Печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром: Кирпичная печь с водяным контуром своими руками: порядовка,схема кладки, принцип работы

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома: особенности и разновидности

Для отопления дома с большой площадью, состоящего из нескольких комнат, стоит выбирать максимально экономичный вариант, например, печь с котлом. Современная кирпичная печь с водяным контуром дает возможность обогревать все помещения из одной точки. Тепловой носитель в ней способен равномерно распределять тепло и поддерживать нужную температуру на всей площади. Перед покупкой такого агрегата необходимо подробно изучить принцип его работы, все плюсы и минусы, а также способ подключения и тип системы.

Содержание

1. Способ работы и конструкция
2. Плюсы и минусы отопления с водяным контуром
3. Типы систем
4. Принудительная циркуляция
5. Естественная циркуляция
6. Подключение печи к системе водяного отопления
7. Расчет мощности и размеров теплообменников
8. Как сделать печь своими руками

Способ работы и конструкция

Печь с водяным контуром, встроенным на этапе кладки

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома работает по стандартному принципу. Для ее установки необходимо создавать систему для водяного отопления, с помощью которой тепло поступает от печных стенок и отопительных радиаторов, подключенных к основному контуру. Контурные трубы подсоединяют к котлу либо регистру, встроенному в печь. Тепловой носитель нагревается путем прохождения сквозь горячий регистр, потом он переходит к трубам и радиаторам.

Пройдя сквозь контур, температура теплоносителя понижается и он снова поступает в теплообменник, где заново прогревается. Для идеальной циркуляции топлива в контур встраивают специальный насос. Важным элементом системы является бачок расширительного типа. Если речь идет о закрытой системе с герметичным контуром, такой элемент можно поставить в любом месте. В рамках открытой системы резервуар ставят в наиболее высокой контурной точке, это может быть чердак либо другое помещение.

Расширительный бачок – емкость для излишков нагретого теплоносителя. Он имеет разнообразную конструкцию, размер и объем, подбирать его необходимо с учетом типа отопительной системы и количества носителя тепла.

Плюсы и минусы отопления с водяным контуром

Зимой печь нужно топить непрерывно, закладывая дрова в ручном режиме

У кирпичных печей с водяным контуром, используемых для отопления частного дома, есть свои преимущества и недостатки. Их нужно учесть при выборе подобного прибора для бани или жилого помещения. Выбирать подходящую модель нужно с учетом конкретных параметров дома. Лучшим вариантом станет печь длительного горения, способная работать по 12-14 часов после одной закладки топлива.

В перечень преимуществ печи с водяным контуром входит:

• экономичный расход топлива по сравнению с системами, работающими на других энергоносителях;
• возможность установки печи в комплекте с остальными системами отопления;
• способность печки удачно вписаться в любой дизайнерский проект по оформлению интерьера.

Из минусов таких агрегатов отмечают необходимость отапливать печь зимой в режиме беспрерывной топки. В противном случае помещения не будут прогреваться до оптимальной температуры.

Печь с водяным контуром не является автоматизированной системой, поэтому топливо для обогрева в некоторых моделях агрегатов нужно загружать в ручном режиме.

Типы систем

Печь с принудительной циркуляцией эффективнее и быстрее прогревает помещение

Печь из кирпича с котлом водяного отопления, сделанная своими руками или покупная, может работать на системе с принудительной или естественной циркуляцией. У каждого из двух типов есть свои особенности и различия, которые нужно учитывать.

Принудительная циркуляция

Система такого типа дополняется циркуляционным насосом, который отвечает за перемещение носителя тепла по печным трубам. Благодаря подключению системы к электричеству уровень напора в радиаторе можно контролировать при помощи вентилей. Это также дает возможность снижать количество топлива для нагревания теплоносителя. Принудительная циркуляция достаточно экономична, но ее главный недостаток — зависимость от электропитания. В случае отключения электричества она не будет работать.

Естественная циркуляция

При естественной циркуляции нельзя регулировать температуру, вдобавок система сложна в монтаже

Система с естественной циркуляцией работает на основе применения законов физики. В процессе функционирования теплоноситель перемещается по трубам из-за различий плотности холодной и горячей воды. Главное преимущество системы — энергонезависимость, поэтому ее часто создают в домах, где возникают перебои с электроэнергией. Из ее недостатков отмечают необходимость использовать тяжелые трубы из металла, например, чугунные, которые сложно монтировать. Также в системе нет возможности регулировать уровень прогрева каждого помещения.

