Кирпичный отопительный щиток своими руками: порядовка, схема конструкции для печей

Зачем нужен?

Отопительный щиток – это пристраиваемый к печи теплообменник, выполняемый из кирпича. Иногда его называют стояком или кожухом печи. Проходя через него, раскаленные дымовые газы нагревают стенки, которые долго держат тепло и передают его окружающему воздуху. Тепловой щиток для металлической печи повышает эффективность печи и обладает следующими достоинствами:

• Нагревает дом намного быстрее.
• Легко сделать самому.
• Позволяет печи долго хранить тепло.

Изготовление отопительного щитка для металлической печи позволяет приблизить ее параметры к печи кирпичной. Эта конструкция долгое время держит температуру, нужную для качественного обогрева помещения, позволяет экономить расход топлива. Сооружение его – лучший вариант, сочетающий в себе достоинства печи из металла и кирпичной печи.

Отопительный щиток — знакомство

Чтобы описание отопительного щитка выглядело более понятным, представим пару часто встречающихся ситуаций. Например, вы купили и установили у себя дома красивую металлическую печь – камин. Вариант второй: вы пользуетесь варочной плитой, сложенной из кирпича. В том и другом случае по нагреву дымохода заметно, что львиная доля тепла от сжигания дров в буквальном смысле вылетает в трубу. Так вот, отопительные щитки предназначены для того, чтобы задержать это тепло и направить его на обогрев дома.

По сути, кирпичный щиток – это своего рода газовоздушный теплообменник, пристраиваемый к печи любой конструкции. Газовоздушным он считается потому, что отбирает тепло у дымовых газов, нагревается сам, а после передает его воздуху помещения. Внешне сооружение напоминает часть прямой или угловой толстой стены, сложенной из кирпича. Внутри этой стены устроены вертикальные и горизонтальные каналы, по которым движутся продукты горения из топки плиты или камина. Побуждает их к движению естественная тяга дымохода.

Проходя весь путь по проходам внутри щитка, дымовые газы неизбежно остывают, отдавая тепло кирпичным стенкам. И если их начальная температура могла достигать 300 °С, то на выходе в вертикальный дымоходный канал она составит примерно 150 °С. Кроме того, разогретое тело щитка обладает немалой теплоемкостью и еще долго остывает после затухания печи, продолжая отдавать тепло в помещение.

Итак, отопительный щиток для металлической печи или варочной плиты – это кирпичная пристройка, призванная повысить эффективность использования тепловой энергии, выделяющейся при горении дров и угля.

Общее назначение отопительного щитка

Прежде чем говорить о том, как должна выполняться кладка отопительного щитка, следует более подробно описать, где этот элемент используется.
Как известно, одно из главных преимуществ стандартных варочных плит и печей-буржуек из стали и чугуна заключается в их небольших и удобных размерах (детальнее: «Печь буржуйка своими руками — варианты изготовления»). Однако есть в этом и отрицательная сторона: рабочая поверхность является совсем небольшой, что довольно неудобно.
Более того, важно помнить еще и о рабочей температуре этих приборов, которая обычно очень высока (не менее 300 °C). Ввиду большой величины данного параметра появляется серьезный риск возгорания, поэтому крайне остро стоит необходимость тщательной изоляции трубы дымохода. И если провести эту процедуру неправильно, то тепло будет уходить в больших объемах, что, безусловно, повлияет на эффективность работы оборудования.
Для того чтобы решить проблему теплопотери, можно воспользоваться одним из двух наиболее действенных методов:

1. Направить энергию тепла, производимую в процессе сгорания топлива, для нагрева теплообменного элемента. На практике этот способ реализуется, как правило, посредством монтажа водяной отопительной системы, где теплоноситель может циркулировать либо естественным образом, либо с помощью насоса.
   Но, используя данный метод, следует внимательно следить за температурой, поскольку в случае замерзания воды трубы отопительного контура просто разорвутся и вся система придет в негодность.
2. Чтобы избежать этого, можно применить следующий способ: соорудить такой элемент, как кухонная плита с отопительным щитком. В этом случае продукты сгорания будят проходить по дымоходу, вмонтированному в стену из кирпича, и теплопотери значительно сократятся (прочитайте также: «Печь с горизонтальным дымоходом»).

