Выбор оптимальной площади и расчет мощности конструкции
Приступая к расчету площади и мощности теплового агрегата, важно понимать: все цифры берутся приблизительно. Ориентироваться следует на стандартный показатель: 1 кв
м площади (теплообменник) обеспечивает около 10 кВт мощности. Помните о том, что остывая, банная печь «теряет» свою мощность весьма скоро, поэтому нужно всегда брать цифры с запасом. К примеру, теплообменник метровой площади по факту обеспечит лишь около 6-7 киловатт энергии. Вот из этого и нужно исходить при расчетах.
Чтобы получить тепловой агрегат оптимального размера и мощности, примите во внимание несколько моментов:
- теплообменник забирает у печи тепло, поэтому слишком большая по размеру его конструкция может значительно снизить теплоотдачу печки (ориентируйтесь на показатель в 10% и не превышайте его);
- тепловая «начинка» и выносной бак соединяются между собой трубами. Считается, что наиболее эффективной будет система подогрева с трубами протяженностью не более трех метров.
Совет. Чтобы обеспечить самотечность носителя тепла, монтируйте трубы с уклоном в сторону печи около 30 градусов.
Приступаем к работе
Для того, чтоб самостоятельно соорудить надежный и несложный металлический котел, необходимо обзавестись следующими материалами:
- Полутораметровая труба диаметром более 0.5 м
- Метровая труба диаметром около 0.35 см
- Стальные петли, ручки и задвижки
- Листовой металл
- Арматура для изготовления колосниковой решетки или уже готовая решетка
Очень важно обратить внимание на толщину выбираемого металла – не менее 0.8 см. Чем меньше будет данное значение, тем быстрее материал начнет прогорать и придется задумываться над изготовлением нового котла. Все те, кто ценит надежность и долговечность, могут рассмотреть варианты кирпичных печей
Все те, кто ценит надежность и долговечность, могут рассмотреть варианты кирпичных печей.
Необходимо раскроить полутораметровую трубу на два отрезка:
- Первый, длиной 0.9 м, будет предназначаться для изготовления топочной части
- Второй, длиной 0.6 м, будет предназначаться для изготовления бака для воды
Если имеется возможность отыскать подходящего диаметра нержавеющую емкость для воды – это будет большим плюсом. Сталь, как и большинство иных металлов, в ближайшее время начнет покрываться ржавчиной.
Отличия печей из металла для бани и сауны
Парилки в бане и сауне значительно отличаются между собой. Сауна сопровождается высокой температурой – свыше 85 ºС. Такие показатели делают невозможным сильно увеличивать еще и влажность, так как неминуемо получение ожогов кожи. При этом веник в таких условиях осыпается всего за 5 минут. Поэтому влажность доводят до 5-15 %. Русская баня отличается температурой в районе 55-65 ºС, что дает возможность поднять относительную влажность до 50-60%.
Для создания тех или иных условий в парной используются разные печи, а также применяются разные подходы к их установке. Если обустраивается сауна, то понадобится соблюсти максимальную площадь контакта корпуса печи с воздухом и обеспечить быструю циркуляцию воздушных потоков вдоль стенок. Достаточно часто походная баня с печкой делается самостоятельно.
Все сводится к тому, чтобы нагреть воздух в парилке как можно скорее. Небольшая открытая каменка, располагаясь над топкой, способна прогреть камни до 200-250 ºС. Она дает возможность получить немного пара – как правило, для сауны этого достаточно, потому что нужно добиться всего 15 % влажности.
Выбор оптимального размера печи
Первый шаг ‒ рассчитать объем отапливаемого помещения. Поэтому измеряем ширину, длину, высоту парной и перемножаем между собой. Результат нужно поделить на два. Полученная цифра ‒ приблизительное количество киловатт, которое потребуется на обогрев помещения. Но нужно учитывать, что сверху еще будут лежать камни, которые придется нагреть, воду, чтобы мыться. То есть количество киловатт умножаем еще 3. Полученная цифра подойдет для утепленной парной, в которой душевая находится отдельно. Для неутепленной бани это значение умножается еще на 1,5.
