Конструкция печей из металла, основные типы

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЕЧИ: ВИДЫ И УСТАНОВКА

Предисловие

Все виды металлических печей подходят для использования в быту и в хозяйственных целях.

Такие устройства пригодны для отопления загородных домов, дач, подсобок, мастерских и бань. Правда, из-за невысокого коэффициента полезного действия подобными печками можно прогреть лишь небольшое помещение – до 30 кв. м. При установке печи из металла необходимо продумать экранирование, а также выполнить отделку прилегающих стен пола.

В настоящее время металлические печи любых типов пользуются большим спросом, так как отличаются надежностью и долговечностью, а также имеют хорошие технические характеристики. Как и другие обогревательные устройства, они монтируются с соблюдением норм и правил пожарной безопасности. Если печь устанавливают в деревянном доме, то требования более жесткие. При грамотной установке печи можно избежать несчастных случаев и повысить ее КПД.

ФОРМА ПЕЧЕЙ

Металлическая печь — это цельная конструкция, представляющая собой компактный отопительный агрегат. Ее с легкостью можно переместить, в отличие от кирпичной печи. Форма этого агрегата может быть разнообразной:

Кубической
Цилиндрической
В виде параллелепипеда

Учтите, что печи из металла относятся к пожароопасным конструкциям и их нельзя длительно оставлять без присмотра!

Перед тем как купить печь из металла, нужно хорошо обдумать ее назначение. Это пожароопасный агрегат, и при его эксплуатации важно соблюдать установленные правила.

ДЫМОХОД

Для металлической печи обязательно понадобится дымоход. Для его создания в настоящее время чаще всего используют сэндвич-трубы. Их можно приобрести в виде комплекта с готовыми креплениями и набором элементов. Устанавливать такой дымоход лучше вместе с напарником. Это займет не так уж много времени — 3-5 часов. Действуйте по инструкции, и у вас все получится.

Для установки дымохода рекомендуется использовать негорючие материалы, например минеральную вату, цемент, сталь, силиконовый герметик.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Металлические печи являются удобными для отопления и служат долго, но у них есть как плюсы, так и минусы.

Плюсы:

Прочность. Металл является материалом, которому можно придать любую форму.
Низкая себестоимость. Себестоимость такой печи значительно ниже, чем кирпичной.
КПД этого отопительного агрегата на 15-20 % превосходит тот же показатель у кирпичной печи.
Мобильность конструкции. Металлическую печь легко переместить, в отличие от стационарной кирпичной.
Быстрый нагрев. Через 25-30 минут печь нагревает помещение.
Печи не вредит длительный перерыв в работе, так как не нужен температурный разгон.
Получить разрешение на установку такой печи значительно проще, чем кирпичной. Также в продаже есть множество вариантов металлических печей, для установки которых не требуется разрешение. После несложной установки печь сразу готова к эксплуатации.

Минусы:

Отсутствие пористости материала изготовления, из-за чего агрегат «не дышит» и расходует кислород в помещении. Это повышает возможность отравиться угарным газом.
Печь быстро нагревается, но и быстро остывает.
Наружная поверхность металлической печи накаляется, что повышает опасность получения ожога или возникновения пожара.
Относительно кирпичной печи у металлической небольшой срок эксплуатации.
Такая печь непригодна для отапливания больших помещений.

ВИДЫ ПЕЧЕЙ

Продумывая, какую металлическую печь лучше выбрать, следует учесть следующие показатели:

Скорость нагрева площади определенного размера.
Максимальную и минимальную температуру, которую она может поддерживать.
Размеры печи и топки
Из какого сплава изготовлена.
Особенности дверцы.
Удобство обслуживания и эксплуатации.

Чаще всего в продаже встречаются печи из черной и нержавеющей стали, а также чугуна. В зависимости от габаритов их используют для отопления разных помещений:

Мини-печи — до 12 м2
Стандартные печи — 12-24 м2
Большие печи — более 24 м2.

Если печь предполагается использовать не только для отопления, но и для других бытовых целей, то рекомендуем выбирать модели со встроенным баком для нагрева воды, духовым шкафом или варочной поверхностью.