Обусловлено это тем, что теплопроводность кирпича является высокой, поэтому при нагревании помещению будет гарантирован обогрев на значительное время.

Такой отопительный щиток из кирпича – практически полноценная замена традиционной печи, но затрат как физических, так и финансовых будет гораздо меньше.

Рабочая мощность такого прибора варьируется в пределах от 7 до 14 кВт. После того, как твердое топливо прогорит, тепло в помещении будет оставаться еще долго (его объем будет составлять около одного кВт).

Разновидности и схемы щитков

По внутреннему устройству данные сооружения бывают 2 видов:

• канальные: в теле щитка устроена развитая сеть газоходов, представляющая собой несколько вертикальных каналов, соединенных между собой. Прежде чем выйти наружу, газы совершают извилистый путь по этим ходам, интенсивно отдавая тепло;
• колпаковые: такой щиток для чугунной печи или плиты имеет одну или две камеры с горизонтальными сводами, где раскаленные газы задерживаются до тех пор, пока не остынут. Только после этого они могут попасть в вертикальный канал и уйти в дымоход.

Отопители канального типа конструктивно проще, поэтому и сложить их легче. Колпаковые щитки эффективнее с точки зрения отбора теплоты, но в исполнении гораздо сложнее. Новичкам браться за их возведение не рекомендуется, здесь нужна рука мастера. Для самостоятельного строительства представляем вам чертежи и разрезы простого отопительного щитка канального типа с тремя вертикальными газоходами:

Для того чтобы наша отопительно-варочная печь могла использоваться в летнее время для приготовления пищи, конструкцией предусмотрено переключение дымооборотов на летний режим. Переход осуществляется с помощью трех задвижек, встроенных в газоходы. Кроме того, в верхней части сооружения имеется вытяжная вентиляционная шахта для организации воздухообмена в помещении. Чтобы избежать опрокидывания тяги при сильном ветре, на выходе из шахты установлена решетка с обратным клапаном.

На следующей схеме, изображенной ниже, показана металлическая варочная плита с отопительным щитком колпакового типа. Как видите, здесь газы после выхода из топки печи попадают в камеру со сводом, откуда ведут 2 канала.

Поскольку из камеры можно двигаться только вниз, продукты горения с высокой температурой задерживаются под сводом, пока не остынут. Тогда они становятся тяжелее и согласно закону конвекции покидают пространство камеры. В этом случае для повышения эффективности печь с отопительным щитком оборудована трубчатыми нагревателями, размещенными внутри газоходов.

Примечание. Как правило, отопительные щитки выполняются как простые теплообменники и не имеют собственной камеры сгорания. Но есть и сооружения, чья конструкция предусматривает устройство небольшого топливника, как это видно на фото:

Классификация

Тепловые щитки разделяются по нескольким особенностям:

• Толщине стенок;
• Особенностям конструкции или монтажу;
• Конфигурации.

Каждая из вышеперечисленных особенностей подразделяет конструкцию ещё на несколько типов. Например, толщина стенок может быть как в половину кирпича, так и в четверть. Первый способ отлично подойдёт для тех, кто хочет долгое время работать с плитой и не бояться возгорания при длительной эксплуатации. В конструкциях же с тонкими стенками в четверть кирпича основная особенность в том, что они гораздо быстрее остывают.

Это важно! Создание такого типа отопительного щитка требует осторожности, соблюдения правил, предупреждающих от возгорания, а, главное, вдобавок ещё и лишних затрат на металлический кожух и гидроизоляционную систему фундамента.

Особенности конструкции и монтажа также имеют свои подразделения. Существует два основных вида конструкций: колпаковый и канальный типы. В первом случае одна или две поверхности совмещены по принципу колпака при помощи каналов. Принцип работы такой конструкции несложный. Горячий воздух останется в верхней части конструкции до того момента, пока не начнёт остывать. После того как воздух в колпаке остынет, другой горячий воздух займёт его место.