Чтобы понять, какой понадобится объем топки, конечную мощность делят на 0,5‒0,6. Результат получают в литрах. Для вычисления линейных размеров объем топки возводят в кубический корень.
В размерах банной печки важно придерживаться следующих пропорций:
- Объем топки к сечению дымоходной трубы должен находиться в соотношении 1 к 10.
- Габариты топки к площади помещения ‒ 1:50, 1:70.
- Глубина топки к общим размерам печи ‒ 1:2, 2:3.
Самыми популярными размерами печей считаются следующие:
- Размер топочной части 55*55 см. Высота печи 90‒143 см. Средняя мощность 16 кВт. Может помещать от 60 до 150 кг лежачих камней. Хватит для обогрева помещения до 22 куб. м в объеме.
- Габариты топки 63*63 см. Высота печки от 98 до 158 см. Получится выполнить загрузку камней на 70‒170 кг. Чтобы нагреть за час парную, хватит объема 35 куб. м. Средняя мощность 28 кВт.
- Большая топка 73*73 см имеет вместительность до 250 кг камней. Как правило, при полной загрузке такой печи хватит жара минимум на 6 часов в помещении объемом до 50 куб. м.
Если с определением габаритов печи возникают трудности, то лучше взять консультацию у опытного печника или найти проекты печей из труб подходящих размеров в интернете.
Самостоятельное конструирование металлической печи
Этап 1. Изготавливаемая конструкция из металла будет иметь закрытую каменку и чтобы использовать воду и получить пар необходимо приоткрывать дверцу. Чтобы сделать печь для бани из трубы, сначала подготавливают материалы и инструменты. Чтобы упростить процесс изготовления, потребуется схема печки для бани из металла.
Нужно иметь в своем распоряжении:
- лист стали толщиной не менее 8 миллиметров;
- колосник;
- металлическую трубу диаметром 50-60 сантиметров с толщиной стенок около 10 миллиметров;
- 10-миллиметровый пруток;
- дверцы и щеколды для обустройства поддувала, каменки и топки;
- водный кран;
- примерно 2 метра трубы, из которых 90 сантиметров потребуются для топки, 60 – для бака, а 50 сантиметров- для изготовления нужных деталей.
Из инструментов надо подготовить сварочный аппарат и болгарку.
Этап 2. Для дальнейшей работы потребуется длинный отрезок трубы. Прежде всего, в нем вырезают поддувало, имеющее параметры 50х200 миллиметров. Над отверстием, расположенным с внутренней стороны трубы, нужно приварить крепление, предназначенное для колосника. Для этого требуется взять металлическую пластину, которая снабжена проушинами. Колосники всегда есть в наличии в специализированных магазинах.
Этап 3. Теперь приступают к созданию топки. Сначала делают отверстие с параметрами 250х200 миллиметров. Сверху следует приварить крепления, которые требуются для установки прутов печки-каменки, диаметром не менее 10 миллиметров. Их можно поменять на колосниковые решетки для агрегатов круглой формы. Купить такие изделия можно в том же месте.
Этап 4. С противоположной стороны конструкции создают отверстие. В него наливают воду. Далее в каменку укладывают камни. Используют, к примеру, диабаз, талькохлорит. Нельзя задействовать кремень, гранит и слюдосодержащие камни.
Этап 5. В предназначенной для отопительного агрегата крышке создают отверстие под монтаж дымоходной трубы, которую затем помещают на место. Далее рекомендуется дополнительно установить емкость для воды. Для этого следует на каменку приварить последний кусок трубы и в его нижней части закрепить кран. При эксплуатации агрегата дым начнет продвигаться по трубе и нагревать воду, не доводя ее до точки кипения.
Установка котла
Прежде чем заниматься изготовлением агрегата, нужно определить место его расположения и размер трубы для дымохода. Это позволит избежать неприятностей во время установки. Труба дымохода должна прямо подниматься вверх через кровлю. И при этом специалисты рекомендуют использовать для нее двухслойную трубу, начиная от потолка и до самого ее окончания
Чтобы защитить отделочный материал потока и кровли, важно позаботиться о тепло- и гидроизоляции. Для этого может быть использована базальтовая вата и фольга
Установка котла
Сооружение самодельного котла по сравнению с кладкой кирпичной печи, является достаточно простым процессом. И теперь и вы знаете, как можно реально сэкономить на отопление в бане, создав котел своими руками. Причем такой метод дает возможность не только рационально использовать пространство в помещении, но и создать уникальный дизайн комнаты.
