Печь Кузнецова колпакового типа: принцип работы, порядовка и кладка своими руками

Печь Кузнецова колпакового типа: принцип работы, порядовка и кладка своими руками

Печь Кузнецова колпакового типа: принцип работы, порядовка и кладка своими руками
СОДЕРЖАНИЕ
0

Характеристики

Колпаковые печи Кузнецова имеют ряд отличительных характеристик и преимуществ, которые выделяют их среди основных конкурентов на рынке отопительного оборудования для дома и бани.

Принцип работы подобного устройства достаточно прост: нижний уровень (ярус) и топливник представляют собой единую конструкцию – колпак, который предназначен для эффективного перемещения газов, образованных при сгорании топлива. При этом скопление легких газов осуществляется вверху колпака, а тяжелых – внизу. В середине сосредоточены газы, имеющие среднюю температуру нагрева.

«Кузнецовка» из кирпича предусматривает длительное удержание нагретого воздуха внутри колпака для эффективной аккумуляции тепла внутри помещения, а затем быстрый вывод отходов сгорания через дымоотводную трубу.

Особенностью печи является поддержание предельной температуры горения. Кроме того, печь Кузнецова обладает высоким КПД, который в несколько раз превышает аналогичный показатель у классической русской печи.

Конкретные преимущества подобных печей состоят в следующем:

  • Высокий КПД – до 94 %.
  • Высокий температурный режим сгорания топливного материала.
  • Быстрая аккумуляция и длительное поддержание тепла.
  • Низкий уровень осаждения сажи.
  • Простота в уходе и неприхотливость.
  • Незначительная материалоемкость при высокой тепловой отдаче.
  • Возможность дополнительного встраивания контура для горячего водоснабжения.
  • Повышенная тяга при небольших размерах дымоотводной трубы.
  • Привлекательный дизайн и широкий выбор конструктивных форм. Усовершенствованный вариант – двухколпаковая печь Кузнецова, которая может быть сконструирована под любой тип помещения.
  • Быстрое распределение тяги между каналами в автоматическом режиме.

Печь Кузнецова своими руками: этапы и особенности

В основе лежит принцип свободного движения газов. Для циркуляции воздуха в обычной печи необходимо воздействие внешней энергии, то есть, создания принудительной тяги в трубе. Когда газы находятся в замкнутом пространстве, при наличии постоянного источника тепла, они под собственной тяжестью разделяются – холодные оседают вниз, горячие поднимаются наверх.

При этом в области высоких температур давление растет, а там, где холодно – падает и вырабатывается энергия. Выходит, турбулентное движение возникает автоматически благодаря законам физики. Это значит, что если грамотно направить конвекционные потоки, то тепловая энергия будет переноситься самими массами газа.

При электрической подаче тепла тяговой трубы не требуется. Если печь отапливается дровами, то неизменно продукт горения должен выходить наружу. Благодаря хитрой конструкции, он скапливается на последней стадии своего пути, оказываясь как будто под колпаком. Там он снова перегорает, до конца отдавая своё тепло, и затем уже в виде бесполезного газа выводится на улицу, не охлаждая систему. Такие печи ещё называют колпаковыми.

Основополагающая особенность газового наполнения полостей состоит в том, что, сколько бы ни было отсеков у печи, они все заполняются газом равномерно и во всех происходят одинаковые физические процессы. Создать нечто подобное при помощи тяги, принципа противотока (широко применяемого в Европе) или других конвективных способов невозможно. Вот почему подобные печи – это инновация в системе печного отопления.

Они сами себя регулируют и, какую бы конфигурацию им ни придавали, они всегда работают по естественному принципу. Это дало простор инженерной мысли создателя, в результате чего им были придуманы десятки отопительных систем различных назначений и мощности:

  • русские печи-теплушки;
  • печи для бань и парилок с регулятором температуры воды и пара;
  • различные бытовые печи с варочными поверхностями и лежанками;
  • каминные, в которых стены камина являются полостями печи и кроме эстетической, выполняют обогревательную функцию;
  • для двух- или трехэтажных домов – многоуровневые печи с транзитной трубой;
  • система печей разного назначения в одном доме, которые работают на один дымоход.

Колпаковые печи Кузнецова могут быть оборудованы водяным котлом и представлять систему горячего водоснабжения в доме, при этом отапливаться от электричества. Такой резерв существенно снижает затраты.