Конструкции колпакового типа характеризуются низкой возгораемостью

Канальный тип проще колпакового. Этот случай подразумевает одинаковый диаметр в трубе и наличие перемычек в определённых местах конструкции, которые позволяют регулировать нагрев или остывание поверхности.

Конфигурация щитка подразделяется на прямую и угловую. У каждой конфигурации есть свои преимущества и недостатки, которые влияют на функциональность щитка. Однако отмечено, что угловая конструкция используется значительно реже прямого вида. Возможно, это обусловлено тем, что угловая конструкция сложнее в построении. При этом она способна сэкономить место, что станет прекрасным решением в том случае, если помещение, в котором расположен щиток, небольшого размера.

Достоинства

Несмотря на то, что современный мир подразумевает использование высокотехнологичных устройств и строений, простой отопительный щиток не теряет своей популярности. По основному принципу строятся не только печи в частных домах, но и создаются камины, которые являются как отопительным, так и декоративным элементом жилища.

Это важно! Подобрав правильный тип теплового щитка, можно выгодно сэкономить время и деньги, которые бы ушли на создание полноценной классической печи. Важно в этом случае учитывать размер помещения, требования к поверхности, предполагаемую продолжительность использования и пр.

Кладка простого щитка значительно легче печной кладки, кроме того, в некоторых случаях конструкция гораздо лучше прогревает помещение и сохраняет тепло длительный промежуток времени.

Кроме вышеперечисленных положительных сторон, есть ещё одна, не менее важная. Компактность щитка даёт большие возможности в больших и маленьких помещениях. При правильной укладке можно не беспокоиться о каких-либо проблемах, которые могли возникнуть с печью. Конструкции в основном простые и будут понятны даже новичкам в этом деле. Главное – это выбрать качественные материалы и внимательно изучить инструкцию.

Компактный щиток идеально впишется в интерьер любого помещения

На такой поверхности можно будет потом даже готовить, так как есть возможность оснащать чугунную поверхность специальными конфорками. Преимуществ гораздо больше, чем недостатков, и не менее важная сторона вопроса – это простота самостоятельной выкладки. Подобную конструкцию можно сделать самостоятельно, главное – не пытаться заниматься самодеятельностью, так как любая ошибка может нанести существенный вред в будущем.

Требования к обустройству щитков

Важно помнить о прочности фундамента и его качественной гидроизоляции (например, слоем рубероида). Это обезопасит от попадания влаги на щиток.

Также необходимо строго учитывать все противопожарные требования.

Чтобы не допустить образования излишней конденсированной влаги и уменьшения тяги, необходимо контролировать максимальную температуру выходящего дыма, которая должна составлять не более 120 градусов.

Особенности материалов

Стенку дымохода лучше строить из ровного и лишенного сколов кирпича. Все стыки между рядами, все швы должны быть качественно и равномерно заделаны раствором. Упавший вниз агрегата раствор следует удалить оттуда через специальные проемы для очищения печи.

Идеальным для укладки щитка считается размер в полкирпича, благодаря чему исключено его быстрое остывание.

Для возведения щитка допустимо использовать обычный кирпич. Единственное условие – он не должен быть полым. Замазывать швы между слоями кирпича лучше не цементным раствором, неприспособленным к влиянию высокой температуры, а глиняной массой.

Правильно сложенный отопительный щиток увеличивает КПД печки с 30% примерно до 65%.

Рекомендации по выполнению кладки

Для кладки щитка используется только глина средней жирности с примесями песка

Чтобы сложить кирпичный щиток для металлической печи в бане или доме, нужно следовать рекомендациям:

1. Раствор должен быть только на основе глины. Использовать цементный нельзя.
2. Во время кладки сразу же нужно удалять остатки смеси с внутренней стороны конструкции.
3. Строительство нужно начинать с установки фундамента. Он должен быть отдельным, не связанным с фундаментом дома. Сначала кирпич кладется насухо, чтобы проверить горизонтальность. После проверки всех параметров фундамент закрепляют раствором.
4. Чтобы ограничить тягу дыма, нужно установить в верхней части конструкции шиберную заслонку.