Физико-химические особенности металла, используемого для изготовления печи, непосредственно влияют на качество работы и срок эксплуатации агрегата для обогрева помещения, поэтому при выборе печи всегда обращают внимание на материал:

Температурная прочность обычной стали не более 400 °C. Для создания печи подходят стальные листы толщиной 4 мм и более. При нечастом использовании в регионах с умеренным климатом такая печь может служить несколько лет. Для печей, которыми планируется ежедневно отапливать помещения, этот материал не подходит.
Печи из жаропрочной стали толщиной 1,5-3 мм имеют небольшую массу и служат до 20 лет и более. Если они изготовлены промышленно, то имеют высокие значения коэффициента полезного действия — более 80 %. В продажу такие печи поступают с приложением сертификата МЧС, который подтверждает высокую пожарную безопасность агрегата. Изготовленные на заводе печи легко устанавливаются на выбранном месте. Единственная сложность — подключить дымоход.
Физические характеристики чугуна отличаются от стали. Этот металл хрупкий, с невысокой относительно стали теплопроводностью, но более высокой теплоемкостью. Чугунные печи нагревают помещение даже через 3 ч. после окончания горения топлива.

Печи изготавливают из чугуна толщиной 6-25 мм, поэтому они имеют большую массу. Их используют для отопления небольших помещений. Из-за низкой теплопроводности чугунные печи не подходят для обогрева помещений большой площади.

Чугун не способен «дышать», но по химической инертности близок к показателям керамики. Печи из этого материала не страдают от длительных перерывов в работе. Наиболее часто чугунные печи применяют для отопления теплиц, крольчатников, птичников.

Современные металлические печи промышленного изготовления отличаются небольшими габаритами и разнообразным дизайном. Можно выбрать печь в стиле интерьера вашего дома.

КАМЕРНЫЕ ПЕЧИ

В таких печах дымовые газы от топки поступают в газовую камеру естественным путем, за счет циркуляции. В ней происходит их окончательное сгорание. Воздух для горения топлива поступает в топку также естественным образом.

Впервые промышленные печи из металла такого типа появились в начале XIX века. В последующем они были усовершенствованы. В корпусе печи появилась колосниковая решетка с дверцей и поддувалом. Такая конструкция позволила регулировать мощность агрегата в зависимости от погоды. Высота дымохода сократилась до 2,5-3 м, а его диаметр соответствует 7-9 мм/1 кВт тепловой мощности печи. Часть дымохода длиной 1мот корпуса печи идет вертикально и спрятана под слоем теплоизоляции. За ней идет горизонтальная часть дымохода длиной до 2,5 м, выходящая в форточку окна помещения. Такое усовершенствование камерной печи повысило ее коэффициент полезного действия до 60 %.

КАНАЛЬНЫЕ ПЕЧИ

В таких печах догоревшие дымовые газы перемещаются по каналам конструкции и отдают тепло стенкам. Дымовые газы догорают только после прогревания корпуса печи до 400 °C. Это обеспечивает высокое значение коэффициента полезного действия печи.

В печи из металла этого вида отсутствует лабиринт газохода. В связи тем, что металл имеет высокую теплопроводность, прохождение дымовых газов по лабиринту не имеет смысла и в конструкции оставили только одно горизонтальное колено.

По сравнению с камерной печью у канальной имеются преимущества.

В первую очередь это высокий коэффициент полезного действия — 70-80 %. Также — увеличение тепловой мощности печи относительно объема конструкции в 2-3 раза. Размеры дымохода и величина тяги не имеют решающего значения при выборе печи.

Канальная печь может работать в режиме длительного и пламенного горения. Металлическая перегородка с высокой теплопроводностью между топкой и дожигателем обеспечивает в последнем необходимую для сжигания недогоревших газов температуру.

Подача воздуха в топку и камеру дожита происходит раздельно, а это позволяет использовать твердое топливо любого вида. Мощность образующегося потока тепловой энергии зависит от режима подачи воздуха, а не от количества подаваемого топлива.

Если использовать в качестве топлива уголь высокого качества или дрова, то срок периодической очистки дымохода продлевается до 5 лет.

КОЛПАКОВЫЕ ПЕЧИ

Колпаковые печи относятся к печам длительного горения. В таком агрегате дымовые газы скапливаются под сводом колпака до полного сгорания. Затем остывающие дымовые газы перемещаются вниз вдоль стенок печи и отдают им свое тепло. Коэффициент полезного действия такой печи — почти 70 %.