Основные достоинства печей:

  1. Экономичность. КПД доходит до 93%, в то время, как современные печи дают 70-80%, русские – 30%.
  2. Равномерное прогревание закаляет кирпич и кладку, не давая ему трескаться.
  3. Ровное распределение температур предотвращает появление «ямы» с холодным воздухом.
  4. Сила выходящего потока больше сопротивления, в результате чего не возникает проблем с каминами или многоэтажными печами.
  5. Дым от горения камина поступает в ходы печи и присоединяется к общему процессу обогревания.
  6. Хорошо держат тепло даже при открытой задвижке.
  7. Практически не засоряются сажей.

Начинается все с устройства фундамента. Он должен быть несвязанным с основным фундаментом бани. Его размер на 10-15 см больше предполагаемых размеров печи. Высота фундамента для печи подбирается исходя из высоты фундамента бани: они должны заканчиваться на одном уровне. Поверх готового основания для печи в два слоя укладывается гидроизоляция (толь, рубероид).

После изготовления фундамента нужно озаботиться приготовлением раствора для кладки печи. Для возведения кирпичной печи используют не цемент, а глину. Причем не любую, а только ту, которая залегает на глубине не менее 2-х метров. Глину просеивают и размывают, готовя раствор нужной вязкости.

Чтобы определить нужное количество кирпича для строительства печи, считаем число кирпичей в первом ряду порядовки, умножаем на 0,8 (средний коэффициент заполнения рядов) и на количество рядов. Этого количества кирпича хватит на печь точно, даже с учетом битых и отбраковки.  Для кирпичной трубы нужно добавить по 4-6 кирпичей на каждый ряд.

Кирпич наружной кладки для своих печей Кузнецов рекомендует глиняный полнотелый марки М150 и выше. Размеры 250х120х65мм. Толщина шва  — около 5мм. Получается, что каждый ряд со швом имеет высоту 7см. Использовать огнеупорный кирпич для наружной кладки не рекомендуется: он прогревается сильнее, из-за чего повышается пожароопасность печи, да и обжечься о такую печь можно серьезно.

Печь Кузнецова своими руками
Печь Кузнецова своими руками

При кладке банных печей Кузнецов рекомендует наружную кладку армировать: в каждом четном шве (или нечетном, как получится) прокладывать полосу металлической сетки. Укладывают полосу отступив от наружного края кладки около 1см. Сетку лучше брать оцинкованную из прута толщиной в 1 мм. При этом удобно ложится полоса с ячейкой 50*20мм (две клетки).

При кладке шамотного кирпича его ставят «на ребро» не добиваясь 100% совпадения с порядовкой – размеры шамота бывают разными. Укладывают их «с перевязкой», при необходимости обрезая лишнее или добавляя недостающие куски (пилить вдоль нельзя). Над металлическим литьем ставят шамотный кирпич. Причем его укладывают тоже «на ребро».

Так как шамотный кирпич греется сильнее и его коэффициент расширения больше, то между наружной кладкой и огнеупорной внутренней нужно оставлять зазор (около 5мм), который будет компенсировать разницу в расширении материалов. В этот зазор можно уложить базальтовый или муллитокремнеземистый картон, в вертикальные зазоры укладывают базальтовую вату.

Необходима теплоизолирующая подкладка и под металлические части печи. Литье устанавливается не вплотную к кладке, а с зазором 5мм, в который прокладывается базальтовый картон или гипсовый шнур, которым обматывают соприкасающиеся с кирпичами части. Использовать можно и другой теплоизолирующий материал минерального происхождения.

Шкаф для камней должен быть изготовлен из жаропрочной стали, которая выдерживает температуры в 1000оС. Для более прочной конструкции на нижней части шкафа не рекомендуется делать швы. Днище должно быть гнутым. А на короткой стороне духовки для камней нужно наварить отрезки уголков небольшой длины – они придадут большую жесткость конструкции, не ограничивая температурного расширения.

При кладке печи согласно порядовке измерять высоту после каждого ряда совсем необязательно.  Важны две вещи: горизонтальность  рядов (проверяется строительным уровнем)  и соблюдение указанной в чертеже разницы между верхом наружной (высчитывается умножением номера ряда на 7см) и внутренней кладки (указана на чертежах).

Например, на размещенной ниже порядовке печи Кузнецова для бани П1 в 19 ряду указана высота внутренней кладки 132см. Чтобы узнать какая разница в высоте должна быть, 19*7см=133см. Получается, что разница должна быть в 1 см. Этот зазор необходим для компенсации разницы температурного расширения. Если его не будет  — наружная кладка просто развалится под напором внутренней.