Первые два ряда выкладываются глухими, в них не делают дымовые каналы. Это необходимо в соответствии с требованиями пожарной безопасности.

Порядовка

На щитке из кирпича должны быть установлены дверцы для чистки каналов от сажи

Порядовка отопительного щитка колпакового типа выглядит следующим образом:

1. Ряды с первого по третий выкладывают стандартным образом. В третьем ряду необходимо оставить пустое пространство, в которое будет установлена топочная дверца.
2. На четвертом и пятом ряду монтируется подувало и дверца для прочистки, сюда же устанавливаются две заглушки.
3. В шестом ряду начинают постепенно уменьшать количество каналов, устанавливается нагревательный бак.
4. Седьмой ряд предназначен для монтажа решетки. Чтобы она была надежно зафиксирована, нужно стесать все кирпичи, которые могут мешать. Канал перекрывается, чтобы в дальнейшем сделать два разветвления.
5. Восьмой ряд предназначен для установки двух дверец.
6. На девятом и десятом ставится вкладка из стальной полосы.
7. Следующий этап – выполнение перекрытий дверей. Сверху они должны быть смазаны раствором из глины.
8. На двенадцатом ряду устанавливается чугунная плита.
9. На шестнадцатом ярусе нужно стесать кирпичи в районе правого угла, а на девятнадцатом устанавливается задвижка.
10. Двадцать второй ряд отведен для монтажа щитка и самоварника.
11. Для расширения на тридцать первом ряду кирпичи стесываются, а на следующем этапе ставится вентиляционная решетка.

Порядовка во всех случаях индивидуальна, но основывается на одинаковых принципах.

Правила безопасности при установке

К деревянной стене нужен дополнительный слой кирпича, чтобы не произошло воспламенение

К кладке щитков для металлической печки предъявляются повышенные требования в области пожарной безопасности. Щиток в обязательном порядке должен выкладываться на отдельном фундаменте. Его предварительно гидроизолируют.

Чтобы исключить опасность возгорания, первые два ряда делают глухими – в них нет отверстий для дымовых каналов.

Перед монтажом конструкции нужно сделать противопожарную отделку. Если щиток прилегает к стене из легковоспламеняющегося материала, нужно отдельно выкладывать перегородку в кирпич. Если материал негорючий, кладка делается в половину кирпича. Особое внимание уделяется угловой печи, здесь нужно делать разделки между стеной и конструкцией с двух сторон. Если щиток тонкостенный, рекомендуется делать обивку листами металла, так как стенка прогревается полностью.

Этапы проведения работ

Перед началом работы необходимо приобрести кирку, отвесы, линейку, уровень, рулетку и угольник, шнур, молоток и комбинированную кельму, которая служит для удаления излишков раствора.

Из материала для возведения стандартного отопительного щитка и фурнитуры понадобятся огнеупорные кирпичи (около 310 шт.), примерно 6 ведер с глиной и около 4 ведер песка, 1,5 метра гидроизолирующего толя, 3 специальные прочистные дверки, 20-сантиметровая решетка для вентиляции и 3 штуки задвижек (дымовых) размером 13×13 см.

Как уже говорилось выше, щитки возводят на фундаменте. Поэтому начинается процесс именно с обустройства и гидроизоляции основания.

Строительство фундамента

Раствор в фундаменте выравнивают с помощью уровня, не доходя при этом примерно 10 см до пола. На подсохший слой кладут кирпич, обрабатывают основание конструкции гидроизоляционным материалом, намечают контур агрегата. Затем кладут второй пласт кирпича, окончательно сравнивая его с уровнем пола.

Основной алгоритм укладки фундамента одинаков для порядовки отопительного щитка любой конфигурации.

