Изготовление печи из металла своими руками

Чтобы создать в своём доме отопительный агрегат совсем необязательно возводить громоздкие конструкции из кирпича или покупать дорогостоящие приборы. Для этого можно использовать подручные материалы и ёмкости. При сооружении печи из металла своими руками пригодятся навыки работы со сварочным аппаратом и угловой шлифовальной машиной.

Плюсы и минусы металлических печей

Печь из металла представляет собой компактный отопительный агрегат цельной конструкции. Такую печь можно легко перемещать, в отличие от вариантов из кирпича. Её форма может быть различной. Обычно эти конструкции изготавливают в виде куба, параллелепипеда или цилиндра.

Можно использовать в быту и в хозяйственных целях

Коэффициент полезного действия металлической печи невелик — она способна эффективно отапливать только небольшие помещения площадью от 10 до 30 м?. В связи с этим такие источники тепла стали популярными среди дачников и владельцев домашних животных. Такие печи используют для обогрева дачных домиков, подсобок, мастерских, сараев, гаражей, курятников и других помещений с небольшой площадью.

Следует учесть, что металлические печи являются пожароопасными конструкциями. Поэтому оставлять их без присмотра на длительное время нельзя.

Несмотря на то, что печи из металла являются удобным вариантом и альтернативой капитальным отопительным сооружениям, они тоже имеют положительные и отрицательные качества.

Таблица: достоинства и недостатки печей из металла

Виды, принцип действия и выбор конструкции для самостоятельного изготовления

Следует отметить, что самодельные печи из металла чаще всего конструируют с варочными поверхностями. Поэтому при перечислении видов металлических печей необходимо учитывать такие конструкции. Существуют следующие виды:

1. Отопительные. Конструкция этих агрегатов предназначена только для обогрева помещения. Какие-либо другие функции такие печи не выполняют.
2. Отопительные печи с варочной поверхностью. В этих конструкциях предусмотрена поверхность для приготовления еды. Некоторые сооружения этого вида оборудуются кухонной плитой и духовкой.
3. Хозяйственно-бытовые. Конструкции, используемые не только в жилище, но и в хозяйственных постройках, подсобных помещениях, гаражах. Такие печи часто устанавливают для обогрева помещений, в которых содержаться домашние животные и птицы.

По своему устройству металлические печи классифицируются на камерные, канальные и колпаковые:

1. Камерные конструкции. В таких агрегатах топочные газы поступают в специальный отсек, в котором полностью сгорают под воздействием естественной циркуляции газовых потоков. В бытовых сооружениях топочная область соединена с дожигательной камерой, образуя общий модуль, называемый горнилом. Для эффективности этого процесса необходима сводчатая форма горнила. Ярким примером этому является классическое сооружение русской печи.
2. Канальные конструкции. В этой печи топочные газы сгорают почти полностью, после чего продвигаются между перегородками по специальным каналам, в которых постепенно остывают. Во время передвижения горячие потоки отдают тепло стенкам конструкции. Догорание газов в печи этого вида не происходит, пока температура в топочном канале не повысится до 400°С. Коэффициент полезного действия печи этого вида не превышает 60 %.
3. Колпаковые конструкции. Каркас этого агрегата напоминает колпак. Горячие потоки направляются под верхнюю часть печи (колпак) и задерживается там, полностью сгорая и нагревая весь корпус. Затем газы опускаются. Для разогрева этой печи достаточно повысить температуру на небольшом участке колпака. Эта особенность повышает коэффициент полезного действия печи до 75 %.

Стрелками указаны горячие потоки

Для изготовления печей чаще всего используют сталь, чугун и алюминий.

Из алюминия

Этот вариант часто используется из-за доступности материала, а именно алюминиевых бидонов. По своей конструкции эта ёмкость подходит под создания отопительного агрегата. Необходимо только проделать отверстие у её основания для установки дымохода. Однако температура плавления алюминия составляет 660°С.

Такой параметр делает материал неустойчивым к сильному нагреву. Это объясняется тем, что высокий КПД достигается в результате дожигания отработанных топочных газов. Во время этого процесса температура составляет около 400°С.

Если планируется изготавливать экологическую печь, то нагрев будет доходить до отметки в 600°С.

Учитывая указанные пределы температур, алюминий — это не лучший материал для изготовления печи. Стенки агрегата быстро прогорят, а конструкция бидона в скором времени деформируется.