Не рекомендует Кузнецов мочить кирпич для печи (мочить нужно только вторичный): это необходимо при работе с цементным раствором, а не с глиной. Если весь кирпич для печи мочить, то общий вес свежей печи получается очень приличным. Большое количество влаги в разы увеличивает длительность сушки. А значительный срок сушки означает долгое использование в низкотемпературном режиме. За это время может накопиться большое количество сажи, так что может сразу потребоваться чистка.

Есть еще один нюанс: печь обязательно нужно просушить и прожечь. Даже если вы пока не собираетесь ее использовать. Если новую не прожженную печь не эксплуатировать некоторое время, при ее первой топке (иногда и при второй) может появиться запах угара: в кирпичах и кладке осталось много влаги, в комбинации с сажей и получается такой эффект.

Устройство печи Кузнецова довольно простое: нижняя часть и топка, ее еще называют очагом, объединяются в общий колпак, внутри которого и осуществляется свободно-хаотичное перемещение воздушной смеси. Горячий воздух, как более легкий, поднимается кверху, вытесняя тяжелый холодный газ. Между этими слоями свободно циркулирует теплый поток.

Таким образом, перемешиваясь, воздух надолго остается горячим, передавая температуру стенкам колпака. Остывающие газы выводятся в дымоход. Благодаря такой системе достигается чрезвычайно высокая температура накаливания в колпаке, поэтому печь Кузнецова обладает существенно большей эффективностью работы, нежели любая традиционная.

Помимо высокой эффективности, данная печь имеет еще ряд преимуществ:

  • продолжительный процесс теплоотдачи;
  • незначительное возникновение налета от продуктов сгорания и, как следствие, отсутствие необходимости ежегодных очисток дымохода;
  • наличие свободного места для размещения нагревательного элемента;
  • стойкость конструкции к трещинам;
  • высокая экономичность;
  • возможность разнообразного дизайна печи и широкий выбор используемого топлива.

В соответствии со своим назначением, колпаковые печи подразделяются на несколько видов.

Отопительные печи – предназначенные для поддержания требуемой температуры в жилом помещении, отопительный процесс может осуществляться как путем нагрева кладки печи, так и с использованием водяного контура.

Чем объясняется высокая эффективность печей

Внешний вид печи Кузнецова

Причины, по которым колпаковые печи являются настолько эффективными по сравнению с традиционными устройствами, следующие:

  • Правильное распределение дымных газов по температуре нагрева за пределами топочного отделения.
  • Большое количество колпаков способствует задержанию горячего газа и более эффективной аккумуляции тепла внутри устройства.
  • Правильное расположение колпака способствует сдерживанию нагретых газов и поддержанию высокого температурного режима. Это приводит к сбору продуктов сгорания топлива в одном месте и снижению уровня образования сажи в дымоотводной трубе. По этой причине «кузнецовки» не требуют частой чистки от сажи.
  • Теплообменник располагается в колпаке, поэтому не удерживает производимое печью тепло и не снижает уровень КПД.

Построить печь Кузнецова своими руками не так и просто, но все, что потребуется от мастера, – это следовать четкой пошаговой инструкции.

Материалы и инструменты

Для обустройства кирпичной «кузнецовки» для дома или бани, прежде всего, следует подготовить рабочие чертежи и порядовки. Сам автор разработал свыше сотни различных печей с пошаговыми инструкциями по их строительству.

Порядовка печи – это полное руководство, которое наглядно объясняет правильность кладки каждого отдельного ряда в предусмотренной последовательности. Начинающим мастерам рекомендуется строго соблюдать порядовки печей Кузнецова, что позволит построить надежную и долговечную конструкцию.

Для проведения строительных работ необходимо подготовить основные материалы и рабочий инструментарий:

  • красный огнестойкий кирпич полнотелый;
  • кирпич шамотный;
  • огнестойкую глину средней фракции;
  • песок горный (в два раза больше объема глины);
  • проволоку стальную;
  • уголок металлический;
  • конструктивные элементы: дверки для поддувала, топки, решетку для колосника, задвижку, плиту для очага.

Печь Кузнецова колпакового типа: принцип работы, порядовка и кладка своими руками

При покупке кирпича рекомендуется проверить материал на отсутствие брака и механических повреждений.

Печи Кузнецова своими руками имеют свои тонкости возведения, поэтому перед началом работ должна быть тщательно изучена схема кладки устройства.