Печь либо камин с водяным контуром может быть сделана из чугуна, стали либо кирпичной кладки. Подходящий вариант выбирает владелец дома. Во время выбора принимают во внимание общую площадь помещений, которые нужно отапливать, мощность прибора, объем места, выделенного под печь, расположение каждого элемента контура, функции агрегата и его дизайн. Помимо этих параметров нужно помнить о необходимости устанавливать под печкой специальный фундамент.

Подключение печи к системе водяного отопления

Водяной контур обкладывают шамотным кирпичом, чтобы не прогорал раньше времени

Для полноценного подключения прибора к общей системе понадобится приобрести змеевик в печку для водяного отопления. Его устанавливают внутрь топливника. При его выборе учитывают толщину стенок печи, если речь идет о приборе, работающем на дровах, стенки могут быть тоньше.

Агрегаты, которые топят угольными брикетами, могут иметь более плотные стенки. Это условие нельзя игнорировать, в противном случае котлы будут быстро прогорать, и их придется менять раньше истечения положенного срока эксплуатации.

Расчет мощности и размеров теплообменников

Мощность теплового обменника зависит от материалов, из которых он изготовлен. Если деталь чугунная, лучшим выбором станут модели серий МС-110-300 и МС-90-300. Благодаря небольшим размерам они легко помещаются в топку, площадь их нагрева для каждого ребра составит 0,14-0,16 м2. Если учесть эти цифры, можно рассчитать, сколько секций нужно, чтобы обогреть каждый контур. Для каждых 10 квадратных метров помещения понадобится 1 кВт, равный примерно 0,1 м2 площади от общего нагрева теплового обменника.

Как сделать печь своими руками

Схема узлов кирпичной печки со сварным водяным контуром

Иногда возникает необходимость оборудовать кирпичную печь своими руками и встроить ее в нишу или установить на квадратный или прямоугольный фундамент. В первую очередь делают разметку для печи и заливают фундамент. После его высыхания выкладывают два ряда кладки из кирпича по схеме порядовки с целью выровнять неровный фундамент и сделать основание для агрегата. Далее понадобится выложить ряды на глиняный раствор и закончить выкладку, учитывая в процессе толщину швов между рядами.

Когда корпус будет готов, останется установить дверцы, топку, варочную панель, теплообменник и другие детали. После окончания работ печь обязательно протапливают полностью и проверяют ее работоспособность.

Чертежи для печи можно разработать самостоятельно либо обратиться за помощью к профессионалам. При отсутствии опыта лучше доверить эту работу специалистам, которые подготовят подробную схему с учетом требований к отопительной системе и конкретному помещению. В этом случае готовый агрегат будет полностью соответствовать требованиям безопасности и критериям, предъявляемым к системе отопления.

Печь с водяным контуром своими руками на дровах и отработке

Содержание

• 1 Способы решения задачи
• 2 Плюсы и минусы различных теплообменников
• 3 Расчет размеров регистра
• 4 Встраиваем бак в кирпичную печь
• 5 Делаем контур для стальной печки
• 6 Заключение

Суть печного отопления заключается в прямом нагреве помещений источником тепла за счет конвекции и инфракрасного излучения, исходящего от горячих стенок. Важное условие, оно же — главный недостаток: отопитель должен находиться в обогреваемой комнате. Вот почему у домовладельцев нередко возникает желание сделать печь с водяным контуром, соединенным с удаленными радиаторами, чтобы равномерно отапливать весь дом. Стоит отметить, что данный вопрос — непростой и не всегда решаемый. Так что давайте рассмотрим разные варианты реализации этой идеи на практике.

Способы решения задачи

Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками. Мы изначально идем по второму пути — прикладываем труд, но экономим средства.

Примечание. Отдельная проблема — организация подогрева воды в кирпичной печи, работающей на дровах и угле. Если она уже построена, то переделать конструкцию бывает довольно трудно, а то и невозможно.

Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:

1. Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
2. Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
3. Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
4. Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.

Бак-котел для нагрева теплоносителя

Справка. Простейшее, но не самое эффективное решение, которое вы можете взять на вооружение, реализовано в некоторых дровяных печках для бани. Металлический бак с водой монтируется сверху корпуса либо подвешивается сбоку, если топливник имеет прямоугольную форму.