Материал быстро прогорает

Из стали

Температура плавления стали составляет в пределах от 1450 до 1520°С, поэтому этот материал, в сравнении с предыдущим, больше подходит для изготовления таких конструкций.

Следует учесть, что для создания отопительного агрегата необходимо использовать листы не менее 4 мм в толщину.

Это обусловлено тем, что каждый металл, независимо от его вида, прогорает под воздействием высоких температур. Поэтому использование материала меньшей толщины нецелесообразно. Тонкие стенки печи, при условии постоянного использования, прогорят через 3–4 месяца.

Надёжный материал

Чтобы повысить устойчивость материала к воздействию высоких температур и продлить срок службы отопительного сооружения, можно его закалить. Для этого стальные листы раскаляют докрасна.

Эффективный способ

Нужно следить, чтобы на металле не появлялись чёрные или синие пятна. Это будет свидетельствовать о не правильной закалке. Следует также учитывать температуру очага, в котором угли не должны быть разогреты до белого цвета.

Если поместить металл в такие условия — он быстро перегорит.

Для установления температуры горения необходимо использовать шкалу нагрева.

Поможет не испортить металлическую заготовку

В процессе закалки металла потребуется помещение его в моторное масло и в тёплую воду. Остывшие стальные листы под воздействием высоких температур могут деформироваться, приобретая волнообразную поверхность. Чтобы исправить этот дефект, лист стали выравнивают с помощью молотка. Процесс закалки металла может проводиться несколько раз.

Чтобы проверить качество закалки стали, необходимо воспользоваться напильником, рабочей частью которого проводят по краю стального листа. Если напильник липнет к металлу, то это свидетельствует о его недостаточной закалке.

Если заниматься закалкой металла нет возможности, можно использовать тугоплавкую сталь. В зависимости от содержащихся в ней сплавов, необходимая температура плавления достигает 2500°С.

Это даёт возможность использовать материал толщиной в пределах от 1,5 до 3 мм. Печь из тугоплавкой стали с указанной толщиной стенок может прослужить до 30 лет. Весь всей конструкции будет меньше, чем печь аналогичных размеров из обычной стали, а КПД намного больше. Ярким примером является печь Слобожанка.

Вариант из закалённой стали

Из чугуна

Температура плавления чугуна составляет 1450 градусов. Этот материал часто используется для изготовления батарей отопления в квартирах и домах. Он совмещает в себе свойства металла и кирпича. Из-за этого чугун является очень тяжёлым и хрупким материалом.

Чугун обладает небольшой теплопроводностью — он хорошо удерживает тепло внутри печи. Помимо этого, металл быстро нагревается, а после завершения топки продолжает отдавать тепло в течение 3–4 часов.

Чтобы изготовить печь, необходимо использовать чугун толщиной от 6 до 25 мм. Если стенки печи будут менее 6 мм, то конструкция будет очень хрупкой. Если они будут более 25 мм, то при первой же топке корпус печи может треснуть. Так как вся конструкция будет иметь большой вес, она требует установки капитального основания. Для этого изготавливают плитный фундамент.

Печи из этого материала эффективны для обогрева небольших помещений, площадь которых не превышает 60 м?.

Для самостоятельного изготовления такой печи чугун не подходит, так как в условиях домашних мастерских он трудно поддаётся обработке.

Материал сложно обрабатывать в условии домашней мастерской

Возможные конструкции и их особенности

Металлические печи изготавливают закрытой, открытой и комбинированной конструкции.

Закрытая конструкция

Такая печь, как правило, включает в себя три отсека:

• нижний, в котором находится топочная камера с поддувалом;
• средний, который включает в себя каменку и отверстие для вывода пара;
• верхний, представляющий собой бак для нагрева воды.

Печи такого типа внутри и снаружи обкладывают огнеупорным кирпичом. Это способствует увеличению теплоёмкости агрегата. Чтобы ускорить процесс разогрева, бак и отверстие для вывода пара закрывают специальной заслонкой. Для прогревания помещения объёмом 10–12 м?, необходимо от 60 до 100 минут.

