достигать до 200 кг, что существенно усложняет монтаж. Конструкция имеет топку из огнестойкого кирпича, чугунную или стальную решетку, емкость для золы и другие элементы. Фундамент должен быть основательным, так как от него зависит срок службы устройства. Печь быстро прогревается до высокой температуры и держит тепло до 8 часов, поэтому подходит для нагрева больших помещений.
Металлическая. Подходит для небольших строений. Не вырабатывает угарный газ и отличается долгим сроком службы. Устройство компактное, но многофункциональное. Быстро нагревается до максимальной температуры. Корпус тоже нагревается, поэтому нужно соблюдать технику безопасности. Для поддержания температуры нужно регулярно подавать топливо.

По типу отопления печи подразделяются на несколько видов:

Дровяная. Печь быстро разогревается. Для поддержания тепла нужно периодически докладывать поленья. Плюсом является экономия, так как дрова стоят дешевле газа. Но, необходимо контролировать процесс горения, чтобы не случился пожар. Агрегат нужно регулярно очищать от золы. У большинства агрегатов дрова закладываются с наружной стороны, то есть с соседнего помещения.
Газовая. Главными элеметами является термостат и предохранитель, которые контролируют момент погашения пламени и прекращают подачу газа. Агрегаты более компактные, чем дровяные. Подключаются к общей газовой магистрали или к баллону со сжиженным газом. Можно регулировать температуру. Не требуется постоянный контроль при работе.
Электрическая. Устройства могут иметь разные габариты, мощность и время нагрева. Их объединяет компактность, высокая теплопроводность и долгий срок службы. Электрические печи безопасны в использовании, так как их работа циклична и автоматизирована. Кроме того устройства снабжаются системой защиты и аварийным отключением. Оснащены ТЭНовым, ленточным или комбинированным нагревателем.
Комбинированная. Универсальная модель, работающая на угле или газу. Это возможно благодаря наличию дополнительных съемных элементов в конструкции. Газовую горелку можно заменить контейнером для дров. Главными преимуществами являются высокая мощность и доступная цена.

Электро-дровяные устройства

Комбинированная банная печь может работать не только на газу, но и на электричестве. Такие устройства являются экономичными и экологичными.

Электро-дровяные печи – устройства, выполнены с использованием современных материалов и технологий. В таких комбинированных печах для бани используются дрова и электричество. Они просты в монтаже, экологичные и очень удобны в использовании. Такие модели созданы для того, чтобы обеспечить максимальную теплоотдачу.

Устройства состоят из деталей двух видов: твердотопливных и электрических. Его нужно разжечь дровами, по мере прогорания которых включается электрический нагреватель. Он обеспечивает дальнейшую работу устройства. Таких нагревателя может быть два. Обычно они размещены по бокам конструкции.

Достоинства:

высокая автономность;
длительность в эксплуатации;
отсутствие необходимости поддерживать огонь в топке.

Из недостатков следует выделить:

подключение только мастером;
расходы на электроэнергию;
стоимость устройства почти в половину превышает цену дровяной печи.

При выборе электро-дровяной печи такие же, как и газо-дровяной

Только в этом случае стоит обратить внимание на электрическую оснащенность изделия. И учитывать нагрузку прибора на электросеть

Необходимо обратить внимание на страну производителя. Особой популярностью пользуются финские, немецкие и шведские модели

Отечественные производители только начинают вводить новинку в свои производства. Учитывая то, что данные модели появились у нас сравнительно недавно, то их выбор невелик.

Как правильно выбрать?

Главным критерием выбора является материал изготовления данной печи. Если она кирпичная, то для нее требуется создавать собственный фундамент и это не лучший вариант для бань с небольшой площадью.

Металлические сварные печи могут иметь разную толщину листа. Чем она больше, тем надежнее будет изделие.

Стоит выбирать такие печи, в которых толщина листа будет не менее 4 мм. Это оптимальный показатель, который позволяет сохранить легкость конструкции, уберечь ее от механических повреждений и выгорания в процессе работы, которое часто приводит к деформации конструкции.

Также стоит выбирать готовые варианты с защитой от ожогов, ведь в процессе работы их поверхность намного сильнее нагревается, чем остальные варианты.

Цельные чугунные печи стоит выбирать по габаритам. Здесь также надо принимать в расчет информацию о сплаве, марка которого используется для создания конструкции. Ее можно узнать от производителя изделия.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия определяется как отношение числа тепловой энергии, переданное от печи на обогрев помещения к количеству энергии, которую можно получить при полном сжигании топлива, выраженное в процентах.