Водяной контур можно изготовить из таких материалов:

• черная или нержавеющая сталь;
• чугун;
• медь.

Стальные теплообменники практичны и недороги, а потому наиболее популярны. Цена меди слишком велика, а вот температура плавления – низкая, отчего при горении угля подобная конструкция может «поплыть». Что же касается чугуна, то самостоятельно отлить из него регистр не получится, разве что вмонтировать в газоход старую отопительную «гармошку» МС-140, как показано на фото. Но помните: батарея моментально лопнет при подаче холодного теплоносителя в раскаленную печку либо в результате замерзания воды во время длительного простоя.

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке.
   Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Важный момент. Любые теплообменники, монтируемые внутрь топливника, забирают приличную часть выделяющегося тепла. Это снижает и без того невысокую теплоотдачу печки плюс уменьшает длительность горения с одной закладки дров или угля.

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С.

Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

Вывод. Лучший способ получить горячую воду от стального отопителя на дровах или отработке (такие применяются в гаражах) – сделать теплообменник самоварного типа или емкость на дымоходной трубе. Для кирпичной печи вариантов немного – встраивание емкости либо регистра.

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Расчет размеров регистра

Чтобы своими руками сделать для печки водяной контур, нужно определить его размеры, а точнее, — площадь теплообменной поверхности. Для этого воспользуйтесь следующим алгоритмом:

1. Выясните, какова площадь отапливаемых комнат и умножьте ее на 0,1 кВт. Если вы проживаете в одном из холодных северных регионов, умножайте квадратуру помещений на 0,2 кВт. Для дома 100 м² понадобится соответственно 10 и 20 кВт тепловой энергии.
2. Из практических наблюдений следует, что регистр, установленный прямо в топливник, способен передать теплоносителю до 10 кВт теплоты с каждого квадратного метра своей поверхности. Поделите значение потребности в тепле на эту цифру и получите площадь радиатора.
3. Для экономайзера и бака, вмонтированного в дымоходный канал, где температура ниже, принимайте значение удельной теплоотдачи не 10, а 6 кВт с 1 м² поверхности.
4. Зная площадь, размеры прямоугольной емкости рассчитать нетрудно. А вот длина труб, из которых варится регистр, вычисляется по формуле: L = S / πD (S – площадь, D – диаметр трубы).

Схема кирпичной печи с водогрейным котлом, размещенным в топке

Примечание. При расчете отапливаемой площади не нужно брать все 100 или 200 квадратных метров дома, отнимите от них помещения, которые печь обогревает напрямую.

Если в качестве примера взять комнаты дачи с квадратурой 100 м², то теплообменная поверхность встроенного в топку радиатора должна составлять не меньше 1 м². При монтаже в газоход эта площадь увеличится до 10 / 6 = 1,67 м².

Встраиваем бак в кирпичную печь

Первое и важное правило: планировать монтаж водяного контура необходимо еще до постройки отопителя из кирпича. Переделать готовую конструкцию практически невозможно, придется ее снова разобрать как минимум наполовину. Это касается всех чисто отопительных печек – русской, голландки и шведки, не имеющих варочной поверхности.

В этом случае регистр монтируется в дымооборот печки, а не в топливник

Справка. Если у вас дома или на даче выложена отопительно-варочная плита, то переделать ее иногда возможно. Поднимите чугунную поверхность с конфорками и оцените, можно ли под нее поставить котел и какую форму ему придать. Обязательно посоветуйтесь с мастером – печником.

Предлагаем вариант простой плиты с нагревательным котлом, установленным на пути продуктов горения, но за пределами топливника. Благодаря этому бак изготавливается из металла толщиной 3 мм, чего достаточно для долгой и надежной работы. Схематично агрегат выглядит так:

Совет. Если вы подобрали другую конструкцию, где емкость монтируется в топливник, то ее стенки, обращенные к пламени, делайте из металла толщиной 5 мм, остальные – 3 мм. Для изготовления регистра используйте трубы с толщиной стенки 3,5 мм, а при установке не связывайте его со стенками печки, поскольку у металла и кирпича разные коэффициенты расширения.

Порядок кладки варочной плиты

При монтаже оберните бак асбестовым шнуром и зафиксируйте его на нужном ряду кладки. Такая же изоляция асбестом делается на патрубках подачи и возврата теплоносителя, проходящих сквозь стену печи. Как правильно выполняется кладка в соответствии с порядовками, подробно описывается в другом материале.

