Печи длительного горения на угле для дома или дачи

Бытовые печи из кирпича для угля остаются достойными конкурентами твердотопливным котлам в ситуации, когда зимой необходимо обогреть жилище малой и средней площади, а магистральный газ не подведен. Если по одним показателям угольные печки проигрывают стальным и чугунным теплогенераторам, то по другим параметрам им нет равных. Поэтому спрос на строительство кирпичных печей остается стабильно высоким.

Использование каменного угля вместо дров — недорогой и эффективный вариант отопления дома.

Принцип работы

Принцип работы угольной печи мало чем отличается от печи на дровах. Это очень распространенное заблуждение. Печи отопительные угольные и дровяные различаются кардинально. И вот чем:

1. Для сгорания угля снизу обязательно должен поступать воздух.
2. Уголь требует предварительного прогрева перед отправкой в топку. Сырой уголь просто не будет гореть.
3. Дымоход должен обеспечивать более быстрый проход воздуха, чем в дровяной печи. Заслонка при данной конструкции отсутствует совсем. Подача воздуха регулируется снизу, через поддувало.

Процесс горения угля занимает гораздо больше времени. Уголь не сгорает быстро, как дрова, а тлеет в течение длительного времени. Температура горения выше, что предъявляет особые требования к материалам для изготовления печи. Об этом мы еще поговорим.

Говоря о процессе сгорания каменного угля, стоит обратить внимание на одну особенность. Если дрова в процессе пиролиза легко распадаются на кокс и газы, которые имеют высокую температуру и теплоотдачу, то уголь горит иначе. На поверхности он будет иметь наибольшую температуру, а температура выходящих газов будет значительно ниже.

Производство древесного угля в углевыжигательной печи

Помимо отходной древесины разных пород для производства древесного угля подходят сучки, опилки, пеньки. Если местность болотистая, для этих целей берется торф. Процесс сжигания древесины проходит обязательные 3 этапа:

1. Сушку.
2. Терморазложение.
3. Охлаждение.

Первый шаг требует подогрева камеры, в которую помещается сырье, до температуры 280 0С. Только после этого начинается экзотермическая реакция с выделением тепловой энергии и запускается процесс «приготовления» угля.

Готовый продукт требует охлаждения до предела, когда самовозгорание станет невозможным. Обычно этот показатель держится на уровне 40°C. Даже после остывания еще примерно сутки смесь выделяемого газа будет содержать большой процент воды. После полного высыхания можно использовать материал по назначению.

Устройство

Печь на угле своими руками включает в себя следующие элементы:

• поддувало;
• топка;
• камера для досушки топлива;
• дымоход.

Конструкция топки и дымохода отличается от аналогов, работающих на дровах. В топке предусматривают два отделения. В одном отсеке разжигают дрова, в другом — сушится уголь. Как только температура достаточна, уголь тоже начинает гореть. Связано это с тем, что уголь имеет довольно высокую температуру возгорания и разжечь печь стандартным способом просто не получится.

Часто используют комбинированную топку, которая может работать как на дровах, так и на угле. Этот вариант наиболее рационален для печи на углях для отопления дома.

Основные типы конструкций самодельных печей

Вот основные типы конструкций:

• неразборная;
• частично разборная;
• полностью разборная.

Преимущества неразборной конструкции в максимальной жесткости и прочности, главный минус в больших размерах. Частично разборная печь состоит из нескольких блоков, поэтому ее прочность и жесткость напрямую зависят от этого же параметра каждого блока.

По типу сжигания топлива данные устройства разделяют на 3 основных конструкции:

• традиционная;
• с нижней подачей вторичного воздуха;
• с верхней подачей вторичного воздуха.

Первая состоит из стенок и дна, поэтому ее конструкция наиболее примитивна и проста в изготовлении. Вторая заметно сложней, ведь она образована из наружного и внутреннего корпусов, установленных на общем дне. Между наружным и внутренним корпусом свободно проходит вторичный воздух, который не попал через отверстия колосника.