Понятно, что чем выше КПД печи, тем больше тепла будет поступать в помещение и меньше уходить в дымоход. КПД печей колеблется от 60 до 80%. Высокое КПД это всегда хорошо, но за счет чего она становится таким? Какие новые технологии используются в современных печах, что влияет на высокие показатели КПД и мощности?

Система дожига дымовых газов способствует белее полному сгоранию топлива в печи. Осуществляется дожиг дымовых газов за счет подачи воздуха в разные участки топочной камеры. Из курса химии мы знаем, что катализатором для горения служит кислород. Он то и поступает вместе с воздухом через специальные каналы и дымовые газы, содержащие частички углерода, дожигаются вторично или третично. Поэтому и существует двойная и тройная система дожига дымовых газов. На выходе из печи дымовые газы после дожига становятся более холодными, значит, больше тепла выделилось в помещение, а не в трубу. Чем выше степень дожига дымовых газов, тем выше показатели КПД! Кроме этого, воздух, врываясь в топочную камеру и, воспламеняясь в ней, создает невообразимое огненное шоу, Качество дров сильно влияет на тепловую эффективность отопительной печи. Нужно использовать только сухую древесину и желательи, так и на дымоходе.

При сгорании хвойные породы образуют очень много сажи, которая налипает на стекло и на внутренних стенках трубы. Следовательно, чистить дымоход и стекло придется гораздо чаще. Есть большая вероятность возгорания этой сажи внутри дымохода. Температура возгорания сажи внутри дымохода может достигать 1500 градусов по Цельсию, так как это углерод в чистом виде. Такую температуру дымоход выдержит только минут 15-20, дальше происходит разрушение дымохода и опасность возникновения пожара.

Как рассчитать камни

Количество камня, которое размещено на печи, важно рассчитывать, в первую очередь, для русской бани. Именно энергия, накопленная булыжниками, будет использоваться для генерации горячего водяного пара

По некоторым алгоритмам расчета, для 5 пользователей бани потребуется забутить целых 250 кг булыжника. Такая цифра неприемлема для большинства владельцев самодельных парилок. Поэтому следует воспользоваться очень старым советом. Он гласит:

на 6 л испаряемой жидкости нужно выбирать 8 кг камня;
на каждый кубометр парилки (с учетом потерь на окна, двери, кирпич) дополнительно добавляется 1.5 кг булыжника.

По среднестатистической оценке, один человек за час в парилке расходует от 0.5 до 0.8 литров воды. Таким образом, для парной на 5 посетителей потребуется испарять 4 литра жидкости ежечасно. Даже если рассчитывать помещение на непрерывное пользование в течение 4-6 часов, суммарные требования по количеству воды нужно уменьшать на треть, так как парная будет проветриваться, а ее посетители делать паузы.

В итоге получается, что камни в бане рационально рассчитывать на испарение около 19 литров воды. Это примерно 40 кг булыжника. Добавив требуемую массу на объем помещения, можно получить достаточно приемлемое количество камня, которое без труда разместится в любой бане.

Формы

Если говорить о моделях из металла, их форма может быть абсолютно любой — квадратной, прямоугольной, в виде круга, цилиндра и др. Специалисты отмечают — не стоит выбирать необычные формы. Именно простой прямоугольник позволит эффективно и быстро обогреть помещение. Причем сделает это максимально равномерно за счет того, что нагревательный элемент отдаст тепло рядом расположенной стене.

Прямоугольная каменка безопасна и эргономична. Она подойдет практически любому интерьеру бани, а ее углы никогда не разогреваются до температуры, которая может причинить вред человеку.

Еще одна популярная форма — цилиндр. Но она представляется менее эффективной — отсутствие углов не позволяет нагреть помещение парной равномерно. Кроме того, сам корпус быстро деформируется из-за сильного нагрева отдельных участков. Как правило, цилиндрические каменки используют для мобильных бань, для стационарных лучше выбирать прямоугольные модели.

Наверное самый стильный вариант: печки-порталы. Они выглядят как камины, а топка находится в предбаннике или комнате отдыха. Портал может быть настоящим или декоративным, когда для оформления используется фальш-рамка из металла.

Особенности саун

Принцип расчета мощности печей для саун остается таким же: считают по объему парилки, учитывают степень утепления стен и окон/дверей. Только надо учесть, что готова парилка при среднем утеплении будет через 2-3 часа. Для сокращения времени на 1 час необходимо увеличение мощности на 60-80% (или улучшение теплоизолирующих свойств). Но парные в саунах обычно делают меньше, чем в банях. В них люди спокойно сидят, а не вениками машут. Так что реально слишком большой производительности не потребуется.