Кладка щитка без автономной топки

• 1 ряд – полностью выложен кирпичом.
• 2-й и 3-й ряды укладывают, следуя порядовке.
• На уровне 4-го ряда ставят 2 чистки и оставляют среди кирпича окошко для дальнейшего соединения с щитком.
• На 5-м ряду производятся те же работы, но уделяется внимание еще и перевязке швов печи.
  6-й ряд кладут, не забывая оставить 2 канала.

• Начиная с 7-го, включая все оставшиеся нечетные ряды (до 25-го), выкладывают кирпичи по порядовке, оставляя 3 канала.
• Начиная с 8-го и, включая все четные ряды, действуют строго по схеме-порядовке.
• На уровне 10, 11, 17, 23 и 24-го рядов применяют другую кладку, что обеспечивает более прочную связку швов.
• В 10, 18 и 24-м рядах не забывают поставить задвижку справа.

• На уровне 21-го и 22-го слоев устанавливают самоварник, который будет перекрыт на 27-м ряду, объединившем 2 левых канала в один общий.
• На 28-м слое ставят надежную задвижку, а 29-й выкладывают, согласно порядовке, не забывая о перевязке.
• На 30-м ряду перекрывается канал слева, а также вновь устанавливается задвижка.
• Перевязку швов и перекрышу толщиной в 3 ряда должны обеспечить 31-й и 32-й ряды.
• Уровни 33, 34 и 35-го слоев укладывают на основании порядовки, а на финальном – 36-м ряду обязательно заботятся о том, чтобы оставить каналы (вентиляционный с дымовым).

Порядовка щитка с автономной топкой

Эта схема более сложная и предусматривает возможность раздельной топки щитка и плиты. Материала здесь также понадобится гораздо больше, чем при упрощенном варианте щитка.

После надежного монтажа фундамента укладывают два первых слоя, следуя схеме порядовки. 3-й ряд – аналогично, но с зольником, который нужен для топки.

• 4-й пласт довольно ответственный: здесь устанавливают 2 задвижки (на зиму и лето), а также дверки (поддувальные и прочистные) в количестве 4 шт. Аналогично на 5-м ряду, но здесь дополнительно делают перевязку швов.
• На 6-м уровне ставят духовку с водогрейной коробкой, а также уменьшают по размеру каналы и перекрывают дверцы.
• На 8-м слое ставят дверки: большую – для плиты и маленькую, предназначенную для щитка.
• 9-й и 10-й ряды кладутся соответственно схеме, но на 10-м прокладывают стальной уплотнитель над конструкцией для духовки.
• На 11-м ряду верхнюю кромку духового шкафа мажут глиной, а также перекрывают дверки.
• Финальный ряд – 12-й, служит для укрепления каркаса и установки чугунного настила.

Необходимость отапливать помещения в круглосуточном режиме подтолкнула к созданию вместо стандартной печи-буржуйки высокоэффективного отопительного щитка, обладающего отличной теплоемкостью и гарантирующего комфорт как при приготовлении еды, так и при пребывании в помещении.

Недостатки металлических варочных печей и как их исправить

1. У компактных габаритов металлических печек есть и недостаток – слишком маленькая поверхность воздушного теплообмена.
2. Помимо этого, газообразные продукты сгорания обладают очень высокой температурой — от +300° градусов и более. Поэтому приходится думать о пожарной безопасности и термоизолировать дымоход.
3. Как известно, КПД печек пропорционален обратно температуре выводимых отходов сгорания. Для приготовления же еды варочные агрегаты используют далеко не всю генерируемую тепловую энергию.
4. Помимо этого, такие печи обычно имеют короткие дымоходные каналы. Поэтому и они поглощаются немного тепла.

1. Такие тепловые потери с любой точки зрения нерациональны. Возникает нужда их минимизировать. Один из самых распространенных способов понизить энергетические потери печи — это оснастить агрегат своими руками отопительным щитком.