Виды

Печи на угле для отопления дома, можно характеризовать по следующим показателям:

• По назначению. Угольная печка может использоваться не только для отопления, но и выполнять дополнительные функции. По данному параметру можно выделить:

1. Печи для отопления. Уголь является эффективным видом топлива. Такие печи на угле, особенно из кирпича, отличаются гораздо большей мощностью, по сравнению с дровяными аналогами. Они способны обеспечить теплом полностью весь дом, а не 1-2 комнаты. Такая печь имеет большие размеры и вес. При изготовлении используются материалы с повышенными прочностными характеристиками и максимальной теплостойкостью. Для такого отопителя нужен надежный фундамент на идеально ровном основании.
2. Печи-камины. Печь-камин на угле способен не только надежно защитить помещение от холода, но и выполняет декоративную функцию. Такие печи обязаны обладать привлекательным внешним видом и часто становятся центральным элементом дизайна. Основное внимание уделяют правильному подбору материалов для отделки. Он должен отвечать нескольким параметрам: быть экологичным, хорошо сохранять тепло, оберегать от получения травм, иметь привлекательный внешний вид. Чаще всего для отделки используют натуральный камень.
3. Печи с варочной панелью. Имеют дополнительную варочную поверхность, которая позволяет готовить пищу. Посуда для этого должна быть достаточно толстой, чтобы выдержать высокую температуру. Идеально использовать чугун. Эта посуда никогда не прогорит и пища, приготовленная в ней, имеет особый вкус. Для изготовления варочной плиты этот материал тоже подходит, но имеет большой недостаток. Чугун очень хрупкий и легко трескается. Поэтому, придется быть предельно осторожными при эксплуатации. Также для варочной плиты используют легированную сталь. Этот материал не боится перепада температур и очень долговечен. Его использовать более рационально.
4. Печи для хозяйственно-бытовых нужд. Речь идет о печи с теплообменником. Такой вариант не только спасет от холода, но и обеспечит горячей водой, которая может использоваться для хозяйственных нужд. Можно устроить систему теплого пола. Это позволит более равномерно прогреть помещение.

• По виду используемого материала. Для печи, которая работает на угле нужно использовать материал с повышенной стойкостью к высоким температурам. Специалисты рекомендуют делать печь из следующих материалов:

1. Кирпич — является самым распространенным материалом для изготовления печей. Преимущества его заключается в высокой теплоемкости — материал способен аккумулировать тепло и равномерно отдавать его в течении длительного времени. Недостатки также очевидны: большая масса конструкции и трудоемкость изготовления. С точки зрения финансовых затрат, является самым экономичным вариантом.
2. Сталь — стала часто использоваться в последнее время. Материал достаточно прочный и долговечный. Его используют для изготовления заводских изделий. Своими руками изготовить стальную печь для угля лучше. Трудоемкость работ значительно ниже, чем при изготовлении аналога из кирпича. Помещение нагревается быстрее, но есть существенный минус. Стальная, в отличии от кирпичной печи на угле, не способна удерживать тепло. Как только топливо закончится, она моментально остывает.
3. Чугун — чугун занимает промежуточное место между сталью и кирпичом. Вес такой печи должен быть значительно больше, чем стальной. Нагреваться и остывать она будет быстрее, чем кирпичная. При аккуратной эксплуатации, такая конструкция будет служить несколько десятков лет. Самостоятельно изготовить такую печку достаточно проблематично. Заводской аналог обойдется недешево.
4. Талькомагнезит. Материал имеет отличную теплопроводность — в десять раз выше, чем у кирпича. И это при том, что его способность запасать тепло всего на 44% хуже. Что это значит на практике? Такая печка будет нагреваться почти также быстро как металлическая, но отдавать количество тепла, которого будет достаточно, чтобы не добавлять топливо в течение ночи. Недостатков данный материал также не лишен. Такая отопительная печка будет тяжелее кирпичной при тех же габаритах и стоит недешево.
5. Комбинированные. Идеальный материал для отопительной печи подобрать невозможно. Как можно убедиться выше, каждый материал имеет свои плюсы и минусы. Что если взять их сильные стороны и объединить между собой. Достоинства одного материала могут с успехом нивелировать слабости другого. Такая техника используется достаточно давно. Чугунный котел можно облицевать талькомагнезитом (другое название минерала — талькохлорит или печной камень) и добавить контур водяного отопления.

• По способу сгорания топлива. Разделяют печи с обычной топкой и аппараты с реализованной функцией длительного сгорания, которые способны работать до 3 раз дольше на той же закладке топлива.