Кладка печи с водяным контуром, находящимся в камере сгорания, описывается в следующем видеоролике:

Делаем контур для стальной печки

Чтобы изготовить теплообменник самоварного типа на дымоход, подберите 2 трубы: одна по диаметру должна равняться размеру патрубка печки, а вторая – на 3—4 см больше (например, 102 и 133 мм).

Самодельный теплообменник самоварного типа

Дальше действуйте в таком порядке:

1. Определите теплообменную площадь, как описано в предыдущем разделе, после чего отрежьте обе трубы по расчетному размеру.
2. В кожухе водяной рубашки проделайте 2 отверстия 20—30 мм и приварите к ним патрубки подачи и обратки с резьбами.
3. Вставьте одну трубу в другую и сварите между собой, сделав перемычки из стальной полосы. Из нее же изготовьте верхнюю и нижнюю крышку для самодельного водяного контура.
4. Проверьте агрегат на герметичность и установите на дымоход как можно ближе к масляной или дровяной печи. Больше подробностей об изготовлении показано на видео.

В отличие от внутренних водяных контуров, экономайзер без проблем подключается к различным системам отопления – с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Во втором случае важно выполнить уклон магистралей 2 мм на 1 м. п. трубы и поставить в верхней точке открытый расширительный бак.

Заключение

О том, насколько полезна в эксплуатации самодельная печь с водяным контуром, судить нелегко. По отзывам пользователей, в небольших дачных домиках и гаражах такие агрегаты работают безукоризненно. Надо учитывать и тот факт, что мастер, изготовивший отопитель своими руками, не станет его критиковать, а постарается найти позитивные стороны. Ясно одно: налицо экономия средств при равномерном обогреве всех комнат здания. А вот в домах площадью свыше 100 м² стоит задуматься об установке твердотопливного котла.

Поддержание дровяной печи на всю ночь (форум дровяных печей на перми)

Трэвис Джонсон написал:

Рой Кларк написал:

Я думаю, что мокрая древесина — плохая идея. Это охладит газы (топливо) и отправит их в дымоход в виде смолы. Смола будет конденсироваться до тех пор, пока однажды у вас не загорится дымоход.

Это предполагает, что домовладелец не чистит дымоход. У меня никогда не было огня в дымоходе, но опять же кто-то упомянул, что раз в год чистит дымоход. Я был шокирован. Я прочищаю дымоход раз в МЕСЯЦ в отопительный сезон, иногда раз в 2 недели, в зависимости от того, что топлю. (Сейчас я сжигаю зеленый кедр, потому что на улице было довольно тепло, и мне просто нужно избавиться от холода, поэтому я чищу его примерно каждые 2 недели.

Но каждый раз, когда я строю дымоход, я убеждаюсь, что его очень легко чистить, потому что тот, который легко чистить, чистится. Никакого креозота… никакого огня в дымоходе.

Согласен, сырая древесина — ОЧЕНЬ плохая идея. Точно так же я отношусь к зеленому дереву.

Если вам приходится «чистить» дымоход несколько раз в течение отопительного сезона, вы откладываете много креозота — будем надеяться, что он будет вязким, хрупким, а не липким.
Чистка щеткой не поможет удалить липкий креозот, пока он не станет достаточно горячим, чтобы его можно было повторно приготовить и/или сжечь.

И мне определенно не нравится идея, что некоторые люди «чистят» свои дымоходы, разжигая дымоход. (Никто здесь не предлагал этого, но это всплывало в других разговорах с местными жителями.)

Огонь в дымоходе отстой.

Как пожарный-доброволец, один из самых страшных пожаров в прошлом году произошел у пары, которая только что прочищала дымоход.
Все равно загорелся — возможно часть креозота сместилась и осела на дно ближе к теплу, возможно часть дымохода наткнулась и оказалась с недостаточным зазором до стены или потолка горючего, а может кусок был поврежден настолько, что чистка сломала соединение.
От дымохода или стены, если уж на то пошло, почти ничего не осталось, чтобы узнать больше наверняка.
Оба жильца были на месте, успели вынести кое-какие вещи из самых дальних комнат дома, но в комнате с печкой уже полыхал огонь по потолку, и вся конструкция пришла в полный упадок.
Он пытался отшутиться черным юмором, она все еще дрожала, услышав, как кошка умирает на чердаке.