Колпаковые печи работают в режиме тления топлива. Это позволило увеличить время теплоотдачи обогревательного агрегата до 60-72 ч. при одной закладке дров и до 20—30 суток при одной загрузке угля. В процессе тления загруженное топливо подвергается пиролизу, т. е. разложению твердых продуктов на горючие газообразные компоненты.

Для такой печи используют любое твердое органическое топливо. Она имеет высокие экологические характеристики, так как в результате ее работы в атмосферу попадают только водяной пар и углекислый газ.

ЭКРАНИРОВАНИЕ СТЕН

Для безопасной установки металлических печей проводят экранирование прилегающих стен различными материалами. Рассмотрим наиболее современные из них.

Минерит (фламма)

Это наиболее популярный материал отечественного производства, который представляет собой фиброцементную плиту, т. е. армированный целлюлозными волокнами цемент. Минерит влагостойкий, не подвержен гниению, выдерживает нагревание до 150 °C. При более высокой температуре материал начинает разрушаться.

Материал в большом количестве пропускает инфракрасное излучение от печи и сам тоже нагревается, поэтому монтировать его непосредственно на деревянные стены недопустимо, так как возникает пожароопасная ситуация. Такой экран для металлической печи устанавливают с вентиляционным зазором, утеплительной прокладкой (базальтовый картон) или на металлический каркас с утеплением стены. Выбор способа установки минерита зависит от расстояния между печью и стеной.

Суперизол

Представляет собой плиту из силиката кальция, которая в отличие от предыдущего материала является более эффективным теплоизолятором. Он имеет пористую структуру и не нуждается в дополнительном утеплении. Однако суперизол не выдерживает воздействия влаги и нагрузки, поэтому его используют только с отделкой. Еще одним недостатком этого материала является высокая цена. Однако большой плюс — суперизол выдерживает температуру до 1000-1100 °C.

Суперизол почти не пропускает тепло от печи. Его используют не только для экранирования печей и трубопроводов, но и при отделке каминов.

Магнезит

Плитообразный материал на основе магнезиального вяжущего компонента. Для большей прочности его армируют стеклотканью. Магнезит выдерживает температуру до 150 °C и нуждается в отделке, так как не отличается высокой стойкостью.

Кирпичный экран

Экранирование кирпичом является оптимальным с учетом цены и качества. Рекомендуется делать его с вентиляционным зазором. Кирпич выдерживает продолжительное нагревание, не разрушается и не требует последующей отделки, если выложен аккуратно.

Вокруг печи можно возвести дополнительные стенки из кирпича. Между корпусом отопительного агрегата и кладкой следует выдержать расстояние 3-8 см. На деревянные полы сначала укладывают металлический лист толщиной 2-4 мм, затем сверху настилают асбест. Для расчета размеров подкладки учитывают толщину кирпича. Если пол бетонный или выложен керамической плиткой, то подкладка не нужна.

Стенки выкладывают в полкирпича. Кладку выполняют с соблюдением всех правил — с перевязкой швов и выравниванием нивелиром по плоскостям. Строительный раствор замешивают из глины и песка, средней густоты. При выкладке второго ряда на всех трех стенах оставляют технические отверстия размером примерно в половину кирпича. Также предусматривают отверстия для дверцы, поддувала и других элементов печной конструкции.

После достижения высоты стенок верха топочной дверцы на кирпичах выставляют металлические уголки. Они распределят нагрузку от последующих рядов кирпичной кладки. Верхнюю часть стенок вокруг печи декорируют разными способами: оставляют открытыми или выкладывают в виде дуги.

Асбокартон

Этот материал традиционно используется для экранирования печей. Он выдерживает нагревание до 500 °C. Однако он не выносит влагу, размокает и становится похож на обычную бумагу.

Далее вы узнаете, как правильно установить металлическую отопительную печь своими руками.

УСТАНОВКА ПЕЧИ

Металлические печи выпускаются с минимальным набором деталей, обычно схема установки прилагается к каждому отопительному агрегату.

Чаще всего достаточно лишь установить печь на подготовленное место и подключить ее к дымоходу.
Выбор места установки металлической печи влияет на ее эффективность. Оптимально размещать печь в центре отапливаемого помещения. Если вы планируете поставить печь в угол или у стены, то нужно смонтировать противопожарный фартук прямоугольной формы. Его площадь должна быть на 30-50 % больше площади задней или боковой поверхности печки.