Печь каменка – руководство по изготовлению
Предлагаем вашему вниманию 3 распространенных конструкции металлических печек для бани:
- простая горизонтальная печь из баллона, растапливаемая внутри парной;
- каменка из трубы 530 мм с выносным топливником;
- вертикальный банный котел «три в одном».
Первый вариант привлекателен простотой в изготовлении, небольшими размерами и мобильностью. Для самоделки потребуется старый пропановый баллон диаметром 300 или 500 мм и обрезки металлопроката. Второй отопитель отличается дополнительной секцией с дверцей, встраиваемой в проем стены парной, и открытой каменкой. Третья модель – это целый котел, состоящий из трех отсеков – топливника, закрытой каменки и бака для нагрева воды.
На чертежах — варианты отопительных агрегатов из листового железа
Свариваем простую печку
Первое, что нужно сделать, — правильно отрезать крышку баллона по заводскому шву. Для этого открутите рожковым ключом газовый вентиль и наполните емкость водой, после чего можно работать болгаркой.
Сборку отопителя выполняйте по представленному чертежу, соблюдая такой порядок:
- Вырежьте в торце крышки проемы для монтажа дверок и в корпусе под дымоходный патрубок. Из полос металла сделайте обрамления загрузочной и зольной дверцы, приварите их к проемам.
- Соберите на сварке колосниковую решетку и поставьте ее на уголки, закрепленные внутри баллона. Приварите отрезанную крышку на место.
- Изготовьте створки, как показано на фото. Установите их на петли и прикрепите запоры.
- Приделайте к корпусу ножки и дымоходный патрубок.
После сборки печка для бани из газового баллона растапливается на улице с целью выжечь всю старую краску. Затем ее можно обезжирить и окрасить заново, используя термостойкий состав серии КО.
Изготовление агрегата с выносной топкой
Чтобы сделать такую печь, нужно заготовить детали из металла и подрезать трубу в размер, ориентируясь по чертежу:
Дальнейшие работы выполняйте по инструкции:
- Вырежьте в верхней части трубы отверстие, приварите к нему патрубок дымохода, а снизу топливника — ножки. Поставьте колосники, как описывается в предыдущем разделе.
- Изготовьте переднюю секцию и сваркой прикрепите ее к топке. К тыльному торцу корпуса приварите глухой диск из металла.
- Сделайте утепленные базальтовой ватой дверцы с ручками и установите их на место.
Сверху к готовой печке осталось приварить раму для каменки из уголков, обшитых крупноячеистой металлической сеткой. После обжига, окрашивания и монтажа в бане по месту наполните сетку специальными камнями из списка:
- базальт;
- галька речная;
- габбро-диабаз;
- талькохлорит.
Как на практике изготавливается похожая банная печь, подробно рассказывается на видео:
Делаем вертикальный котел
Особенность круглого агрегата, представленного на чертеже – наличие 3 камер – топливной, каменки и водяного бака. Их величина может варьироваться по вашему желанию, например, чем большие размеры топки вы сделаете, тем дольше будет гореть 1 закладка дров. Увеличение каменки позволит аккумулировать больше тепла, выделяющегося продолжительное время после прогорания топлива.
Порядок сборки котла выглядит так:
- Вырежьте заготовки перегородок, дна и крышки из металла толщиной не менее 5 мм. Подготовьте торцы трубы и сварите колосники круглой формы.
- В корпусе выполните проемы для дверок и люка загрузки камней.
- Сделайте в перегородках отверстия для дымохода и установите их внутри трубы. Крышку бака закрепите на петлях.
- Изготовьте дверцы из полукруглых вырезанных кусков и поставьте их на навесы.
- Установите дымоходный канал и кран для слива воды в нижней части бака.