Мы сделали все, что могли, с помощью добровольцев из двух ближайших пожарных районов, но мы мало что могли сделать.
Пришлось заканчивать работу лопатами и ведрами со льдом, так как было -10 F и пожарные машины замерзали быстрее, чем могли качать воду.

Этот случай действительно засел у меня в памяти.
Это был третий или четвертый пожар в дымоходе за 2 года в районе, где проживает всего несколько сотен круглогодичных жителей. (Может быть трудно отличить «пожар в дровяной печи» от «пожара в дымоходе», если жителей не было дома, когда он начался.)
1% в год не кажется очень хорошим шансом на пожар в дымоходе.

Теперь я смотрю и на видимый дым, и на чистку дымохода в середине зимы как на ранние признаки возможного катастрофического пожара в дымоходе.

Не то чтобы чистить это плохо, это очень хорошая идея.
Тем не менее, я не могу забыть выражение лица моего соседа, говорящего: «Я только что почистил его», в то время как его дом горит.

Если вы знаете, что ваша печь вырабатывает креозот, и вы знаете, что это плохо, то более частая чистка дымохода — это, по сути, лейкопластырь.
Я рекомендую нанять опытного трубочиста, чтобы хотя бы один раз осмотреть и показать вам, на что обращать внимание. Некоторые печи подходят для чистки один раз в год. Некоторые печи накапливают летучую золу быстрее. Питер ван ден Берг рассказал мне об осмотре шведской противоточной печи (каменной печи), которую он помог построить 17 лет назад, и о том, что владельцы не чистили ее ни разу за все это время.

Если при осмотре обнаружен креозот — не просто порошкообразная сажа и летучая зола, а маленькие рассыпчатые куски или капающие капельки креозота — то вы усугубляете ситуацию, которая рано или поздно может привести к пожару в дымоходе.
Креозот в любой форме является ранним предупредительным признаком предотвратимой чрезвычайной ситуации.

Основная проблема, вызывающая накопление креозота, — это неполное сгорание в дымоходе, достаточно холодном для конденсации креозота из дыма.

Креозот — обычное дело, которое люди получают в качестве побочного эффекта, когда их цель — «держать дровяную печь всю ночь».

Если вашей целью было «согреть дом всю ночь» или, еще лучше, «согреть мою семью всю ночь», у меня есть всевозможные предложения, от скромных до экстравагантных, креозот не требуется.
— отопление кирпичной кладкой
— энергоаудит дома / уменьшение потерь тепла
— летнее/зимнее отопление (помимо пассивной солнечной энергии)
— личные одеяла
— индивидуальные тепловые резервуары
— домашние теплоаккумуляторы
— сауны, праздничная еда и другие уловки образа жизни с морозного Севера…

…
Другой сценарий, который еще более ужасен, это люди, которые говорят мне: «О да, у нас был пожар в дымоходе 2 или 3 раза в год, мой папа поднимался на крышу и кричал нам, что делать».
ЭТО УЖАСНО. Пожалуйста, никогда не делайте этого.

Если ваш дымоход находится в хорошем состоянии и хорошо установлен, ваш дом может пережить пожар в дымоходе намного дольше, чем тот, который был установлен неправильно или не обслуживался. Но это не то же самое, что «безопасно».
Современные изготовленные компоненты дымохода рассчитаны на то, чтобы безотказно выдерживать ОДИН пожар в дымоходе, но повторяющиеся пожары в дымоходе ослабляют детали, ослабляют соединения и ухудшают критическую изоляцию и безопасные зазоры.

Я только что переместил часть этого сообщения в новую тему «Как работают дымоходы» https://permies.com/t/72721/Chimneys-Work, потому что это не соответствует исходному сообщению в этой теме.
Я думаю, что понимание того, как работают дымоходы, является жизненно важной информацией для безопасной эксплуатации дровяной печи, камина или любого обогревателя с дымоходом.

Если кто-то успешно поддерживает работу дровяной печи всю ночь, не вызывая накопления креозота в дымоходе, я хотел бы услышать ваши методы.
…

— Подходит ли ваша дровяная печь для работы?
Большинство дровяных печей, особенно дешевых, продаются как «обогреватели», а не как печь или обогреватель для всего дома.

