Схемы конструкций печей для бани, описание устройства печей

Конструкции печей для бани: общие моменты и различия для разных типов

Итак, что такое печка? Это костер, разведенный внутри емкости. Но горение — это реакция окисления топлива, следовательно, оно не может происходить без кислорода. Поэтому печью мы назовем ту емкость, через которую, по крайне мере временно, при открытых заслонках, движется проточный воздух.

Тяга

Это движение называется «тягой», и оно происходит при наличии входного и выходного отверстий.

Конечно, такое определение страдает неполнотой, ведь оно не распространяется на электрокаменки. В них нагрев происходит за счет прохождения тока через материал с высоким сопротивлением. При этом выделяется теплота.

Но вернемся к печам, где выделение тепла происходит за счет химической реакции. Искусство печника и состоит в том, чтобы умело варьировать количество поступающего воздуха, количество дров в закладке, чтобы добиться их равномерного горения и максимально полного сгорания.

Что будет, если горение еще продолжается, а воздух перекрыт? Вместо диоксида углерода начнет образовываться опасный монооксид — угарный газ. Но зачем перекрывать трубу, если это столь опасно? — Тягу перекрывают, чтобы не выстуживать печку, когда дрова прогорели, потому что вместе с воздухом в трубу улетает и тепло.

Итак, мы знаем о роли воздуха. Давайте посмотрим схему простейшей печи с тягой. Что в ней должно непременно наличествовать? Три вещи:

• приточное отверстие (поддувало или дверка топки);
• топливник (он же — топка);
• выходное отверстие (дымоход).

Первое деление печек можно провести по наличию или отсутствию поддувала: без него они называются «печами с глухим подом». В этом случае воздух подается через открытую дверцу топки. Вот как выглядит в разрезе та и другая:

Каменка

А теперь зададимся вопросом: что есть у всех банных печек, но отсутствует у печей, которыми отапливаются дома? Конечно, это каменка. Емкость, в которой лежат камни, имеется у всех печей в бане, даже у электрических. Сами же камни используются в качестве аккумуляторов — они накапливают тепло. Это нужно для того, чтобы высокая температура в парилке держалась дольше. Другая их функция — создание легкого пара, но в таком качестве они нужны только в русской бане.
Существует две классификации каменок по разным признакам: одна учитывает контакт с огнем в топке, вторая — контакт с воздухом.

Если между топкой и каменкой есть щели, сквозь которые языки пламени лижут камни, то это проточная каменка.

Если преграда глухая, то и каменка называется глухой.

Когда емкость с камнями находится внутри печи, то это закрытая каменка.

А если камни на виду — открытая.

В этой связи печи классифицируются так:

Монтаж дымохода

Дровяные печи часто используются в бане. Простота конструкции вполне позволяет собрать и установить такую печь своими руками. Но очень важно при этом уделить должное внимание монтажу дымохода. Только при правильной организации работы дымохода можно быть уверенным в пожарной безопасности.

Проблемы с дымоходами печей длительного горения возникают из-за их высокого КПД. Все тепло отдается помещению, а не выходит в трубу. При этом сгоревшие газы конденсируются на внутренних стенках трубы и стекают вниз. Этот конденсат при малейших щелях на стыках труб способен выходить на их внешнюю сторону, что приводит к появлению неприятного запаха и портит внешний вид прибора. Во избежание таких проблем на стадии проектирования домов и бань учитываются все особенности помещений и внутренняя архитектура пространства для создания оптимальной формы и конструкции дымохода.

Классификации печей

Поясним: если каменка проточная, то налитая вода прольется в топку. Поэтому приходится ждать, пока дрова догорят, потом только подавать воду. Так как горение прекращается, действие печки называют «периодическим». Соответственно печь постоянного действия не заливается водой и дрова могут гореть все время банных процедур.
На заметку! Чаще всего постоянного действия оказываются металлические печи, а периодического — кирпичные, но есть и исключения. Если же в кирпичной печи делается глухая каменка, то такую печь зовут комбинированной.