Свойства печки на природном топливе

Фундамент для кирпичной печи.
Как уже говорилось, температура горения угля довольно высока. При достаточном поступлении воздуха в топливник она достигает 1000-1100 °C, поэтому не каждый материал способен долго выдержать подобные условия.

Для сравнения: сухая древесина при идентичных обстоятельствах способна дать не более 700 °C в топке, и то очень редко. Вдобавок угольное топливо гораздо калорийнее, нежели дрова.

То есть, при горении 1 кг антрацита образуется почти в 2 раза больше тепловой энергии, чем от такого же количества древесины, как это показано в таблице:

Раньше в старых домах отопительные печи либо плиты выкладывались только из полнотелого красного кирпича. При постоянной топке высококалорийными породами углей от воздействия высокой температуры кладка начинала постепенно крошиться, поэтому хозяева для защиты стенок обкладывали топливник изнутри толстыми стальными подошвами от железнодорожных путей.

В настоящий момент проблема сжигания угля решается гораздо проще — с помощью шамотного кирпича. Конструкция печи предусматривает обкладку топливной камеры шамотным камнем марки ША, ШБ или ШВ на толщину в четверть или полкирпича. Данный материал способен без проблем держать температуру 1400 °C и кратковременно — до 1650 °C.

Инструменты для кладки печи.

Есть и другой момент: из-за более высокой калорийности, чем у дерева, выделяется большее количество теплоты, часть которой уходит с продуктами горения в дымоход.

Чтобы этого избежать, в угольной печи предусматривается более развитая сеть дымооборотов, где дымовые газы успевают передать тепло кирпичным стенкам, а не вылетать сходу в трубу.

В остальном это обычная печка из кирпича со всеми достоинствами и недостатками.

Преимущества и недостатки

Можно выделить следующие плюсы печей на угле:

• Высокая мощность — достигается за счет большей температуры сгорания топлива.
• Высокий КПД — до 60% при обычной топке (в кирпичной печи) и до 90% в печи длительного сгорания из кирпича.

Недостатки также присутствуют, но с ними можно эффективно бороться:

1. Уголь пачкает все вокруг. Проблема решается оборудованием топки в отдельном помещении.
2. Образование пыли, копоти и сажи. Придется регулярно (не реже двух раз в год) чистить дымоход. Продукты горения из поддувала нужно удалять перед каждой новой топкой. Все стыки должны быть герметично уплотнены шамотной глиной.
3. Уголь требователен к условиям хранения. Это должно быть отдельное сухое помещение, защищенное от ветра и осадков. Хранить уголь больше сезона не стоит. Он слежится и получатся комья, которые не очень приятно каждый раз долбить.
4. Высокая цена. Этот вопрос сильно зависит от региона. Где-то каменный уголь — редкость, его использование экономически нецелесообразно. В других местах — это основной вид топлива. В сравнении с древесиной, более высокая цена компенсируется более длительным временем сгорания и большей теплоотдачей (экономией топлива).

Как построить печку?

Для начала необходимо понять, какие требования выдвигаются к отопительной печи для угля:

• отопитель должен прогреваться равномерно и быстро, интенсивно отдавая тепло воздуху помещений;
• наружные стенки кирпичной кладки, выходящие в комнаты, могут прогреваться максимум до 90 °C;
• сжигание топлива должно быть эффективным;
• печка должна располагаться в доме таким образом, чтобы ее стенки прогревали несколько помещений;
• при возведении тела печи и дымоходной трубы важно соблюдать все правила пожарной безопасности;
• при постройке не допускается использовать горючие материалы;
• кладка должна быть ровной, без растрескивания;
• отопитель следует отделать в соответствии с интерьером жилища.

Когда требования известны и проработаны применительно к вашему дому, следует подобрать подходящую по размерам конструкцию печи и заложить для нее прочное основание.

Закладка фундамента

Схема кладки угловой печи.
Угольная печка — сооружение массивное и довольно тяжелое, а потому и фундамент под нее нужно сделать надежным. Его размеры в плане принимаются на 5 см больше в каждую сторону от габаритов будущего строения.

Важное условие: фундамент отопительного или варочного устройства из кирпича не должен стыковаться с основанием самого здания, а отстоять от него минимум на 10 см.