Если у вас есть причины хотеть легкую дровяную печь (менее 1 тонны) вместо большой дровяной печи или каменной печи, и вы хотите получить от нее ночное тепло, ознакомьтесь со спецификациями.
Ищите дровяные печи, которые прошли испытания и рассчитаны на продолжительное горение.
Полноразмерные облицовки из огнеупорного кирпича, или плитка из мыльного камня, или тяжелый железный корпус могут быть хорошими индикаторами прочной печи, созданной для обогрева не только для внешнего вида. Но настоящим решающим фактором будет количество часов, в течение которых он рассчитан на длительное горение, когда он прошел сертификационные испытания.

Не спешите сбрасывать со счетов каменные нагреватели из-за стоимости или размера. Крошечный каменный обогреватель может удерживать тепло всю ночь, и вам не нужно поддерживать его горение всю ночь.
Последний осел имеет много очарования: https://permies.com/t/71576/tiny-house-rocket-mass-heater
Мы спали с ним первую неделю или две после того, как он был построен; мы запускали его от 4 до 6 часов, а затем должны были остановиться, и он удерживал температуру выше 65 в течение как минимум 12 часов после этого.

Сколько дров вы могли бы сэкономить, если бы топили печь в два раза реже/в два раза дольше?
Экономия 6+ шнуров за зиму может принести вам 900+ долларов в год или 50+ часов работы, которую вам не нужно делать в перерывах между работой, чтобы подготовиться к зиме.

Сколько для вас стоит хорошая печь?

Но это не тема о переходе на другую плиту или обогреватель, извините.

Однако проверьте характеристики своей плиты. Не все печи одинаковы.
Если ваша модель просто не предназначена для обогрева в ночное время, вы можете обновить ее или рассмотреть возможность использования резервного обогревателя для ночного времени, если он у вас есть.

…

Не все виды твердого топлива одинаковы.
Некоторые дровяные печи имеют двойное назначение; другие не предназначены для угля (или любого другого топлива). Совсем другое/неподходящее топливо может вызвать деформацию, повреждение дымохода или проблемы с CO и тягой.
Для чистого сжигания угля требуется больше воздуха, чем древесины, и он может выделять другой набор газов. Было обнаружено, что грязный уголь (с содержанием серы) оказывает странное воздействие на некоторые виды строительных растворов/цементов для дымоходов. Я видел фотографии старых каменных дымоходов, изгибающихся в одну сторону, из-за чего часть больше подвергалась воздействию серы/кислоты при преобладающем ветре.

Если ваша печь не предназначена для сжигания угля, вы все равно можете использовать древесный уголь для более чистого горения.
(Существуют более крупные версии TLUD, которые производят древесный уголь, пока вы готовите на древесном газе.)

Древесный уголь кажется более безопасной альтернативой использованию зеленых или влажных дров в качестве последней загрузки на ночь.
Древесный уголь по-прежнему может гореть грязно, с CO и органическими кислотами в выхлопных газах, но вы должны получать меньше действительно неприятных, липких, сочных летучих веществ, которые способствуют наихудшим проблемам с креозотом.

…

Весь вопрос о том, что жечь без присмотра, пока твоя семья спит, — должен признать, меня это немного раздражает.

Испытав тепломассовое тепло и пассивное солнечное отопление, я не думаю, что вернусь. Я разбил лагерь на снегу с хорошим поролоновым ковриком и спальным мешком.
Мне не очень нравится мысль о том, что огонь может гореть без присмотра, пока я сплю. Я даже нервничаю, оставляя без присмотра электрические плиты или обогреватели. (Грызуны + проводка — это еще один сценарий пожара, который я видел и не хотел бы видеть снова).

Я могу восхищаться искусством поддержания горящих углей из сказочных дней, большими русскими печами, в которые можно засунуть ведьму, и новыми огнями раз в год на Пасху.
Но я счастлив жить в той части истории, где и кирпичная кладка, и спички дешевы.

Так что остальную часть этой темы я оставлю тем, у кого больше опыта.

Тепловая масса дровяной печи — Крошечная дровяная печь

Многие люди спрашивают нас о материалах различных дровяных печей и о том, как они способствуют сохранению тепла. Люди хотят, чтобы их дровяные печи дольше сохраняли тепло, чтобы они могли оставаться теплыми даже после того, как огонь погаснет.

Тепловая масса дровяной печи определяется материалами ее конструкции и ее физической массой, т.е. ее весом. Маленькие печи, как правило, не большие и не тяжелые, поэтому количество тепла, которое они удерживают, довольно ограничено.