Инертность материала

Итак, костер горит, камни нагреваются, а что происходит с парилкой? Если нам надо нагреть камни градусов до 300-400, то вы представляете, как сильно может за это время нагреться воздух в парилке? И вот мы подходим к следующему важному моменту: роль материала в конструкции печей для бани, в частности агрегатов для парной.

Печи бывают либо кирпичные, либо металлические. Другого не дано. Первые считаются очень инерционными — для их нагрева нужны часы, как и для их остывания. Вторые способны раскалиться за полчаса и за это же время успеть перегреть парную. Отличное свойство печей для сауны!

Выбирая конструкцию, вы определяете для себя, насколько инерционным должен быть ее корпус. В вашем распоряжении не только «чистые» варианты: чисто кирпичная, чисто металлическая печка, но и комбинированные. Например, повысить инерционность металлической печки можно либо с помощью внутренней футеровки топливника и каменки, либо с помощью внешнего кожуха-саркофага. Более того — не исключен и вариант с кожухом и футеровкой одновременно).

Важно! Ответьте на вопрос, какое время на растопку печи для вас оптимально — именно оно определяет степень инерционности корпуса.

Дым

Что происходит при сгорании топлива? Выделяется тепло, образуются продукты сгорания — пар, газы и твердые вещества. Последние мы называем сажей, копотью, а все вместе — дымом. В момент выхода из топки эта смесь еще и раскалена до нескольких сот градусов. И если на ее пути не поставить какого-нибудь теплоемкого препятствия, все это тепло банально улетит в трубу, чтобы усилить парниковый эффект на нашей планете.

Впрочем, когда-то давно не только препятствий, но и труб не было. Потому что не из дерева же было их делать! Поэтому первая разновидность печей по способу удаления дыма — бездымоходная, «черная».

В простейшей версии это груда камней, уложенная сводом над костром. В современном варианте это кирпичный очаг, который удерживает все ту же груду камней от расползания. Но принцип тот же: развел костерок под камнями, дождался прогорания дров, выпустил дым на улицу через окошко или дверь — и можно париться, поливая нагретые камни водой.

Потом появляется дымосборник — сродни кухонной вытяжке — такой же отделенный от печи. Подобный вариант и сегодня можно встретить в бане.

Затем появляется труба дымохода. И если она без затей вставлена в печку (в топливник или каменку — не имеет значения), то такая печка будет называться прямоточной. Тепло тут у печных газов не отбирается, поэтому у нее самый низкий КПД.

Но тепло же жалко, поэтому мысль изобретателей пошла таким путем: а если увеличить путь, который проходит дым внутри печи? Так появилась система дымооборота, где дыму устраивается бег с препятствиями внутри каналов, которые ведут его вверх и вниз, либо по горизонтали вправо и влево. Система отличная для отбора тепла, но со своими недостатками — каналы, особенно горизонтальные, надо регулярно чистить, иначе тяги не будет.

Альтернативой системе дымооборота стала колпаковая печка. В ней нет каналов, она практически не зависит от тяги. Горячие печные газы, покидая топливник, оказываются под колпаком, где активно делятся теплом с массивом печи. Новые порции раскаленных печных газов поднимаются, вытесняя охладившиеся вниз и в трубу.

Однако все сказанное по поводу дымохода в первую очередь относится к кирпичным печкам. Редко встретишь металлическую печку с дымооборотом. Обычно они примитивные — прямоточные, разве что имеют рассекатели пламени. Да и размеры их намного меньше, чем у кирпичных, там и с ходами не разгуляешься, и материала теплоемкого нет — куда тепло отбирать?

Дымоходом печка заканчивается. Остается опциональное — бак или теплообменник, которые также могут указываться на схеме печи для бани. Но об этом лучше рассказать при разборе конкретных конструкций, к которым, собственно, мы и переходим.

Принципы монтажа дымоходов

• «По дыму» — верхние звенья труб надеваются на нижние, чтобы дым на своем движении не испытывал сопротивления стыков. Такой монтаж допустим для примитивных печей и только при наличии специального отстойника для сбора конденсата.
• «По конденсату» — оптимальный тип монтажа для печей длительного горения. В этом случае верхнее звено трубы вставляется в нижнее, чтобы позволить конденсату стекать вниз. Так исключается возможность прохождения конденсата наружу. Вся жидкость попадает в специальный отстойник и сгорает в печи.