Мощность печи для бани и сауны надо подбирать исходя из размеров парилки и степени утепления

Если посмотреть на каталог дровяных печей для бани и сауны, то у них деление идет по объемам парилки. Это удобно при выборе (с учетом всех поправок на теплопотери). Если же вы собрались покупать в сауну электрокаменку, то в технических характеристиках зачастую пишется только потребляемая мощность. В этом случае для саун периодического посещения без постоянного отопления можно ориентироваться по нормам:

сруб (бревно или брус) без дополнительного утепления — 1,4-1,8 кВт/м3
- при толщине стен 100-140 мм необходимо 1,5 кВт/м3;
- при толщине стен 200-240 мм — 1,75 кВт/м3;
каркасная технология — 0,6-0,8 кВт/м3.

В приведенных нормах нет ошибки: при увеличении толщины бревенчатых стен без утепления требуется увеличение мощности. Это связано с большой теплоемкостью древесины. И чем древесины больше, тем больше тепла уйдет на ее нагрев. При наличии хорошей теплоизоляции внутри сауны, мощность считается по нормам каркасников.

Электрическую каменку любой мощности желательно оградить

При наличии постоянного отопления для расчета требуемой мощности электрической печи для сауны применяют другие нормы — в среднем берут 0,7 кВт/м3 . Эта норма справедлива для саун в квартире. Так что, в данном случае, использование электрокаменок является не таким и дорогим.

При планировании расходов на энергопотребление обратите внимание, что на полную мощность электрические печи для сауны работают только на период «разгона» парилки — до набора требуемой температуры. Потом или вручную выключаются и периодически выключаются (дешевые модели), или в автоматическом режиме поддерживают заданную температуру

В любом случае, после достижения заданной температуры энергопотребление снижается.

Виды

Основные модели чугунных печей от российских производителей, фигурирующие на современном рынке, отвечают всем современным требованиям и обладают отличными техническими характеристиками.

Дровяные чугунные печи для бани пользуются высоким спросом из-за несложной конструкции, высокого уровня надежности и простоты в эксплуатации. Форма печи может быть прямоугольной, квадратной или круглой.

Принцип работы такой печи достаточно прост:

Печь на дровах оснащена топкой, в которую закладывается твердое топливо;
В процессе сгорания выделяется тепло, которое принимается либо корпусом печи, либо каменкой.

Есть модели, где конструкцией предусмотрено наличие отверстия, которое позволяет осуществлять закладку дров не только через парное отделение, но и в соседнем помещении. Модели, которые можно отнести к категории «продвинутых», оснащены баком для воды, в котором вода нагревается и используется для мытья. Нагрев происходит за счет тепла, которое отдает корпус.

Следующий тип – печи с закрытой каменкой. По объему расходуемого топлива это самый экономичный вариант. Уровень образования сажи в них значительно ниже, чем у других моделей. Объем отапливаемого помещения – до 45 м3. Одной из особенностей конструкции является расположение камней внутри самой печи. Они полностью скрыты от глаз, подача воды осуществляется через отверстие, расположенное сверху, в итоге жидкость превращается в сухой чистый пар.

Другой популярный вид отопительного прибора для бани – стационарная печь с невыносной топкой. Размер таких печей невелик, и они отлично дополняют интерьер парилки. Они часто используются в ограниченных по размеру постройках без подсобного помещения. Сидя в парной, можно наблюдать за тем, как горят дрова. Разумеется, постоянное хранение дров рядом с печью запрещено, так как это чревато возможностью возникновения пожара.

Следующая модель – стационарная печь с выносной топкой. У таких моделей топка вынесена в подсобку или в комнату отдыха.

Не всегда есть возможность или желание топить печь дровами. Поэтому отличным вариантом станет приобретение газовых чугунных печей. К тому же, дровяную чугунную печь с помощью специалистов можно переоборудовать в газовый прибор.

Осуществлять эту процедуру самостоятельно нельзя, поскольку требуется установка сертифицированной газовой горелки. Ее осматривает инспектор газовой службы. Если железная дровяная печь может спровоцировать пожар, то газ создает угрозу взрыва.

Следующая категория отопительных приборов – чугунная печь с теплообменником. Теплообменник – это система труб, через которую вода течет в непрерывном режиме. Обменник нагревает воду при прямом контакте с источником тепла. Находиться он может как снаружи, так и внутри печного корпуса, в других случаях это змеевик, который обвивает дымоход.

В настоящее время существуют несколько проверенных производителей, которые изготавливают все перечисленные выше виды печей.

Схема печи на угле для дома

Конструкция угольной печи из кирпича почти не отличается от схемы обычной дровяной.

