Размеры печи для бани из металла

Принцип выбора чем проще, тем лучше

Для начала определимся с видами печей, которые могут попасть в ваше поле зрения.

Видов довольно много, часто в вариантах для :

  • Во-первых, кирпичная дровяная печь – для бань нас здесь интересует её более простой и не такой массивный вариант, который строится в жилье; такую печь строят самостоятельно;
  • Во-вторых, металлическая печь на дровах; разработано множество промышленных вариантов таких печей, но можно попытаться изготовить и своими руками, зная устройство и технологию сварки;
  • В-третьих, электрокаменки – очень популярный вариант для саун, которые уже выбираются из имеющихся предложений на рынке;
  • В-четвёртых, печь, в которой источником тепла является газ; такие печи привлекают дешёвым источником энергии, но требуют профессиональных знаний в области обращения с газовыми приборами.

Какими бы печи не были – из какого материала бы они не изготавливались и какой бы не использовали источник энергии, принципы работы и устройство всех очень похоже. Рассмотрим устройство на примере металлической каменки
.

Базовый вариант

Хороший базовый вариант каменки представляет собой образец, представленный на рисунке «В».

Его составными элементами являются:

  • A – хомут, надеваемый на верхнюю часть трубы;
  • B – шибер, как средство защиты от обратной тяги;
  • C – труба;
  • D – свод;
  • E – каменка – место расположения камней для создания основного жара в бане;
  • F – корпус;
  • G – место установки бака с водой, если необходима ещё и горячая вода;
  • H – дверь топки;
  • I – дверь поддувала;
  • J – колосниковая площадка;
  • K – колосник.

Схема воздушных потоков

Очень важной составляющей расчёта и анализа конструкции печи является понимание и создание схемы внутренних воздушных потоков. Такая схема может иметь следующий вид:

Такая схема может иметь следующий вид:

  • A – поступление холодного воздуха;
  • B – выход пара;

  • C – выход горячего воздуха, вторичный канал;
  • D – горящие дрова;
  • E – выход дыма.

На схеме “E” представлена более простое устройство печи, а отсюда и более простая схема воздушных потоков, хотя идея остаётся неизменной – существуют два воздушных канала, основной и дополнительный:

  • вход для холодного воздуха (1);
  • поток теплого воздуха (2);
  • поток горячего воздуха (4);
  • выход пара через отдельный канал (5).

Схема дымохода

Организация успешной работы печи немыслима без заботы о хорошей тяге, а значит без надёжного .

На рисунке «H»подробно представлена конструкция дымохода:

A – кровля и B – стропила, как конструктивные элементы крыши; C – высокотемпературный герметик – обратите внимание на необходимость надёжного оформления стыка конструкции печи с элементами кровли; D – колпак от осадков; E – оцинкованный металлический лист;

  • F – теплоизоляция;
  • G – теплоизоляция, здесь часто используют и керамзит;
  • H – дымовая труба;
  • I – термоизоляция;
  • J – потолок парной;
  • K – защитная труба основной трубы печи;
  • L – дымовая труба;
  • M – цементно-стружечная плита или любой другой устойчивый к температуре уплотнительный материал.

Как рассчитать необходимую мощность электропечи

Мощность нагревателя электропечи определяется в зависимости от общего расхода тепла на нагрев бани в единицу времени. Обычно выбирают нагреватель мощностью на 10-25 % выше расчетной, чтобы не зависеть от колебаний напряжения в электросети, температуры окружающего воздуха и т. п.

Оптимальное время нагрева сауны 2-3 ч. Сокращение продолжительности нагрева на 1 ч требует увеличения мощности нагревателя на 180-200 %. При снижении КПД с 1 до 0,6 для сохранения температурного режима требуется увеличить мощность нагревателя в 4 раза. Рассмотрим зависимость толщины стен и потолка бани (сауны) от мощности электропечи.

Высокий КПД бани 0,8-0,9 достигают снижением потерь тепла через стены и потолок путем увеличения их толщины. Однако при этом повышается масса строительного материала и, следовательно, его теплоаккумулирующая способность. При толщине бревенчатых стен 100-140 мм для нагрева бани объемом 8 м3 в течение трех часов требуется электропечь минимальной мощностью 12 кВт, при этом КПД равняется 0,6-0,7. При толщине стены до 240 мм КПД равен 0,87, но для нагрева бани за тоже время потребуется электропечь мощностью 14 кВт.

Баню с массивными теплоемкими стенами целесообразно строить, если она предназначена для пользования большой семьей (более 5 чел.), так как температура парильной в течение длительного времени почти не меняется, поэтому мощность нагревателя можно рассчитывать только на покрытие тепловых потерь. Для бревенчатой бани при КПД равном 0,8 достаточно иметь электропечь с нагревателем мощностью 5,5 кВт.