При желании даже в этой печи можно сделать выносную топку. Для этого нужно нарастить загрузочный и зольный канал, приваривая сбоку к трубе заготовки из металла требуемой ширины, как изображено выше на фото. Правильная сборка подобного теплогенератора детально показана на следующем видео:
Трудности при установке самодельной каменки
Несоблюдение правил строительства приводит к ошибкам. В таких случаях печи становятся недолговечными
Во избежание разочарования важно держать в уме следующие пункты инструкции:
- помнить о гидроизоляции на фундамент печи;
- готовить правильный песчано-глиняный раствор (1:2);
- выбирать качественный материал;
- следовать стандартам при выборе размеров печек.
Строительство без соблюдения соответствия со схемой, монтаж нестандартной арматуры, неровная кладка могут привести к отсутствию тяги и к задымлению бани.
Возможные неполадки:
- Нет должного нагрева. Это происходит, когда закрывается не та задвижка — они разные при «летней» и «зимней» топке бани.
- Выбивается дым в разных частях трубы — необходимо расширение дымохода и исключение прямых углов.
- Печь дымит — раствором плохо замазаны щели и отверстия для чистки. Или используются сырые дрова.
- Медленный нагрев — на внутренних стенах печи много сажи. Её надо очистить.
Конструкция самодельных котлов
Для самостоятельного изготовления котла для бани стоит заранее озаботиться приобретением таких инструментов и материалов:
- сварочный аппарат,
- болгарка,
- куски арматуры,
- отрезок трубы соответствующей длины и диаметра,
- металлические петли для закрепления дверок,
- кран для бака с горячей водой.
Технология изготовления металлического твердотопливного котла цилиндрической и прямоугольной формы несколько отличается.
Цилиндрический котел
Лучшим материалом для такого котла станет толстостенная (6-8 мм) труба диаметром 400-500 мм.
Можно использовать менее тонкое железо, к примеру, обыкновенную бочку, но срок службы такого котла будет гораздо меньшим.
- Отрезок трубы длиной около 1 м будет служить камерой сгорания. К этому элементу приваривается днище и крышка из листовой стали толщиной 5 мм или более. Для придания котлу устойчивости можно дополнительно приварить к днищу ножки из отрезков швеллера.
- Отступив от дна заготовки 3-5 см, при помощи болгарки аккуратно выпиливается прямоугольное отверстие размерами 10х15 см. Вырезанный кусок металла также пригодится – он послужит дверцей поддувала и зольника.
- К дверце приваривается ручка и петли, при помощи которых она закрепляется на корпусе котла.
- Над зольником, выше его на 5-10 см, внутрь трубы вваривается колосник. В данном случае это может быть просто лист металла соответствующих размеров, с равномерно проделанными отверстиями, способными беспрепятственно пропускать золу. Вместо листа металла можно приварить несколько толстых отрезков арматуры.
- Отступив от колосника еще 5-10 см, выпиливается еще одно отверстие – дверца топки. Ее размеры должны быть не менее 25х40 см, в противном случае закладывать дрова будет неудобно. Дверца также оснащается петлями и ручкой, после чего устанавливается на место.
- Непосредственно над топкой будет размещена каменка. Ее высота принимается равной высоте самой топки, а в средней ее части со стороны парилки также монтируется дверца. Через нее осуществляется закладка камней и выход раскаленного пара.
- В самой верхней части котла монтируется бак для воды. По всей его высоте, ровно по центру, проходит отрезок трубы сечением около 100 мм и высотой приблизительно в две высоты самого бака, выполняющий роль дымохода. Нагрев воды будет осуществляться за счет движения горячего дыма и раскаленного воздуха от камней, расположенных снизу. В верхней части бака стоит предусмотреть откидную крышку, а внизу вварить кран.
Интенсивность горения регулируется двумя способами:
- При помощи заслонки в дымоходе (этот элемент можно встретить далеко не во всех видах конструкции).
- Через поддувало, объединенное с зольником.
Прямоугольный котел
Изготовление котла такой формы потребует больше усилий. Заготовки необходимо будет тщательно обмерить, а для соединения элементов понадобится большое количество сварных швов.