Что представляет собой устройство

1. Щиток представляет собой пристраиваемую к печи небольшую кирпичную стенку, внутри которой имеется развитая система дымоходов.
2. С топкой такие устройства почти никогда не делаются. Нагревается щиток благодаря отводимым от печки газам. Конструктивно стенка не способна выбрасывать много тепла в окружающую среду.

1. Есть более сложные и удобные конструкции, цена которых выше. Они оснащаются своими топками небольшого размера. Можно их делать и независимыми от варочной плиты и пристраивать, например, к печам с камином.
2. Кирпич имеет хорошую теплопроводность, а главное — высокую теплоемкость. Разогреваясь при растопке печи либо приготовлении еды, он отдает тепло комнате несколько часов. Так можно получить аналог печки из кирпича. Только более простой конструктивно и за меньшие деньги.

Заключение

Роль кирпичного щитка действительно очень важна. Получается, что при совместной работе с ним будет эффективной даже простая буржуйка, чей КПД не превышает 30—40%. Сооружение позволяет значительно снизить расход дров и при этом успешно обогревать помещение. К сожалению, не во всяком доме возможно подобное строительство и решать вопросы экономичности приходится иными путями.

Металлические варочные и отопительно-варочные печки имеют одно несомненное преимущество — компактность. Подобный агрегат не будет занимать много места в вашем доме или на даче. Чтобы повысить эффективность стальных и чугунных печей, применяется кирпичный отопительный щиток.

О толщине стенки

1. Толстостенные щитки укладываются в полкирпича. Их необходимо предварительно хорошо прогревать. Когда варочная плита с отопительным щитком используется постоянно, такое его устройство целесообразно. Помимо всего прочего – толстостенные конструкции предпочтительней с точки зрения пожарной безопасности.
2. Отопительный тонкостенный щиток кладется в четверть кирпича. Чтобы удовлетворить противопожарные требования, такие конструкции часто закрываются металлическими кожухами.
3. Поверхность стенок можно штукатурить, облицовывать изразцовыми плитками либо, расшив стыки, оставлять без отделки. Облицовывать печь-камин с отопительным щитком следует в ходе его укладки.

1. Устройства могут работать в двух режимах работы – зимнем и летнем. В первом из них конструкция нагревается полностью, во втором же частично.

Обратите внимание!
Когда происходит кладка отопительного щитка , к ним применяются повышенные противопожарные требования.
Например, приспособление следует строить обязательно на отдельном фундаменте.
Его необходимо гидроизолировать.

Принципиальные схемы работы По принципу работы различают два типа устройств. Канальные щитки

1. Внутри такого устройства обустроен своеобразный лабиринт из дымоходов, которые имеют одно и то же сечение.
2. Когда кладутся подобные отопительные щитки — порядовки их могут иметь, как горизонтальные, так и вертикальные перегородки.
3. Тепловую энергию стенкам продукты горения отдают в процессе равномерного передвижения их по всей длине каналов.
4. В канальном типе устройств нередко обустраиваются перемычки, обходящие дымоход. Отгораживаются они перегородками. Надо это, чтоб в летний период варочная печка не отапливала комнату.

В печах-каминах перемычки не нужны, потому как щитками они оснащаются для большей отдачи тепла. Устройство же для мощного металлического агрегата, например, для Баварии (тепловая мощность 14 кВт) без подобной перемычки делать не следует.

Колпаковые устройства

Отопительный щиток колпакового типа состоит из одной либо нескольких полостей, которые соединены дымоходами. Выход и вход канала во всех колпаках делается гораздо ниже верха его плоскости.

Почему это надо? Нагретый воздух и печные газы всегда текут вверх. Проникнув в колпак, газы до своего остывания будут расположены там. Когда они свое тепло отдадут, то их вытеснит новая порция нагретых продуктов горения, и они потекут по дымоходу на улицу.

Обратите внимание!
Следует учитывать, что двухколпаковый щиток будет забирать у отходов горения больше тепловой энергии, чем одноколпаковый аналог.
Стоимость же их одинакова, т.к. затраты материалов эквиваленты.