Тепловая изоляция стены и потолка в банях периодического действия должна обеспечивать низкие тепловые потери и иметь малую теплоаккумулирующую способность. Для нагрева бани с такими стенами в течение 2-3 ч могут быть использованы электропечи небольшой мощности.

Стены и потолок каркасной бани обшивают изнутри досками толщиной 20-25 мм и с прокладкой шлаковой или стеклянной ваты, отличающейся низкой теплопроводностью.Через стены каркасной конструкции с теплоизоляцией из шлаковой ваты тепловые потери в 6 раз меньше, чем через бревенчатые стены такой же толщины (120 мм), а их аккумулирующая способность в 1,6 раза ниже.

Мощность печи можно изменить вручную либо автоматически. Регулятор и исполнительный механизм устанавливают в комнате для переодевания. Отопительные электропечи обычно работают в сауне в постоянном режиме. Они быстро нагревают парильную и точно регулируют температуру на заданном уровне.

При использовании нагревателей мощностью 50-70 кВт время нагрева составляет 20-30 мин. Отопительную электропечь выполняют с огнеупорной кладкой, предохраняющей металлический корпус от прогорания или с системой тепловых экранов. Печь с огнеупорной кладкой обладает большей теплоаккумулирующей способностью.

Расчет мощности печи

Расчет полезной мощности, расходуемой на подогрев металла

Полезное тепло, расходуемое на нагрев загрузки, может выражаться либо в виде энергии, если речь идет о нагреве определенного количества материала безотносительно ко времени, либо в виде мощности, если речь идет о нагреве определенного количества материала в единицу времени.

— энтальпия жидкого алюминия при ;

— удельная теплоемкость алюминия в жидком состоянии;

— масса нагреваемого алюминия;

— конечная температура нагрева;

— начальная температура нагрев;

— время, за которое металл нагревается до конечной температуры.

. (2.140)

Расчет потребляемой мощности

Для определения потребной мощности садочной печи необходимо помимо данных теплового баланса знать время, в течение которого должна выделяться максимальная потребная мощность. Обычно это время равно времени нагрева загрузки; одновременно с загрузкой необходимо нагревать вспомогательные устройства, компенсировать тепловые потери печи, а в случае необходимости нагревать или подогревать остывшую футеровку .

— мощность потерь через футеровку печи.

— мощность потерь через рабочие проемы печи излучением и конвекцией.

— полезная мощность, расходуемая на нагрев металла.

. (2.141)

Расчет установленной мощности

При выборе установленной мощности печи следует иметь в виду, что излишняя установленная мощность не только не дает повышения удельного расхода энергии, но, наоборот, в ряде случаев позволяет снизить расход энергии за счет возможности форсирования режима нагрева и сокращения длительности разогрева печи.

(2.141)

где = 1,25 — коэффициент избытка мощности (коэффициент запаса), учитывающий постепенное увеличение (в результате окисления) сопротивления нагревательных элементов и, как следствие, уменьшение первоначально принятой мощности, а также изменение свойств сплавов высокого сопротивления. В процессе эксплуатации возможно временное падение напряжения питающей сети, что тоже приводит к снижению мощности.

Расчет технико-экономических показателей

Время одного цикла состоит из следующих составляющих:

— время загрузки и выгрузки металла.

— время нагрева металла в печи от начальной до конечной температуры.

— время технологической выдержки.

— время цикла.

Производительность: ; (2.142)

Тепловой КПД печи: ; (2.143)

Удельный расход энергии: . (2.144)

Коэффициент полезного действия и удельный расход энергии в значительной мере отражают степень технико-экономического совершенства печи. Однако более показателен в этом отношении удельный расход энергии, поскольку он в явном виде характеризует тепловую эффективность печи.

Основные достоинства

Несомненными плюсами применения теплообменника в конструкции печи являются:

  • Одновременное осуществление нескольких функций: нагрев воды, воздуха в нескольких  помещениях, а также парообразование;
  • Варианты установки бака на значительном расстоянии от печи (даже в другом помещении);
  • Долговечность. При использовании современных материалов и соблюдении технологии монтажа срок эксплуатации достигает 20 лет.
  • Эстетичный внешний вид
  • Доступность ухода;
  • Простота монтажа;
  • Высокая эффективность;
  • Возможность установки как в русской традиционной бане, так и в современной финской сауне;
  • Экономия места за счет компактных размеров;
  • Высокая мощность и как следствие, быстрый нагрев до требуемой температуры;
  • Отсутствие (или несущественность) деформаций при нагреве

Несложная металлическая печь-калорифер для бани

Одна из самых простых конструкций – металлическая прямоугольная печь-калорифер. Чтобы ее изготовить, необходимо обзавестись:

  • Стальными листами (более 5 мм)
  • Резаком (можно воспользоваться болгаркой)
  • Сварочным аппаратом
  • Трубы
  • Камни и шамотный кирпич
  • Металлические уголки
  • Дверки и комплектующие к ним (завесы, задвижки)

Основой установки является бак, наполненный водой. Одна из его поверхностей является стенкой печи, поделенной зонально на две части: каменка и топочная. Дым удаляется на улицу посредством дымоходной трубы.