Схема печи для бани из кирпича

Из сказанного выше уже вытекало, что принципиальных схем кирпичной печи несколько:

• прямоточная;
• с дымооборотом;
• колпаковая.

Однако каждая допускает множество вариантов реализации. Другими словами, приведенные схемы наглядно демонстрируют характерное, но не исчерпывают возможное.

Устройство печи для бани: прямоточная

Обычно в кирпичной печи реализации прямоточной конструкции сопутствует закрытая проточная каменка. В этом случае нет причин опасаться того, что печные газы не успеют достаточно охладиться перед уходом — прохождение их через массу каменной закладки достаточно эффективно отбирает тепло.

Кстати, на схеме видно, что в конструкции печи для бани используется два вида кирпича: красный огнеупорный и шамотный — они показаны красным и желтым цветом. Обратите внимание и на то, что между ними остается промежуток — это существенный момент.

Преимуществом прямоточной можно считать ее простоту, в том числе — простоту обслуживания. Камни, конечно, с первого раза вряд ли удастся уложить идеально, но со временем вы найдете оптимальное их количество и расположение.

Конструкции банных печей с дымооборотом

Назначение дымооборота вам уже известно, а вот связанные с ним сложности — еще нет. В печи вообще все построено на компромиссах. И данная система — не исключение. Начнем с того, что горизонтальные каналы куда лучше вертикальных как в вопросе распределения тепла, так и долговечности печи — нет большой разницы температур по вертикали, печь не трескается. Но при таком расположении имеется другая проблема: зарастание стенок сажей. Вертикальные зарастают медленнее, а здесь чистить нужно раз в неделю, иначе и тяга уменьшается, и КПД падает. Поэтому вертикальные каналы оказались предпочтительнее.

Количество оборотов может варьироваться от 1 до 12, но практика показала, что оптимальное количество оборотов не превышает 4. Что касается их сечения, то оно не должно быть слишком маленьким и слишком большим. В первом случае больше зацепок для сажи, во втором — неэффективный забор тепла.

На заметку! Каналы изнутри должны быть максимально гладкими, их специально зачищают для этого от остатков раствора. При укладке наиболее ровная геометрия должна быть обращена внутрь. Причина — любая шероховатость является зацепкой для сажи.

Устройство печи в бане: колпаковая

Конструкция печи для бани может и не содержать каналов. Мы уже показывали вам устройство простейшей колпаковой печи. Теперь чуть подробнее.

Принцип ее прост: над топкой нужно соорудить что-то вроде перевернутого стакана, а выход в дымоход сделать рядом с его нижним краем. Это довольно чистая конструкция, которая мало страдает от сажи. Газы движутся как хотят — нагретые поднимаются к дну стакана, передавая ему тепло, при этом они охлаждаются и стремятся вниз, им на смену приходят новые порции из топки.

Важно! Такую печь очень легко растопить даже после большого перерыва в работе.

Однако есть у нее и недостатки:

• хорошо прогревается верхняя часть печи, а для хорошего прогрева парной надо, чтобы тепло шло снизу. Это лечится системой из двух колпаков.
• для правильной топки нужен навык — в перегретой печи газы перестают поступать под колпак, им проще сразу ускользнуть в трубу. Лечится тонкой регулировкой поступающего в топку воздуха.

Вывод! Без опыта можно свести на нет все достоинства колпаковой печки.

С баком или змеевиком

В статье, посвященной кирпичной печке с закрытой каменкой, мы рассказали о том, как правильно располагать водяной бак в устройстве печи в бане, чтобы вода не нагревалась слишком рано, не кипела, увеличивая влажность тяжелым паром, и баком было удобно пользоваться в условиях ручного наполнения.

Здесь просто отметим, что змеевик внутри печки представляется нам более оптимальным, нежели прилегающий бак с водой. Достаточно соблюсти углы наклона труб и вода в системе будет курсировать только за счет гравитации и тепловой конвекции.