Она состоит из, расположенных в определенной последовательности: фундамента, зольника, топочной камеры, свода, дымохода.

Главное отличие угольной печи — укрепленная топка и увеличенный объем зольника (при сжигании угля получается большее количество золы, чем при прогорании древесины).

Также обязательно установленная колосниковая решетка большей площади (в идеале она заменяет дно топки).

Уголь в топочной камере печи прогорает снизу, поэтому стены отсека делают наклонными — такая конструкция помогает верхним слоям угля опускаться по мере их прогорания. Размеры стандартного устройства составляют 110х900см, высота без дымохода — около метра.

Для бани

Устройство для бани характерно наличием каменки — емкости для камней. Вместе с ней высота печи составит 1,6м, длина 1,1м, ширина 90 см. Каменка делается открытой и находится в верхней части печи. Из-за этого дымоход расположен не над топочной камерой, а сбоку.

В бане часто устанавливаются более компактные печи из металла. Габариты стандартной металлической печи на угле 50х80 см и высота 80 см. Толщину стенок рекомендуется делать не менее 8-10 мм.

Преимущества и недостатки

Чтобы разобраться в нюансах использования печей на углях для бани стоит рассмотреть все стороны их использования.

Следует начать с преимуществ:

большой срок службы, который составляет более 10 лет;
недорогие расходные материалы, используемые для разогрева;
простота в уходе и эксплуатации;
надежность;
легко восстанавливается работоспособность конструкции;
высокая устойчивость к механическим повреждениям;
устойчивость к перепадам температур;
большой выбор доступных вариантов на рынке;
разумная цена возведения или покупки;
излучение мягкого тепла в процессе работы;
не требуют создания собственного фундамента;
возможность приспособления под помещение любого размера.

Недостатки:

при большой массе и наличии поверхностного слоя из камня за сеткой может потребоваться много времени на нагревание.
температура стенок при нагреве становится очень высокой, что провоцирует необходимость возведения специальных ограждений чтобы уберечься от ожогов;
при часто и интенсивном использовании металлической печи с тонким слоем металла могут возникнуть сложности, ведь он может подвергнуться деформации.

Расчет для сауны

Классическая сауна не подразумевает генерации большого количества водяного пара в объеме парилки. Это так называемое сухое тепло. Именно поэтому финская сауна так популярна у потребителя. Решения для ее организации можно в огромном ассортименте найти на массовом рынке.

Для личного наслаждения можно сгенерировать малое количество водяного пара. Именно поэтому даже готовые электрические печи для финской сауны комплектуются камнями. Однако этот процесс преобразования тепловой энергии может считаться незначительным и игнорироваться.

Какую печь поставить в баню типа сауна, где не нужно большого количества пара, объема для движения людей и махания вениками — решает ее владелец. Можно пойти сложным методом. В этом случае производится расчет согласно приведенному выше алгоритму.

Более простой способ подразумевает оперирование усредненными показателями теплогенерации. Сегодня на рынке представлено достаточно много готовых решений в виде печей для финских саун. Они могут быть дровяными, электрическими. Производитель указывает или оптимальный объем парилки, или потребляемую ТЭНами мощность. Среднестатистические цифры требований тепловой генерации для разных типов строений выглядят так:

стены из дерева (профилированный, клееный брус, оцилиндрованное бревно) для толщины до 140 мм — 1.5 кВт на кубометр объема;
для стен из дерева толщиной более 140 мм — 1.75 кВт на кубометр;
в строениях, построенных по каркасной технологии, включая СИП панели — от 600 до 800 Вт на кубометр.

Совет! Данные цифры верны для деревянных стен, на которых не было сделано утепление. Если же владелец бани действовал расчетливо и делал специальную отделку, нормы для прогрева можно брать на уровне, соответствующем каркасной технологии строительства.

Для сауны, устанавливаемой внутри дома или квартиры с имеющимся централизованным отоплением, есть другие рекомендации. В этом случае обычно применяются электрические агрегаты. Их мощность нужно выбирать из расчета 700 Вт на кубометр объема парилки.

Запас на форсаж

Опытные строители бань и саун рекомендуют увеличивать конечную мощность печи на 10-15% от расчетной. Идея такого действа очень проста. Во-первых, улучшается удобство эксплуатации печи. Ее не нужно прокаливать до предела и постоянно следить за количеством топлива или температурой. Агрегат будет работать не на пиковом уровне мощности, предоставляя определенный диапазон регулировки.