Давайте рассмотрим вопрос тепловой массы немного глубже и обсудим стратегии увеличения тепловой массы вашей печи. Если вас не волнует математика и вы хотите перейти к увеличению тепловой массы вашей печи, нажмите здесь, чтобы перейти к самой интересной части.

Удельная теплоемкость материалов для дровяной печи

Тепловая масса конкретного материала определяется удельной теплоемкостью этого материала. Удельная теплоемкость – это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры материала на определенную величину. Это также работает и в другом направлении: удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии, которое материал может удерживать и затем выделять в помещение.

Давайте посмотрим на удельную теплоемкость знакомых материалов.

Материал	Удельная теплоемкость Дж/кг°K
Мягкая сталь	510
Чугун	460
Нержавеющая сталь 304	502
Мыльный камень	785
Песок	830
Известняк	910
Огнеупорный кирпич	1050
Вода	4 182

Стандартными единицами измерения удельной теплоемкости являются джоули на килограмм-градус-кельвин. Чтобы сделать эти числа более полезными, давайте переключимся на единицы свободы. В БТЕ 1055 джоулей, в градусе К 1,8 градуса по Фаренгейту, а в килограмме 2,2 фунта. Вот тот же график в BTU/lb°F.

Материал	Удельная теплоемкость БТЕ/фунт°F
Мягкая сталь	0,122
Чугун	0,110
Нержавеющая сталь 304	0,120
Мыльный камень	0,187
Песок	0,198
Известняк	0,217
Огнеупорный кирпич	0,251
Вода	1.000

Тепловая масса популярных небольших дровяных печей

Наша печь среднего размера, Dwarf 4 кВт, изготовлена ​​в основном из мягкой стали (с примесью чугуна, огнеупорного кирпича и стекла) и весит около 100 фунтов в собранном виде. 1 кВт составляет около 3 412 БТЕ, поэтому Dwarf 4 кВт рассчитан примерно на 13 648 БТЕ в час. Предполагая, что мы нагреваем корпус печи до 450 градусов по Фаренгейту в помещении с температурой 50 градусов по Фаренгейту (и предположим, что все 100 фунтов стали для простоты), наши 100 фунтов мягкой стали будут иметь потенциал для высвобождения:

0,122 БТЕ/фунт°F * 400 градусов по Фаренгейту * 100 фунтов = 4880 БТЕ накопленной энергии (1,43 кВт)

Это всего около 20 минут накопленного тепла. Это, вероятно, не будет иметь большого значения в тепле вашего пространства после того, как огонь погаснет.

Давайте попробуем с другой печью мощностью 4 кВт, Salamander Hobbit. Говоря об удержании тепла, большинство людей сравнивают эту печь с Гномом. Это чугун и немного тяжелее на 110 фунтов.

0,110 БТЕ/фунт°F * 400 градусов по Фаренгейту * 110 фунтов = 4840 БТЕ (1,42 кВт) накопленной энергии

Большинство людей, естественно, ожидают, что чугун лучше сохраняет тепло, чем сталь, но на самом деле они очень похожи. На самом деле, сталь имеет немного более высокую удельную теплоемкость, чем чугун.

Привычная для человека разница в удержании тепла между сталью и чугуном обусловлена ​​разной массой привычных предметов. Стальные сковороды, как правило, легче и тоньше, чем чугунные, поэтому чугунные сковороды лучше сохраняют тепло. Если вы сделаете стальную сковороду такой же толстой и тяжелой, как чугунная, у вас будут такие же свойства удержания тепла. То же самое и с дровяными печами.

Как насчет Кимберли? Нержавеющая сталь и 56 фунтов.

0,120 БТЕ/фунт-°F * 400 градусов по Фаренгейту * 56 фунтов = 2688 БТЕ (0,79 кВт) накопленной энергии 

Не так много в то время. Нержавеющая сталь имеет удельную теплоемкость между углеродистой сталью и чугуном, поэтому вы ожидаете получить аналогичные результаты. Но поскольку Kimberly такой легкий, он сохраняет гораздо меньше тепла, чем Dwarf 4kW или Salamander Hobbit.

Как насчет небольшой печи Cubic Mini Grizzly мощностью около 3 кВт. 34 фунта в основном из стали.