Рядом с печью удобно организовать место для хранения небольшого количества топлива (охапки дров) и приспособлений для чистки зольника (кочерг).

В качестве основания для печки используют негорючую подстилку — асбестовый лист толщиной 3-5 мм. Поверх накладывают стальной лист толщиной 2-3 мм. Относительно передней поверхности печи основание должно выступать вперед на 50-70 см. С других сторон достаточно отступить от края основания по 20-30 см. Это поможет поддерживать чистоту помещения при очищении зольника или закладке дров в топку печи.

Дымоход может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Его выход на улицу может быть под разными углами. Популярно стало выведение дымохода через стену, но такое устройство подходит не для всех печей.

Компактные модели оснащают двустенными трубами из нержавеющей стали, которые изолируют базальтовой ватой. В них значительно меньше образуется конденсат и оседает сажа.

Отверстие для трубы делают непосредственно перед ее установкой. Дымоотводный канал собирают и определяют точку его выхода. Затем проделывают отверстие соответствующего диаметра с учетом рекомендаций завода-изготовителя. При наличии готового дымохода трубу пропускают через шахту. Если диаметры трубы и отверстия не соответствуют друг другу, то используют специальные стаканы-переходники. Не рекомендуется делать дымоходы с многочисленными поворотами, так как в них будут накапливаться продукты горения топлива.

Дымоход начинают монтировать в помещении. К корпусу печи прикрепляют трубу. Выше устанавливают регулировщик тяги (шибер). Если дымоход будет с уклоном, то используют полуотвод с необходимым граду сом скоса. Герметизируют все соединения только термостойкими материалами. Для соединений труб с разным сечением используют специальные переходники.

В месте входа дымоотвода на стене или потолке устанавливают металлическую пластину, в которой вырезают отверстие, соответствующее его диаметру. Высота бортов у квадратного фланца должна совпадать с толщиной стены или потолка. Его крепят к соответствующей поверхности в помещении. Дымоход пропускают в подготовленное отверстие с улицы. Свободное пространство между стенками фланца и трубой заполняют минеральной ватой. Дымоход подсоединяют к переходнику при помощи стяжных хомутов.

В месте выхода дымоотвода на уличной поверхности стены устанавливают тройник. Закрепляют его стеновыми кронштейнами. От тройника пойдет вертикальная труба. Для того чтобы в нее не попадали листья, сухие ветки и прочее, оголовок трубы оборудуют дефлектором. Это защитит дымоход и от попыток птиц свить на нем гнездо.

Во многих конструкциях печей предусмотрено варочная поверхность (1-2 конфорки). Их используют с осторожностью, так как на них не должна попадать холодная вода. Для их изготовления обычно используют чугун, а он может растрескаться при резких перепадах температуры.

ОТДЕЛКА СТЕН И ПОЛА

После установки изолирующего материала стены и полы помещения выглядят малопривлекательно. Поэтому их отделывают керамической плиткой из одной коллекции.

На бетонные полы керамическую плитку можно укладывать сразу. Если пол деревянный, то сначала настилают стекло-магнезитовый или фанерный лист, который с помощью саморезов прикручивают непосредственно к полу. Его поверхность проходят грунтовкой и оставляют до полного высыхания на сутки.

Затем на плиточный клей укладывают керамическую плитку. Его наносят зубчатым шпателем, ровным слоем. Для выравнивания первого ряда плитки используют уровень по горизонтали и вертикали. Качество выкладки этого ряда влияет на безупречность всей поверхности пола под печью.

Укладку керамической плитки делают без швов или с ними. В последнем случае за счет уменьшения или увеличения расстояния между элементами можно скорректировать раскладку плитки.

Через двое суток крестики-разделители убирают и швы затирают специальным средством. Переход плитки к основному полу декорируют уголками или порожками.

Отделка стен за металлической печью выполняется аналогичным образом. Для крепления используют жаростойкую мастику. Если на полу плитка уложена по всем правилам, то первый ряд на стене по горизонтали ложится сразу правильно.

Подрезают керамическую плитку по размерам с помощью картонного трафарета. По краю кладки делают окантовку специальным профилем, который подбирают в сочетании с порожками или плинтусами.