В качестве материала наилучшим образом подойдет жаропрочная легированная сталь толщиной 4-6 мм. Для парной, имеющей объем 20 кубических метров, оптимальными габаритами готового котла будут 450х450х600 мм.
- Стальной лист необходимой толщины аккуратно размечается и разрезается при помощи болгарки. Одновременно с этим можно заготовить отрезки полосового металла, которые будут выполнять роль ребер жесткости, а также заготовок труб, необходимых для монтажа дымохода и воздушной заслонки.
- Из подготовленных деталей сваривается корпус камеры сгорания. В нижней части корпуса вырезается отверстие для дверцы топки, сверху – для патрубка дымохода. Далее, приваривается сам патрубок и выносной канал (его длина должна быть равна толщине стены бани), через который будет производиться закладка дров.
- К стенкам топки рекомендуется приварить дополнительные ребра жесткости из толстых полос металла или стального уголка. Эти элементы не только помогут усилить конструкцию, но и существенно улучшают теплообмен в парной.
- В конце выносного канала монтируется дверца на петлях. Также, дверцу можно оснастить заслонкой, позволяющей регулировать интенсивность процесса горения (такая заслонка нужна только в том случае, если конструкция не предусматривает устройство зольника).
- Каменка может быть устроена несколькими способами. Один из них подразумевает приваривание металлического бортика по периметру верхней части топки и заполнение полученной емкости камнями. Другой способ еще проще – топка обматывается металлической сеткой, а в пространство между ними помещаются камни.
Виды
Банные котлы можно изготовить самостоятельно из бочки или из металлических листов. О каждом из них будет рассказано ниже.
- Котлы, сделанные из бочки. Банные котлы, изготовленные из бочки, являются компактными печами, главным элементом которых, служит бочка объёмом не меньше 200 литров. Следует отметить, что бочка должна быть советского производства, так как они намного прочнее современных. Эта же бочка разделена специальной перегородкой на две части. В нижней части имеется топка, под которым располагается зольник с дворцом. Верхняя часть является водонагревательным баком. В перегородку, которая отделяет бак воды от топки, имеется отверстие, через которую проходит дымоход. Одним концом он соединяется с топком, а другим концом выходит наружу через перегородку и слой воды в баке. Каменка, где располагаются камни, располагается сбоку как можно ближе к топке, для эффективного нагрева.
- Котлы из листов металла. Такие печи имеют схожее строение с котлами из бочки, но в отличие от них, имеют четырёхугольное сечение. В целом, печи из металлических листов состоят из трех секций:
- Водонагревательный бак. Он располагается выше всех. Через этот бак, как и в случае с печками из бочки, проходит дымоходная труба.
- Каменка. Она располагается ниже водонагревательного бака. Здесь находятся камни. Стенки этой секции изнутри выкладывают огнеупорным слоем из кирпича. Такой слой называется футеровкой.
- Топочная камера. Она является самой нижней секцией конструкции. Здесь также имеется футеровка. Эта секция делится еще на две части. Верхняя часть является собственно топкой, а нижняя часть представляет собой зольник. Перегородка между ними делается из металлической решетки.
Котлы для бань также можно классифицировать по виду топлива, на котором они работают. Так, выделяют следующие виды:
- Газовые агрегаты. Такие котлы работают на газе, и будет идеальным вариантом, если в дом подведена система газоснабжения. Сами по себе такие агрегаты очень компактные, занимают мало места. К тому же они не выделяют никаких запахов и отходов. Бывают трех типов:
- Одноконтурные. Такие агрегаты предназначены для обогрева небольшой бани.
- Двухконтурные. Они предназначены для обогрева бани и небольшого количества воды.
- Трехконтурные. Они могут нагревать систему теплого пола, а также нагревать небольшой бассейн.
- Электрические. Если к дому не подведен газ, то можно приобрести электрические котлы, которые функционируют на электроэнергии. Несомненным плюсом таких агрегатов является то, что их можно настроить на определенную температуру. Также они являются экологически – чистыми, так как не выделяют всяких отходов. Несмотря на такие преимущества, у этих агрегатов все же есть один главный недостаток – повышенное потребление электроэнергии. Электричество в настоящее время дорожает, поэтому такое сооружение не всем придется по карману.