0,122 БТЕ/фунт°F * 400 градусов по Фаренгейту * 34 фунта = 1,659 БТЕ (0,49 кВт) накопленной энергии

Сравните это с нашим стандартом Dwarf 3 кВт с аналогичной мощностью, но более высокой и более мощной конструкцией при весе 75 фунтов:

0,122 БТЕ/фунт-°F * 400 градусов по Фаренгейту * 75 фунтов = 3660 БТЕ (1,07 кВт) накопленной энергии

Чем тяжелее печь, тем больше накопленной энергии. Как насчет Dwarf 5 кВт при 150 фунтах?

0,122 БТЕ/фунт-°F * 400 градусов по Фаренгейту * 150 фунтов = 7320 БТЕ (2,15 кВт) накопленной энергии

Что произойдет, если вы добавите насадку для духовки, чтобы получить комбо-плиту Dwarf Cookstove Combo, всего 225 фунтов?

0,122 БТЕ/фунт°F * 400 градусов по Фаренгейту * 225 фунтов = 10 980 БТЕ (3,22 кВт) накопленной энергии количество тепла гораздо дольше, чем час или около того после того, как огонь угасает. И на практике часть этого тепла уходит в дымоход. Если вы не добавите дополнительную массу, вам нужно поддерживать огонь как можно дольше, чтобы продолжать отводить тепло от вашей печи.

Давайте рассмотрим несколько практических способов увеличения массы небольшой дровяной печи для более длительного сохранения тепла.

Каменные панели

Камень — популярный материал для изготовления дровяных печей, потому что он красивый, эластичный и хорошо сохраняет тепло. Линия дровяных печей Dwarf поставляется с заводскими точками крепления для добавления аксессуаров по бокам печи. Каменные панели недоступны в качестве фабричных аксессуаров на момент написания этой статьи, но могут быть изготовлены на заказ местным поставщиком камня.

Предупреждение: Пыль, образующаяся при резке камня, может представлять серьезную опасность для здоровья. Мыльный камень, в частности, содержит тальк, который может включать значительное количество асбеста. Песчаник, мыльный камень и гранит содержат большое количество кремнезема, который также может быть опасен при вдыхании. Если вы самостоятельно режете или сверлите каменные панели, примите соответствующие меры предосторожности для защиты своего здоровья.

Давайте добавим панели из мыльного камня толщиной 4 дюйма по бокам Dwarf 4kW, которые имеют размер примерно 10 x 16 дюймов. Это 640 кубических дюймов мыльного камня с каждой стороны, что в сумме составляет 1280 кубических дюймов, при 1,4 унции на кубический дюйм это около 112. фунтов камня

0,187 БТЕ/фунт°F * 400 градусов по Фаренгейту * 112 фунтов = 8 377 БТЕ (2,46 кВт) накопленной энергии

Теперь мы кое-что достигли! Это 2,46 кВт энергии в дополнение к 1,43 кВт, накопленным самой печью, всего 3,89 кВт. Это как включить плиту на лишний час.

112 фунтов мыльного камня могут быть непрактичным дополнением для RV, где вес имеет большое значение, но мыльный камень может быть вариантом для крошечного дома или хижины.

Закапывание печи в камни

Если ваше крошечное пространство является стационарным, поэтому вес не является проблемой, закапывание вашей печи в камни, песок или глину может резко увеличить вашу тепловую массу.

Если бы вы построили клетку вокруг верхней, боковой и задней части дровяной печи (оставив отверстие для дверцы и регуляторов воздуха на передней части печи) и заполнили эту клетку садовым камнем, вы могли бы хранить довольно немного энергии в маленьком пространстве. 1 ярд известняка стоит дешево оптом из вашего местного ландшафтного дизайна и весит около 2500 фунтов.

0,217 БТЕ/фунт°F * 400 градусов по Фаренгейту * 2500 фунтов = 217 000 БТЕ (64 кВт) сохраненной энергии

Это много накопленного тепла! Теперь, на практике, вы, вероятно, не добьетесь, чтобы вся груда камней была на 400 градусов по Фаренгейту выше, чем комнатная температура. Помните, что по-прежнему существует ограничение на то, сколько тепла на самом деле может произвести ваша печь мощностью 3-5 кВт. Но в этой стратегии хранения тепла все еще есть огромный потенциал.

Добавление бойлера для воды

Если вы посмотрите на приведенную выше диаграмму удельной теплоты, вы заметите, что вода является выбросом при 1000 БТЕ/фунт°F.