Возводится такая печь для бани своими руками из металла очень легко и быстро. Вначале необходимо определиться с габаритами будущей конструкции и вырезать из подготовленного металла дно, боковые и заднюю стенки. Между собой они надежно свариваются. Изнутри на определенной высоте увариваются металлические уголки – они буду служить опорами для дна каменки (вырезается из листа потолще).

Периметр передней стенки обваривается стальными полосками и монтируется дверца. У нее снизу должны быть высверлены отверстия, через которые будет поступать требуемый для горения кислород.

Чтобы металл не контактировал непосредственно с огнем, пространство внутри топки необходимо обложить шамотным кирпичом.

В листе, который будет опирать на уголки и образовывать дно каменки, необходимо вырезать отверстие, равное диаметру дымохода, и приварить к нему патрубок.

Далее необходимо подумать об установке емкости для воды. Она будет состоять из дна и трех стенок, привариваясь непосредственно к одному боку уже готовой печи. В одной из сторон (кому как удобнее) снизу делается отверстие и вваривается патрубок с краном, сливающим воду.

Монтировать подобную конструкцию можно на основание, выложенное из кирпичей (25-30 см), или на каркас, сваренный их металлических профилей. Поверх каменки укладывают камни диаметром до 12 см, но не менее 5 см. Прекрасно подойдет базальт, порфирит и т. д.

Затем нужно закончить дымоход от патрубка, который был выведен ранее. Бак наполняется водой и закрывается крышкой. В топке разгораются дрова и смотрится, чтоб весь дым удалялся наружу.

Не составит никакого труда внести некоторые изменения в построенную печь для бани своими руками и обустроить под топкой зольник. Таким образом появится возможность:

  • Проще делать очистку от продуктов горения
  • Дверкой поддувала увеличивать/уменьшать тягу

Установить задвижку можно непосредственно на дымовой трубе. С ее помощью появится возможность не менее эффективно управлять процессом горения.

Видео инструкция

 

Круглая печь для бани своими руками

Несложной выглядит конструкция круглой печи, у которой бак расположен прямиком над топливником. Приступая к работе, нужно подготовит бак или трубу диаметром 0.5 м и высотой около 1.5 м с толщиной стен от 1 см, арматуру, кран врезной, трубу в диаметре 0.35 м, дверцы, петли и завесы, стальные листы.

Начинаем строительство печи в баню своими руками:

  1. Большую трубу нужно раскроить на две части – 60 и 90 см, водяной бак и топка соответственно
  2. Из листовой стали вырезается круг, соответствующий диаметру топки (50 см), и приваривается к трубе
  3. Тут же можно приварить каркас ножек высотой до 15 см
  4. Далее необходимо вырезать около дна одно отверстие для зольника, чуть выше – для топочной, соответствующие размерам закупленных дверок, привариваются петли и скоба для щеколды

Внутри приваривается колосниковая решетка, пропускающая воздух в топку из поддувала, ее располагают на высоте до 15 см от дна

Из арматурных прутьев изготавливается корзина и связывается пластичной проволокой – это будет каменка. Она устанавливается вверху трубы, делается дверца подходящей формы для укладки камней

Теперь нужно обустроить водяной бак из куска трубы 60 см. К нему приваривается дно, сквозь которое проходит дымоходная труба, ближе к низу вваривается трубка с вентилем

Обе конструкционные части печи воедино стыкуются и свариваются
Сверху делается двустворчатая крышка. Первая часть приваривается к трубе, а вторая крепится на завесы и оборудуется ручкой

Подводим итоги

Возводить печи в баню своими руками достаточно просто, однако необходимо подходить к работе максимально ответственно. Если конструкция будет изготовлена некачественно или с даже с незначительными на первый взгляд погрешностями, она не будет давать желаемого количества качественного пара и может быть весьма опасной в эксплуатации.

Приступая к работе, рекомендуется увидеть несколько печей в отчую. Если есть знакомый мастер или печник – не следует стесняться спросить у него совет.