Конструкция открытого типа

В отличие от предыдущего типа, камни укладываются на металлическую решётку, расположенную над топочной камерой. Какое-либо перекрытие между топкой и камнями отсутствует. Как и в первом случае, эти печи предназначены для использования в небольших банях и парилках. Для увеличения теплоёмкости используется крышка из оцинкованной жести, которой накрывают камни.

Комбинированный тип печей

Отличительная черта конструкции такого типа печей заключается в наличие увеличенной топочной камеры, оборудованной двойными задвижками и колосниками. Наличие двух пар таких элементов в конструкции способствует эффективной работе поддувала и каменки. В верхней части агрегата, в его горловине располагают камни. Эти элементы обкладывают вокруг дымоходной трубы.

Расчёт основных параметров

Для изготовления выбрана металлическая печь-каменка закрытого типа.

Оптимальные размеры

Её основание будет квадратной формы, размером 600х600 мм. Высота конструкции составит 1350 мм. Высота топочной части — 653 мм, дымоходной трубы — 600 мм. Для дымоходного канала потребуется труба сечением 150 мм.

Чтобы рассчитать объём топочной камеры, необходимо использовать формулу нахождения объёма куба: V=h?, где h — высота, длина и ширина исследуемой фигуры. Подставим значения 0,6?0,6?0,35=0,126 м?.

Чтобы рассчитать приблизительную теплоотдачу этой печи, необходимо кубатуру отапливаемого помещения умножить на значение — 21. Допустим, что комната имеет размеры: длину — 3 м, ширину -2,5 м, высоту-2,3 м. На примере это будет выглядеть так: 2?2,5?2,3=11,5 м? — это объём комнаты. Теперь рассчитываем требуемую теплоотдачу печи для комнаты указанного размера: 11,5?21=241,5 ккал/ч.

Необходимые материалы и инструменты

При изготовлении и установке металлической печи потребуются следующие инструменты:

1. Совковая и штыковая лопата.
2. Молоток.
3. Кирка.
4. Ёмкости для воды, бетонного раствора и кладочной смеси.
5. Бетоносмеситель.
6. Строительный уровень.
7. Измерительная рулетка.
8. Большой угольник.
9. Отвес.
10. Сварочный аппарат.
11. Угловая шлифовальная машина.
12. Напильник.
13. Шнур.

Также понадобятся следующие материалы:

1. Бетонная смесь марки М 300 или М 400.
2. Арматурные прутья для изготовления укрепляющей решётки для фундамента.
3. Гидроизоляционный материал — рубероид или толстый полиэтилен.
4. Кладочная смесь или глина.
5. Асбестовый шнур.
6. Камни (дунит, жадеит, кварцит, нефрит, талькохлорит, хромит)
7. Для изготовления конструкции печи из стальных листов потребуется:

• 1 лист толщиной 3 мм, размером 60х60 см;
• 4 листа, по 3 мм — 100х60 см;
• 1 лист для колосниковой решётки — 60х60 см, толщиной 12 мм;
• 1 лист для перегородки топочной камеры — 60х60 см, толщиной 3 мм;
• труба сечением 150 мм, с толщиной стенок — 8 мм;
• 4 уголка длиной по 10 см, с шириной полей по 5 см.

Подготовительные работы: выбор места установки и закладка фундамента

Вырезанные детали из листов стали необходимо проверить на отсутствие заусенцев и острых выступов металла, так как во время сварки они будут мешать. Также следует обратить внимание на размеры вырезанных элементов.

При выборе места для установки печи следует учесть, что эти агрегаты лучше устанавливать в углу помещения вдали от проходных дверей и окон. Если такая печь предназначена для бани или парной, то её можно установить за небольшой перегородкой. Это дополнительно обезопасит от случайного контакта с горячими поверхностями печи.

Вариант для бани

Лучше всего возводить фундамент для печи вместе со строящимся зданием. Однако если отопительное сооружение планируется установить внутри помещения, необходимо разбирать пол до самого основания. При этом лаги пилить можно только после возведения основания до их уровня.

Следует учесть, что фундаменты дома и печи не должны быть соединены.

Со временем здание даёт усадку, и в противном случае основание печи треснет, а агрегат перекосится.