Работы по закладке фундамента выполняются в такой последовательности:

1. Выкопать яму, чья глубина зависит от расположения непросадочных слоев грунта (глины). Утрамбовать дно котлована ручной трамбовкой.
2. Насыпать слой щебня толщиной 10-15 см и тоже его уплотнить.
3. Дальше можно заложить котлован бутовым камнем с поливкой жидким раствором либо залить железобетонную плиту. Высота основания делается вровень с черновым полом.
4. Для гидроизоляции на верхнюю часть фундамента после затвердевания бетона надо уложить 2 листа рубероида, а для противопожарной изоляции — базальтовый картон и кровельную сталь.

После устройства фундамента можно приступать к постройке печки согласно порядовкам.

Как выбрать для дома и критерии выбора?

Чтобы правильно выбрать печь нужно учесть следующее:

1. Конструкция заводская или выполнена своими руками. Ниже дадим подробные инструкции для обоих вариантов.
2. Определится по виду печи (см. соответствующий раздел).
3. Подобрать необходимые параметры. На этом пункте остановимся подробнее. Чтобы печь оправдала ожидания, нужно учесть следующее:

• Правильно подобрать мощность. С заводскими приборами все просто — производители указывают в паспорте мощность и кубатуру, на которую рассчитана печь. Нужно стараться, чтобы объем, который необходимо обогреть был где-то посередине указанного диапазона. Так будет обеспечен необходимый запас на случай возможных теплопотерь. С самодельной печью не все так просто. Придется выполнить расчет самостоятельно, по формуле:

P = (М-Мост)*Сп/T/1000, где

P – искомая мощность, кВт

М — вес используемого топлива, кг

МОСТ — масса остатка сгоревшего топлива (т. е. того, что осталось после активной фазы горения), кг

Сп — теплопроводность угля, Дж/кг

Т — время горения угля. М определяется по формуле: М=a*b*c*Пл*Кз, где

М — вес используемого топлива, кг

а, b, c — габаритные размеры топки изнутри, м

Пл — плотность угля, кг/м3

Кз — коэффициент заполнения топки (обычно принимают 0,6-0,7). Подставив исходные данные, легко определить мощность, которую будет выдавать печь. Чтобы определить полезную мощность, умножьте ее на КПД печи.

Теперь определим потребную мощность. На 1 м2 площади нужно 0,1 кВт тепла. Эти цифры не учитывают возможные теплопотери, который в каждом помещении свои. Поэтому мощность рекомендуется принимать с запасом в 10-15%.

• Материал изготовления.
• Объем загрузки и автоматизации. Загрузка угля в современных котлах может быть автоматизирована до такой степени, что добавлять топливо придется раз в несколько недель. Все остальное время печь будет работать в автономном режиме.

О температуре в гараже

В подобном помещении нелегко оборудовать традиционную отопительную систему, да и обойдется все это достаточно дорого. С другой стороны, в гараже должна поддерживаться оптимальная температура воздуха, ведь машину не рекомендуется хранить при показателях меньше +5 градусов, в то время как для проведения каких-либо работ требуется минимум +18 градусов.

Обычно для обогрева гаражей используются компактные экономные печи с достаточно высокой эффективностью и хорошим прогревом помещения. Еще важно, чтобы печь быстро прогревала гараж и была при этом безопасной. Большой плюс, если в качестве топлива могут выступать разного рода отходы – древесные, например, или переработанное машинное масло. Благодаря этому отопление гаража еще больше удешевится.

Обратите внимание! Переносные электрообогреватели для гаража почти не используются, поскольку оказываются малоэффективными. Еще они небезопасны, поэтому их нельзя оставлять без присмотра. А ночевать в гараже, чтобы присматривать за всем этим, не пожелает никто.

Гаражи редко хорошо утепляются с применением качественных теплоизоляционных материалов, а потому теплопотери в подобных помещениях обычно высоки. Кроме того, чтобы отопить небольшую площадь, энергии порой необходимо куда больше, чем для обогрева дома. В среднем, для обогрева гаража со стандартной площадью хватает отопительного прибора мощностью 2,5 кВт. Для поддержки постоянной температуры порядка +16 градусов потребуется печь на 2 кВт. Довольно часто владельцы, стремясь сэкономить, отапливают не весь гараж, а только ту его зону, где они работают.

На заметку! Если качественно утеплить ворота и стены, а также герметизировать все щели, то можно снизить теплопотери и таким образом сэкономить, так как будет легче поддерживать требуемую температуру.