- Твердотопливный агрегат также является неплохим вариантом для бань. Но в них нет системы автоматики, то есть они не могут работать в автоматическом режиме. Поэтому придется каждый раз подходить и загружать определенную порцию топлива. Современные котлы изготавливается таким образом, чтобы извлечь как можно больше тепла из топлива. С этой целю, термоизоляция твердотопливных котлов продолжает улучшаться, чтобы снизить потерю тепла.
- Агрегаты, работающие на дизельном топливе. Такие котлы очень удобны в эксплуатации, так как их можно заправлять один раз за полгода или год. Самое главное – нужно найти специальную емкость для хранения дизельного топлива. Некоторые покупают большое количество топлива, и хранят их под землей, заправляя агрегат раз в год. Для такого агрегата требуется отдельное помещение, а все работы, связанные с монтажом и ремонтом таких котлов, следует предоставить опытному специалисту.
- Пиролизные котлы. Такие агрегаты в основном работают на дровах. В отличие от обычных печей, они имеют две камеры сгорания. В первой камере дрова подвергаются действиям высокой температуры без доступа воздуха, где они разлагаются, выделяя газ. Этот газ собирается и направляется во вторую топку, где он горит. Таким образом, достигается горение топлива без остатков. Главным минусом является высокая цена.
https://youtube.com/watch?v=z22zuI04mqo
Изготовление пиролизной двухкамерной печки
На фото выше изображена печь буржуйка из газового баллона. Такой вариант буржуйки более компактен и экономичен. Вместо двух баллонов для пропана по 50 литров, нам потребуется 1 пропановый сосуд на 24 литра и 5 труб диаметром 57 мм и длиной около 400 мм.
Принцип работы следующий:
- Первый баллон для пропана аналогичен предыдущему варианту. Единственное отличие, что вместо колосников, прорезаны щели сверху самого баллона.
- Сверху баллона выполнен проем. Туда подходят 5 труб теплообменника. По этим трубам дым поднимается во вторичную камеру. Проделывая этот путь, нагретый воздух отдает часть тепла в помещение.
- Дополнительно, по отдельному каналу во вторичную камеру подается теплый воздух. Создается эффект пиролиза — дым догораем в топливной камере и выделяет дополнительное тепло. И только после этого окончательно выходят наружу.
Мощность такой горизонтальной буржуйки может доходить до 5 кВт. Этого хватит для отопления 50 м2 полезной площади.
Изготовление пиролизной (длительного горения) двухкамерной печки не намного сложнее. Она компактнее, но имеет меньшую мощность. Точно также подготовим инструменты, материалы и можно сделать необходимые чертежи.
Материалы и инструменты
Понадобятся следующие материалы:
- электроды
- отрезные круги
- 1 газовый баллон на 24 литра
- лист толщиной 2 мм
- уголок на изготовление «ножек»
- арматура диаметром 20 мм
- труба диаметр 57 мм
- труба диаметр 20 мм
- прочие
Потребуются те же инструменты:
- переносной сварочный аппарат
- «болгарка»
- дрель
- сверла
- прочий инструмент.
Ниже представлен чертеж буржуйки из газового баллона на 24 литра.
Пошаговая инструкция
Схема двухкамерной пиролизной буржуйки
Ваши действия должны быть такими:
Вырезаем в днище пропанового баллона отверстие для печки размером 260х200 мм.
Изготовьте зольник и приварите его к дну. Приварите опоры.
Сделайте колосниковую решетку.
Изготавливаем теплообменник по чертежу выше. Трубы врезаем в шахматном порядке
Критически важно соблюдать все расстояния.
Привариваем трубу диаметром 20 мм для дополнительного подвода теплого воздуха, предварительно согнув ее под прямым углом.
Вырезаем в баллоне отверстие и привариваем теплообменник.
Теперь изготовим вторичную камеру с дымоходом.
Вырезанную из баллона заготовку используем в качестве крышки для дымохода. Она нужна для более долгого горения.