Печь для бани из металла инструкция по изготовлению

Достоинства и недостатки металлических печей для бани

  • Малые габариты и мобильность печи из металла делают ее незаменимой для небольших бань.
  • Не требуется массивный фундамент для установки прибора, что облегчает процесс его монтажа.
  • В отличие от аппаратов из кирпича, их аналоги, изготовленные из металла, горят постоянно.
  • Невысокая стоимость. Металлический аппарат, в отличие от кирпичного, проще изготовить без лишних затрат. Поиск чертежей печей из металла для бани особой проблемы не представляет — их огромное количество размещено в интернете и СМИ.
  • Быстрый нагрев — через пару часов парная уже готова к процедурам.
  • Срок эксплуатации — до 25 лет, в зависимости от толщины металла печки и качества его сварки.
  • Безопасность в эксплуатации при выполнении правил сборки печи.
  1. Быстрое остывание, связанное с неспособностью печи удерживать тепло. Требуется постоянная поддержка горения топлива.
  2. Проблемы в отоплении больших помещений.
  3. Ниже пожаробезопасность по сравнению с кирпичной печью. Необходима внутренняя обшивка топки огнеупорным материалом.

Материал для металлической печи в баню

Конструкция печи-каменки из металла для бани

  • Камера сгорания. Здесь идет процесс горения дров. Для управления им используются дверцы топливника и поддувала. Последнее служит для подачи воздуха в топку. Удаление из печи продуктов горения выполняется через зольник — металлическую решетку. Из топки жар от горящих дров поднимается к бункеру с камнями.
  • Бункер. Можно выполнять открытого типа и закрытого. Чтобы сажа и копоть из топки не попадали на камни при их нагреве, наш бункер будет закрытого типа. Для обеспечения доступа к камням в нем делается специальная дверца в боковой части печки.
  • Бак для воды. Поднимаясь выше, горячий воздух нагревает бак с водой. Для удобного слива горячей воды возле его основания приваривают кран. Заливка воды в бак производится сверху. Для максимального теплового эффекта в центре водяного бака располагается дымовая труба печи.

Изготовление печи-каменки для бани из металлической трубы

Процедура изготовления печи из металлической трубы выглядит так:

  1. Режем трубу на две части: одна из них длиной 0,9 м, другая — 0,7 м.
  2. На расстоянии 7-10 см от нижнего конца длинного отрезка трубы вырезаем прямоугольное отверстие для поддувала 20х5 см. Работаем аккуратно, т.к. вырезанный из трубы кусок в дальнейшем будет использоваться для изготовления дверцы. Аналогичным образом вырезаем окно для печной топки, материал для будущей дверцы не выбрасываем.
  3. Затем привариваем к нашей трубе ушки и петли, а на дверцы — защелки. Теперь можно навесить дверки поддувала и топливной камеры.
  4. Из листа металла вырезаем круг D=0,7м, в его центре — отверстие, соответствующее размерам колосниковой решетки. Если ее купить не удалось, можно решетку изготовить самостоятельно из стального прута. Подготовленный круг нужно приварить в трубе немного выше поддувала. Изготовление топки завершено.
  5. В боковой части печки вырезаем окошко для увлажнения горячих камней и устанавливаем для него дверцу.
  6. Изготавливаем площадку для расположения камней. Для этого подойдут металлические пруты. Размеры ячеек принимаем с учетом величины камней, взятых для засыпки в бункер каменки.
  7. После укладки камней вырезаем из листа металла еще один круг того же диаметра. В нем выполняется отверстие под дымоход с расположением возле дальней стенки печи. Привариваем дымоход и круг с отверстием под него наверх бункера.
  8. Готовим бак для воды. Для этого отрезок трубы 0,7 м привариваем к печке.
  9. В водяном баке делаем отверстие под кран.
  10. Вырезаем из листа еще один такой же круг и разрезаем его так, чтобы получились две части разной величины. В большей части выполняется отверстие под дымоход. Накрываем этим элементом всю конструкцию, пропуская через отверстие дымоход, и обвариваем его по отверстию.
  11. Меньшая часть круга будет служить крышкой люка для заливки воды. Поэтому крепится эта часть к печке с помощью петель.

Процедура установки печи из металла в бане

  • Минимальное расстояние между стеной и печью принимается не менее 1 м. Кроме этого, рекомендуется устройство дополнительной защиты в виде термоизоляции стены фольгой со слоем утеплителя. Это исключит перегрев деревянной стены и ее возгорание.
  • Дымоход также следует изолировать. Для этого можно использовать трубу с внутренним и внешним кожухом. Между ними размещается теплоизолятор.
  • При прохождении металлической трубы через кровлю, на стыке дымохода с потолком выполняется проходной узел в виде короба из оцинковки, заполненного базальтовой ватой.

 

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о