Лучшие модели

Рассмотрим лучшие модели заводского изготовления, а потом перейдем к изготовлению угольной печи своими руками. Эти модели подойдут даже для большого загородного коттеджа. Купить их можно на сайте производителя, отправив заявку онлайн.

Угольная печь для дачи своими руками

Своими руками дешевле всего изготовить кирпичную отопительную печь на угле.

Материалы

Нам потребуются:

• кирпич;
• готовая растворная смесь для кладки печей;
• чугунная колосниковая решетка;
• чугунная варочная плита;
• металлический лист b=4мм — 600х1200 мм — 0,72 м2;
• электроды для сварки — 1 пачка.

Инструменты

• кельма;
• мастерки;
• молотки;
• дрель;
• прочее.

Схема и порядовка

Фото №1 Общий вид

Фото №2 Порядовка

Описание кладки

• Сверху, без раствора, кладем кирпич (смотри фото №2, первый ряд). Строго контролируем горизонтальность с помощью уровня.
• Устанавливаем дверку для поддувала. Закрепляем ее с помощью проволоки и оборачиваем асбестовым шнуром.
• Прямо над поддувалом ставим колосники.
• Продолжаем кладку согласно порядовке (смотри фото №2)
• Устанавливаем дверь топки. Закрепляем ее с помощью проволоки и кирпичей.
• Сверху ряд должен перекрыть топочную дверцу и закончиться на 130 мм выше ее.
• Продолжаем кладку, немного смещая кирпичи назад. Перед этим укладываем асбестовый шнур, на который установим варочную плиту.
• Формирование дымовой трубы начнем со следующего ряда. Конструкцией предусмотрена установка насадной трубы из жести иди гофрированного алюминия. Труба не должна быть тяжелой. Иначе может сместиться центр тяжести.
• На одиннадцатом ряду ставим задвижку для регулирования потока воздуха. Не забываем уплотнить ее асбестовым шнуром и замазать глиной.
• Далее в четверик кладем дымовую трубу, которую стыкуем с металлической. Труба должна стоять строго вертикально и не откланяться в сторону. Для большей устойчивости, ее следует перекрыть тремя рядами кирпича.
• Удаляем вышибные кирпичи, которые мы ставили на 4 ряду, чистим дымоход от мусора.
• Теперь печку для дома на угле следует побелить. Известка пойдет любая. Специалисты рекомендуют добавить синьку и немного молока. Так побелка не будет темнеть и отлетать.
• Устанавливаем металлический лист перед топкой.
• Устанавливаем плинтус

Угольная печь своими руками – это непросто. Лучше обратиться за помощью к опытному печнику или запастись терпением.

Рекомендации по выполнению кладки

Для кладки печки, где планируется сжигать уголь, понадобится 2 типа раствора — глиняно-песчаный и огнеупорный. С помощью первого возводится тело печи из цельного керамического кирпича, а второй идет на внутреннюю кладку из шамотных камней. Отличается и толщина швов: для обычной кладки она составляет максимум 5 мм, для огнеупорной — 3 мм.

Для приготовления обоих типов раствора рекомендуется приобрести готовые строительные смеси, имеющиеся в продаже. Сделать хороший раствор из природной глины умеют лишь опытные печники. Также нужно приготовить кладочный и измерительный инструмент, после чего приступать к возведению печи:

1. Перед укладкой на раствор каждый ряд кирпичей необходимо раскладывать на сухую для примерки и подгонки камней по размерам.
2. Прежде, чем поставить кирпич на место, его надо окунуть в ведро с водой.
3. Желательно класть камни одним точным движением, чтобы пришлось меньше пристукивать.
4. Остатки раствора с лицевой стороны подрезать мастерком, со стороны дымооборотов — вытереть тряпкой насухо.
5. Каждый ряд контролировать по горизонтали и вертикали.
6. Между обычной и шамотной кладкой оставить просвет шириной 5 см, который потом заполнить базальтовым волокном.
7. Чугунную плиту с конфорками и дверцы устанавливать с использованием опорных элементов из металлопроката.

Печной раствор не твердеет, а высыхает, на что ему нужно дать 2-3 суток. После остается выложить дымовую трубу, соблюдая правила прохождения через перекрытия и кровлю, а в конце сделать пробную топку. Засыпать печь углем можно только после полного разогрева, убедившись, что нет трещин и щелей.