Во-вторых, для бань, посещаемых не постоянно, образуется возможность быстрого прогрева на форсаже

Особенно это важно для строений на загородных участках. Для такой бани, которая зимой способна промерзнуть буквально насквозь, можно принять допуск на уровне 20%

Это позволит оперативнее подготовить помещение и быстрее начать принимать термопроцедуры.

Данные цифры верны для печей дровяного типа. Если используется электрический агрегат, запас по мощности делается всегда. Это может быть допуск в 10-15% для нейтрализации возможных бросков напряжения и разных режимов теплоотбора. Если же есть необходимость в ускоренном прогреве помещения, мощность электрической печи (особенно самодельной) рекомендуется выбирать на 20-25% выше расчетной.

Общие рекомендации

Самая важная рекомендация — планируйте внутреннее обустройство бани уже на этапе проектирования. Для дровяной тяжелой печи в месте ее установки нужно будет предусмотреть мелкозаглубленный фундамент. Отметим, что специалисты рекомендуют делать два фундамента — для печи и строения. Промежуток между ними должен составлять 3-7 мм. Такое минимальное “разнесение” конструкций позволит им не зависеть друг от друга при усадке основного строения.

Важно соблюсти и минимальное расстояние между корпусом дровяной печи и стеной бани — не менее 100 см. Естественно, прилегающие стены защищают слоем фольгированного изоляционного материала и утепляют

Вывод

Кроме всеми любимых дровяных печей, существуют еще два вида отопления помещения в бани. Это газо- дровяные и электро- дровяные модели. Они разжигаются с помощью дров, а потом переходят на автоматическое поддержание температуры с помощью газа или дров. Конструкции таких товаров заимствованы у зарубежных стран.

Банная печь газо-дровяная печь и устройство, работающее с помощью электричества, имеют одно основное преимущество над дровяными предшественниками: для их нормальной работы не требуется постоянно подкладывать дрова. Это значительно облегчает их использование для владельцев. Стоят такие устройства намного дороже обычных дровяных приборов, но комфорт оправдывает такую цену.

Итоговое значение

Итоговое значение объема парильни, полученное в результате всех расчетов, важно правильно сопоставить с мощностью той или иной модели банной печи. Дело в том, что в технических характеристиках производитель обычно указывает диапазон отапливаемого объема от минимального до максимального, и вашему значению могут удовлетворять сразу несколько моделей каменок

Выбирать следует ту модель, для которой ваше значение будет находиться приблизительно посередине её диапазона.

Пример: ваше итоговое значение составляет 10 м³, этому значению удовлетворяют три печи с прогреваемыми объемами помещений 6-10, 7-13 и 10-18 м³. Несмотря на то, что ваше значение 10 м³ входит в любой из трёх диапазонов, оптимальным выбором будет вторая печь, расчитанная на 7-13 м³. Для первой и третьей печи 10 является крайним верхним и нижним значением соответственно, что не является удачным вариантом.

Заключение

Главная прелесть электрически банных печей заключается в том, что подключить их можно самостоятельно. Все же специалисты рекомендуют доверить данный процесс опытному человеку. Стоит отметить, что электрокаменки отечественного производства отличаются более демократичными ценами. Но при их разработке также используются современные технологии — нагреватели нового поколения, выносные пульты управления и т.п. В некоторых печах комбинируется нержавеющая сталь и натуральный камень, благодаря чему электрокаменка хорошо аккумулирует тепло, что позволяет поддерживать температурный режим парной без потребления дополнительной энергии. Дизайн в последние годы тоже подтянулся и находится на вполне должном уровне.

Итоги

лучшая печь («цена-эффективность-качество») – Клондайк НВ-100;
лучшая промышленная печь с высоким КПД – Сибирь БВ-120;
лучшая печь-камин – Аляска 150;
лучший дизайн – Теплодар ОВ-120;
лучшая печь с продолжительным сроком службы – Термаль 100;
лучшая походная печь – Согра 2;
лучшая мощная печь – SUPRA Gotham;
лучшая печь с повышенной функциональностью – Герма;
лучшая печь с дополнительными опциями – Стокер 100-С (Ермак);
лучшая многоцелевая печь – Синель С100;
лучшая печь для дачи – MBS Vesta;
лучшая печь для бань и саун – Умка 150 (бренд Vöhringer);
лучшая народная печь – Vira Legion-160 С;
лучшая кустарная печь – Бубафоня;
лучшая бюджетная печь – Слобожанка;
лучший котел – Buderus Logano G211-20D;
лучший мощный котел – BOSCH SFU 24 HNS;
лучший универсальный котел – STROPUVA S15;
лучший энергонезависимый котел – Буран 12;
котел с самым продолжительным циклом горения – Неделька КО-60.