Помимо змеевика внутрь кирпичной печи можно поставить регистр любой другой формы. Местом расположения может быть и топка, и каменка, и даже печная труба.

Установка теплообменника

Проще всего производится установка теплообменника в бане, когда он идет в комплекте с приобретаемой металлической печью. Надо лишь внимательно изучить инструкцию по эксплуатации и выполнить сборку в соответствии со схемой. Останется только осуществить подключение к системе, об этом будет сказано ниже. Иное дело – монтаж водяного контура в газоход или топку кирпичной печи. Тогда регистр надо изготовить заблаговременно из черной толстостенной трубы либо нержавейки, а затем встроить его в соответствии с проектом печи.

На просторах интернета часто можно прочесть рекомендацию о том, что площадь теплообменника, то бишь его поверхности, должна составлять 1 м2. Утверждение не совсем корректное, ведь печи бывают разные, а рассчитать данный показатель довольно сложно. В этом случае лучше изготовить змеевик по принципу аналогии. То есть, надо отыскать технические характеристики на изделие любого производителя такой же мощности, как у вас, и принять указанную площадь поверхности теплообмена.

Важно. Если изготовить контур с небольшой поверхностью обмена, то вода в нем будет постоянно закипать, что недопустимо. «Перебор» с размером, наоборот, чреват долгим разогревом, в результате к моменту помывки вода в баке останется прохладной.

Что же касается дымоходных теплообменников, действующих по принципу водяного экономайзера, то такой элемент можно как приобрести в готовом виде, так и сварить из двух труб разного диаметра. Помните, чем больше длина контура, тем эффективнее он будет обмениваться теплом с дымоходной трубой.

Конструкция печи для бани из металла

Металлические печки примитивнее кирпичных по следующим причинам: они невелики размером, фактически это топка с близко расположенным тонким корпусом, к тому же металл хорошо проводит тепло, но практически его не аккумулирует. Сложные конструкции имеют место быть, но только в случае увеличения размера, внутренней футеровки и других способов увеличения инерционности материала.

Поэтому простейшая каменка из металла будет представлять собой ящик с колосниковой решеткой внутри, отделяющей поддувало от топливника. Каменка расположится над топкой или сбоку от нее, так же может быть расположен бак для воды.

Ниже пример достаточно простой печки с попыткой создания дымооборота и вариантами расположение бака и каменки, а также защитным экраном, установка которого наглядно продемонстрирована в отдельной публикации:

Печь из металла с футерованным топливным ядром

Футеровка — это выкладка шамотным или просто огнеупорным кирпичом внутренностей печки. При этом резко увеличивается инерционность, а вместе с ней — и время протопки. Так что, если нужно за полчаса перегреть парилку, футеровка будет лишней.

НО! У нее есть один немаловажный плюс: она увеличивает сроки эксплуатации печи, потому что корпус ее подвергается меньшим температурным нагрузкам. И это помимо того, что такая печь дольше держит тепло.

Мы показываем самую простую схему с футеровкой топки и закрытой каменкой:

Варианты расположения водяного бака на металлической печке

Выше вы уже видели, что бак можно просто поставить сверху печи и все нагреется. Но можно поступить и иначе.

Ниже — схемы совмещения каменки и бака, от самых простеньких, где ведро закапывается в камни или же каменка выводится в отдельную емкость, куда попадают печные газы, а бак при этом стоит прямо над огнем (вода закипит раньше, чем камни нагреются) до вариаций на тему рационального использования верха печи, где можно отделить пространство для бака по горизонтали или вертикали, а можно обогнуть с двух сторон каменку, оставив с одной из противоположных сторон воздушный карман, который, как говорят, способствует теплообмену. Полная информация представлена в соответствующей статье.

Варианты расположения бака и каменки:

Да, и разумеется, всегда, когда есть необходимость в горячей воде, можно заменить бак на теплообменник того или иного типа. Если вам интересно больше узнать о этом — почитайте вот эту статью.