Для выполнения работ потребуется болгарка с дисками для резки кирпича, перфоратор или дрель, оборудованный миксерной насадкой для замешивания раствора.

На место строительства необходимо доставить следующие материалы:

  • Два вида кирпича – шамотный (обладающий огнеупорными качествами) и обычный из глины, марка М150.
  • Объемы кирпича определяются специалистом согласно чертежу.
  • Качественная глина – около центнера.
  • Просеянный песок, в количестве, превышающем глину в два раза.

Две вышеуказанные составляющие могут быть заменены уже приготовленной смесью, которую можно приобрести в строительном магазине. Этот вариант более удобен и требует меньше времени и сил на приготовление раствора.

А также потребуются разные металлические изделия:

  • дверки топки и поддувала;
  • задвижка;
  • колошник;
  • стальная проволока;
  • уголки.

Немного истории о колпаковой печи

Для любого печного агрегата, в том числе и для этого, сперва требуется заложить фундамент. Сам Кузнецов рекомендует его выкладывать из силикатного кирпича.

Порядовка колпаковой печи Кузнецова

Кроме этого, из материалов потребуется:

  • цементно-песчаный раствор в соотношении 1:3 (одна часть цемента на три песка);
  • армированные прутья;
  • полиэтилен;
  • доска, чтобы устроить опалубку.

Последовательность выполнения работ при монтаже печи Кузнецова:

  1. Сперва выкапывается котлован глубиной около одного метра в размерах метр на полтора. Если предполагается постройка агрегата большей мощности, площадь увеличивается пропорционально.
  2. Его дно засыпается песком с толщиной слоя 15 см. Чтобы он свободно осел, после этого требуется выдержать около двух дней.
  3. Из досок или фанеры устраивается опалубка, можно для этой цели использовать ненужные в хозяйстве деревянные изделия – двери, щиты и прочее.
  4. Внутри опалубки устанавливается армированный каркас. В связи с тем, что такая печь не имеет значительного веса, для этого может использоваться арматура небольшого сечения.
  5. Постепенно заливается раствор. В процессе заливки он непрерывно перемешивается лопатой, чтобы обеспечить монолитность основы и полное удаление воздушных пузырьков. В итоге должна получиться ровная бетонная поверхность, ниже уровня пола на высоту двух кирпичей.

Важно! Ни в коем случае нельзя продолжать работы сразу после застывания раствора. Обязательно требуется выдержать свежезалитый фундамент около недели, для того чтобы бетон набрал прочность. В любом случае не нужно спешить, потому что от времени выдержки зависят прочностные характеристики конструкции в целом.

Принцип действия устройств Кузнецова учитывает естественные свойства горячего воздуха и, выделяющихся при сгорании топлива, газов. Конструкция кирпичной печки отличается тем, что дым удерживается внутри самой печи. Для этого оборудуется так называемый колпак — топочная камера, представляющая собой закрытый купол, куда поднимается наиболее раскаленный воздух, вытесняя остывающий через нижний боковой отвод.

Фото 1. Схема колпаковой печи Кузнецова, показаны особенности движения газовых потоков в устройстве.

Вентиляционное отверстие под днищем топки обеспечивает постоянный приток холодного воздуха. Из-за того, что раскаленный воздух удерживается в печке как можно дольше, эффективность теплоотдачи увеличивается в три раза по сравнению с другими подобными устройствами.

Добиться таких результатов конструкторы пытались и в случае традиционных печей — для этого разработаны модели с системой дымоходных каналов. В них горячий воздух также задерживается внутри устройства, но удлинение дымохода естественным образом ухудшает вытяжку, поэтому эффективность обогрева вырастает ненамного.

В случае устройств Кузнецова тяга не нарушается, а горячий воздух удерживается не за счет увеличения длины канала. Это происходит благодаря естественным свойствам раскалённых газов подниматься и вытеснять более холодные. Размеры такого типа печи могут варьироваться в зависимости от необходимой мощности и площади помещения, которое требуется отапливать. Модели с одним колпаком обычно компактны и подойдут для обустройства небольшого дачного домика.

По принципу действия банная печь не отличается от описанных выше вариантов. Но всё же она имеет несколько особенностей:

  • в нижний колпак устройства вмонтирован поддон с камнями;
  • в устройстве предусмотрен доступ для воды и отверстия для выхода пара;
  • обладает более толстыми стенками для максимального прогрева камней и во избежание перегрева помещения.