Чтобы заложить фундамент для печи, обложенной кирпичом, необходимо выполнить следующие действия:

1. Сделать разметку будущих габаритов печи. Удобней делать заметки на стене.
2. Разобрать напольное покрытие. Необходимо добраться до самой земли. На этом этапе деревянные лаги не пилить.
3. В соответствии с разметкой на стене выкопать котлован глубиной 50 см, шириной 75 см. Если в грунте большое количество песка, то стенки ямы могут осыпаться. Чтобы этого избежать, необходимо накрыть их рубероидом или полиэтиленом.
4. Дно котлована тщательно утрамбовать и выровнять.
5. Засыпать внутрь гравий средней фракции, чтобы получился слой толщиной 250 мм.
6. Сверху него проложить гидроизоляцию — рубероид.
7. Потом засыпать слой песка равный 150 мм. Его необходимо утрамбовать. Следует учесть, что влажный песок лучше спрессовывается.
   

   Толщину бетона можно заменить кирпичной кладкой

8. Из досок или OSB плит изготовить опалубку для жидкого бетона. Если она будет изготовлена из досок, то через щели наружу может выливаться бетон или внутрь засыпаться земля. Чтобы этого не допустить, внутреннюю поверхность опалубки можно покрыть полиэтиленом.
9. Теперь необходимо изготовить металлический каркас, который укрепит бетонное основание. Для этого нужны арматурные прутья толщиной от 8 до 10 мм. Из них требуется изготовить объёмную конструкцию, состоящую из двух решёток, соединённых на расстоянии 200 мм параллельно друг другу. Ширина ячеек должна быть не более 150х150 мм. Места пересечений арматурных стержней можно укрепить сваркой, проволокой или пластиковыми хомутами.
   

   Металлическая конструкция должна быть нижу верхнего уровня будущего основания

10. Готовый металлический каркас установить внутрь опалубки. Следует учесть, что эту конструкцию нужно разместить на возвышенности в 50 мм над гидроизоляцией. Для этого можно, перпендикулярно основанию, вбить деревянные колья или отрезки арматуры. К ним прикрепить металлический каркас. Можно использовать для этого половинки кирпичей, которые создадут нужную высоту для размещения.
11. Залить бетонную смесь. Для этого подойдёт марка М 300 или М 400. Следует обратить внимание, чтобы все элементы арматурного каркаса скрылись под слоем бетона. В процессе заливки фундамента образуются пузырьки воздуха, которые необходимо удалить способом штыкования или используя глубинный вибратор.
12. Залитую смесь накрыть полиэтиленом. Это необходимо для равномерного застывания фундамента. Если этого не сделать, влага испарится из верхнего слоя бетона. Это может привести к тому, что застывшее основание потрескается и потеряет свою прочность. Через 8–10 суток фундамент затвердеет.
13. Застывшее основание очистить от пыли и мусора.
14. Покрыть гидроизоляционным материалом. Для этого подойдёт рубероид или толстый полиэтилен.
15. Сверху, сплошным слоем, сделать кладку из огнеупорного красного кирпича. Когда уровень кладки дойдёт до лаг, их необходимо подпилить так, чтобы деревянные торцы лежали на бетонном основании.
    

    Рубероид будет уложен сверху сплошной кирпичной кладки

Пошаговая инструкция по изготовлению печи из металла своими руками

Металлическую печь можно изготовить не только из листов стали, но и используя подручные материалы. Если со стальными конструкциями всё понятно, то в качестве чугунного каркаса можно использовать старую ванну. Ниже будет приведён вариант изготовления печи-каменки из стальных листов.

Изготовление печи-каменки

1. В стальном листе толщиной 12 мм прорезать параллельные полосы, шириной по 8 мм. Этот элемент конструкции будет играть роль колосников.
2. С помощью сварки соединить стальные листы согласно схеме.
   

   Указаны оптимальные параметры

3. Приварить трубу диаметром 150 мм.
4. К готовому корпусу печи приварить стальную дверцу размером 350х200 мм, которая будет закрывать топочную камеру.
5. Приварить дверцу размером 150х100 мм, к отверстию для поддувала.
6. С помощью угловой шлифовальной машины удалить с поверхности корпуса печи заусенцы и острые фрагменты.
   