Металлическая каменка из трубы

На нашем сайте вы можете найти материал, в котором рассказывается о том, как изготовить подобную каменку. Здесь же мы лишь приведем сами схемы с некоторыми комментариями.

Итак, на выбор владельца есть два варианта печки из трубы:

• вертикальный;
• горизонтальный.

Обычно берут трубу полуметрового диаметра. На рисунке видно, что трубу можно изнутри футеровать (а можно оставить как есть, тогда она прогорит быстрее). Желтым цветом показан шамот вдоль стенок.

Также владелец волен выбрать печку с глухим подом или поддувалом. О разнице между ними говорилось выше. Но обратите внимание на дверцу печи с глухим подом — чтобы не держать ее открытой в ней просверлены дырочки, которые обеспечивают приток воздуха, если наверху труба не перекрыта шибером. Если же чуточку удлинить печь за счет поддувала, то тяга будет регулироваться открытием поддувальной дверцы. Тогда отверстия становятся излишни.

Бак для воды показан на обоих рисунках, однако на деле он является опциональным. Некоторые делают пониже, приваривая на боку печи металлический короб с крышкой — это для удобства наливания при отсутствии холодного водоснабжения в бане.

Горизонтальная печка имеет совершенно другую структуру — каменка у нее получается открытая. Это приваренная корзинка для камней — с такой печкой уже хорошего пара не получить.

Да, и на рисунке мы изобразили колосник (под пламенем) узнаваемым, но в реальности его решетка перпендикулярна направлению, которое вы видите здесь.

Бак для воды приваривается к задней стенке печки.

Особенности эксплуатации

Существует ряд условий, который очень важно соблюдать при монтаже печи. Пренебрежение этими правилами, сделает дальнейшую эксплуатацию печи-камина затруднительной.

1. Нельзя вплотную устанавливать конструкцию к стене. Нужное расстояние должно быть указано в инструкции, которая идет вместе с камином.
2. В обязательном порядке на поверхностях близлежащих стен должна присутствовать облицовка. Керамическая плита отлично для этого подойдет.
3. Не стоит устанавливать конструкцию на голый пол. Желательно подложить керамическую плитку или сделать подиум из кирпичей.
4. Печи весят достаточно существенно, поэтому следует подвести дополнительные стойки для того, чтобы не прогибался пол.

Полезное видео

Не просто схемы, но еще и описание достоинств и недостатков вертикальной и горизонтальной конструкции (не обязательно из трубы). Плюс интересные лайфхаки.

Еще больше схем, еще больше объяснений по их поводу. Однако основной заботой автора ролика является то, чтобы у вас получилась печка для настоящей русской бани. Так что любителям сауны его можно не смотреть).

+++

Надеемся, что какое-то целостное понимание того, что собой представляет банная печь, вы все-таки получили. Прочее можно узнать только из практики и эксперимента. Удачи вам!

На что обратить внимание при покупке

При покупке прибора отопления, в первую очередь, необходимо обращать внимание на его мощность. Это ключевая характеристика, влияющая на эффективность работы. Расчет мощности дровяной печи для бани для уверенности можно заказать накануне покупки у специалистов.

Кроме того, не мене важно правильно подобрать размер печи. Если печь по габаритам слишком велика для помещения, то оно будем перегреваться, а топливо – расходоваться зря. Выбор печей очень велик, поэтому есть возможность подбора оптимального оборудования абсолютно для любого типа и размера помещений.

До выбора печи необходимо узнать площадь потенциально отапливаемого помещения и определиться с необходимым набором технических характеристик. При помощи разных моделей печей возможно отапливаться помещения площадью 80-250 м2.

Данный тип агрегатов, кроме того, имеет две разновидности. Первая используются исключительно для обогрева помещения. Вторая модель более функциональна и помимо обогрева воздуха предоставляет возможность приготовления пищи.

Самые простые модели весьма демократичны по стоимости. Более сложные модели с расширенным функционалом варьируются по цене и могут быть достаточно дорогими. Поэтому нужно знать, какие функции необходимы, чтобы не переплачивать за неиспользуемые возможности.

Подготовительные работы

Работу начинают с подготовки места строительства. Если печка устанавливается в простенке между парилкой и предбанником, то часть стены вырезают. При размещении её в углу стены защищают минеральной теплоизоляцией, после чего они обкладываются красным кирпичом. При выборе места следует обязательно предусмотреть, каким образом будет установлена печная труба — возможно, её монтажу будут препятствовать балки перекрытия или стропила.

Как правильно рассчитать и установить фундамент

Следует отдавать себе отчёт, что даже небольшая металлическая печь-каменка представляет собой внушительную конструкцию, не говоря уже о кирпичных конструкциях весом в сотни килограмм. Поэтому первое, что надо сделать — соорудить прочное, надёжное основание.

Для строительства фундамента:

1. В месте установки конструкции копают котлован глубиной 0,5–0,6 м и размерами, которые на 20–25 см превышают габариты печи.
2. Дно ямы засыпают песком (слой 10–15 см), после чего поливают водой и тщательно утрамбовывают.
3. После этого укладывают подушку из щебня или гранитного отсева толщиной до 20 см.
4. Для обустройства железобетонной плиты по периметру котлована сооружают дощатую опалубку, внутри которой на высоте 7–10 см от дна монтируют армопояс.

   Фундамент печи для парной лучше всего обустраивать на самых первых этапах строительства бани

5. Бетон для фундамента готовят, смешивая 1 часть цемента марки М-400 с 4 частями щебня и 3 частями песка. При использовании цемента М-500 долю песка можно увеличить до 4 частей. Воды должно быть столько, чтобы бетон, уложенный горкой, не растекался и в то же время сохранял пластичность. Сразу же после приготовления раствор заливают в опалубку, обязательно уплотняя вибрированием. Поверхность фундамента выравнивают правилом, после чего накрывают полиэтиленовой плёнкой и оставляют до полного схватывания раствора.

Если планируется устанавливать металлическую печь с последующей обкладкой красным кирпичом или камнем, то размеры фундамента обязательно должны учитывать размеры конечного сооружения.

Правила приготовления раствора

Для кладки кирпичной каменки можно использовать как заводские смеси, так и простой глиняно-песчаный раствор. Для его приготовления лучше всего подходит речной песок и жирная глина — она более пластична, а в процессе высыхания образует прочный шов. Для определения количества того и другого составляющего проводят эксперимент. Для этого небольшие части глины и песка смешивают в разных пропорциях, после чего из раствора скатывают шарики диаметром около 5 см. Подсушенные в течение нескольких минут комки глины сдавливают между двумя деревянными планками, наблюдая за началом растрескивания их поверхности. Оптимальным составом считается тот, в котором шарик начал разрушаться только после того, как его сжали на 2/3 от первоначального размера. Если это происходит раньше, то количество глины в растворе необходимо увеличить.

От качества глиняного раствора зависит не только удобство в работе, но и прочность всего сооружения

Для получения качественного раствора глину очищают от примесей и тщательно разминают. После этого её в течение суток замачивают в холодной воде.

Ещё один способ определения качества кладочной смеси заключается в том, что в ведро с раствором опускают деревянную лопатку. Смесь не должен стекать сразу же после извлечения инструмента из ёмкости — это свидетельствует о повышенном содержании песка. Если же будет много глины, то состав будет расплываться по поверхности лопатки неровно, с образованием комков. Оптимальный состав образует слой толщиной 1.5–2 мм.

Нарезка заготовок

Для постройки металлической печи используется стальной лист толщиной не менее 4 мм. Чтобы раскроить его при помощи болгарки, понадобится немало времени и сил, кроме того, придётся потратить не один абразивный диск. Если есть возможность, то резку металла лучше выполнить заранее, используя газовый резак или плазморез. Даже если у вас или ваших знакомых нет такого оборудования, не отчаивайтесь. Сейчас на любом близлежащем предприятии или автосервисе найдётся всё необходимое, включая специалиста, который сможет вам помочь.

Для раскроя заготовок лучше всего воспользоваться специальным инструментом