   Поверхность станет матовой

7. К каждому углу днища печи приварить стальные уголки, с шириной полей по 50 мм. На этих элементах будет стоять вся конструкция.
8. Установить конструкцию на подготовленное основание.
9. Теперь печь необходимо обложить кирпичом. Для этого строительный материал нужно замочить в воде на 30 минут. После этого сделать разметку под кладку. Во время кладки корпус печи может испачкаться раствором. Поэтому металлическую конструкцию целесообразно накрыть полиэтиленовой плёнкой. Следует учесть, что кирпичная конструкция должна возводиться на расстоянии не менее 10 см от стены, а поверхности примыкающих стен необходимо покрыть листовым металлом или огнеупорной плиткой. Это нужно в целях пожарной безопасности.
   

   Способствует лучшей адгезии

10. Кладку начинают от угла разметки. Кирпичи следует уложить плашмя. Швы между ними должны быть одинаковыми, не более 5 мм.
11. Между первым и вторым рядом необходимо проложить армирующую сетку. Для этого её нарезают полосами и укладывают. Этот элемент укрепит кирпичную конструкцию.
    

    Сетка укрепит конструкцию

12. В третьем ряду кладки необходимо оставлять по два промежутка для отверстий. Это поможет нормальной циркуляции воздуха.
    

    В результате увеличится теплоотдача печи

13. Следующие ряды выложить с перевязкой.
14. Футеровку топочной камеры необходимо выложить шамотным кирпичом. Этот материал выдерживает высокие температуры, не изменяя своей структуры.
    

    Используется шамотный кирпич

15. Во время кладки в нижних и верхних рядах устанавливают дверцы поддувала, задвижки. Эти элементы предназначены для регулирования тяги, перекрытия и направления горячих потоков.
    

    Эти элементы помогут регулировать поток воздуха

16. В конструкции кирпичной обкладки печи можно предусмотреть отопительный щиток. На схеме показаны этапы возведения рядов.
    

    Конструкция поможет регулировать тепло в зависимости от сезона

Устройство дымохода, его изготовление и установка

Порядовка дымохода имеет свои особенности. На месте соединения дымоходной трубы с кровлей имеется расширение кладки. С внешней стороны этот выступ защищает конструкцию от атмосферных осадков, с внутренней — снижает температуру выходящего потока. На схеме показана порядовка дымоходной трубы для печи-каменки из металла.

Распушка даёт возможность не использовать утеплитель

Декор

Задекорировать печь можно различными способами:

1. Оштукатуриванием.
2. Отделкой облицовочным кирпичом.
3. Изразцами.
4. Различными видами плитки (терракотовой, майоликой, клинкерной).
5. Натуральным и искусственным камнем.
6. Мрамором.
7. Металлом.

Отделка печи металлом является наиболее простым и эффективным способом. Для этого используют листовую сталь или алюминиевый прокат. Торцовые поверхности печи, покрытые этими материалами, создают дополнительный изолирующий слой.

Для окрашивания металла используют кремнийорганические краски различных оттенков.

Особенности эксплуатации: чистка и ремонт печки

Эксплуатация печи-каменки обложенной кирпичом должна соответствовать следующим правилам:

1. Перед каждым использованием отопительного агрегата нужно проверять наличие тяги. Для этого отодвигают металлическую задвижку. Отсутствие тяги или её движение в обратном направлении будет свидетельствовать о засорении колосников или всего дымоходного канала.
2. Чтобы свести к минимуму объём нагарных масс, образуемых при сжигании дров, необходимо использовать древесину определённых пород. Для этого подойдут осиновые, дубовые, берёзовые и буковые дрова.
3. Для растопки лучше всего использовать стружку из древесины хвойных пород, так как этот материал содержит смолы, которые быстро разгораются. Для этой цели удобно использовать сосновые и еловые шишки.
4. При постоянном использовании печи-каменки из металла необходимо позаботиться о чистке дымохода от сажи каждый отопительный сезон. Если печью пользуются несколько раз в месяц — эту процедуру выполняют один раз в 2–3 года.
5. Эффективное сжигание дров происходит только при загрузке топочной камеры на 1/3.
6. В случае появления трещин в кирпичной кладке, их заделывают специальной глиняной синих пород или специальными смесями для кладки печей. Разогревать печь можно только после высыхания глины.

Изучив нюансы изготовления металлической печи, вы не только сможете сами сделать качественный отопительный агрегат, но и успешно используете его для отопления бытовых и хозяйственных помещений.

Похожие записи:

Изготовление реактивной печи своими руками

Изготовление печи буржуйки из газового баллона своими руками

Строительство русской печи своими руками: теория и практика