После завершения всех работ получается высокоэффективное устройство, идеально отвечающее условиям жизни за городом. Многофункциональность, простота в эксплуатации и ухода будут выгодным дополнением к отличным отопительным качествам.

Благодаря очень высоким температурам внутри топочной камеры, большая часть золы и сажи прогорает, позволяя снизить периодичность чисток.

Одно из достоинств кузнецовки — возможность выбора любого доступного на данный момент твердого топлива: дров, сухих кусков торфа, опилок.

При небольших изменениях конструкции существует возможность установки системы нагрева газом или электричеством. Доступно подключение печи к водяному контуру, что позволит качественно прогревать отдаленные помещения. Несомненным плюсом будет сравнительно невысокая стоимость материалов, возможность выполнить все этапы работ самостоятельно.

Возникает вопрос и относительно наличия места для установки теплообменника. Это устройство теряет указанный производителем срок службы, если его разместить в самой топке. Постоянный контакт с огнем губительно сказывается на прочностных характеристиках теплообменника. Такое соседство приводит также к ухудшению условий горения топлива, снижению коэффициента полезного действия печи и образованию большого количества сажи.

В сооруженной по кузнецовскому методу печи газы движутся свободно.

Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Такая конструкция основывается на установке внутри нее колпаков, представляющих собой сосуды, перевернутые днищем вверх. В некоторых моделях печей колпаки могут иметь верхние отверстия. Сосуды располагаются в различном порядке, однако основным условием их размещения является наличие между ними вертикальных пустотных щелей, называемых сухим швом.

Чтобы легче представить себе схему работы колпаковой печи Кузнецова, нужно визуализировать в своем воображении костер, разожженный на открытом воздухе. В результате того, что воздух имеет неограниченный доступ к пламени, от костра идет незначительное тепло, которое сразу же рассеивается в пространстве.

Можно изменить характер процесса нагревания воздуха вокруг костра, если накрыть его колпакообразным сосудом, например, казаном большого размера. При этом внизу важно оставить зазор, чтобы совсем не загасить пламя. Как результат, горячий газ естественным путем поднимается к днищу казана и ограничивает доступ поступающего снаружи воздуха.

Такой саморегулирующийся процесс характеризуется возможностью дозировки наружного воздуха и нахождения разогретого газа в сосуде до полного остывания.

Описанный выше принцип используется в печах Кузнецова, для которых применяются сразу два колпака, соединенные сухим швом. Такая нестандартная конструкция способствует повышению эффективности передачи достаточного количества тепла от печки в помещение, где она установлена. Горячие газы сначала заполняют собой первый колпак, тем самым нагревая его стенки, а затем, охлаждаясь, уступают место горячему потоку, который поднимается из топки.

Стараясь оптимизировать этот процесс, изобретатель еще на первой его стадии, которая начинается после топливника, решил разделить поток газов в соответствии с их температурой. С этой целью он использовал перегородку для отделения пространства колпака от топки. При этом барьер не достигает дна сосуда.

В результате такого разделения горячие газы сразу же устремляются к своду колпака, а поток более низкой температуры направляется по сухому шву через щель в перегородке. Таким образом, за счет скопления под сводом горячих газов и наличия барьера в первый колпак воздух поступает только в необходимом количестве. Это способствует полному сгоранию топлива с образованием определенного количества золы.

Аналогичный процесс движения газов происходит и в колпаке, установленном над первым.

Чертеж колпаковой печи Кузнецова

Менее горячие продукты горения размещаются внизу сосуда, а раскаленные газы стремятся к своду и при остывании отдают тепло на кирпичные стенки. Затем они опускаются вниз и по дымоходу выводятся наружу. За счет оснащения печи двумя колпаками, в которых происходит естественное нагнетание и движение газов, создание принудительной тяги в дымоходной трубе не требуется.

Более конкретно можно выделить следующие преимущества конструкций Кузнецова:

  1. Колпаковая печь кузнецова с котлом и хлебной камерой. Источник

    Коэффициент полезного действия достигает 80%.

  2. Не требуется использование промышленных технологий и уникальных материалов для обеспечения высокой температуры сгорания топлива.
  3. В колпаковой печи любой вид топлива превращается в золу с образованием минимального количества сажи.
  4. Уход за колпаковой отопительной печью Кузнецова совсем несложен из-за практически полного сгорания сажи. Чистку конструкции можно проводить раз в несколько лет.
  5. По сравнению с централизованной системой отопления, обладающей такой же теплоотдачей, как и кузнецовская отопительная печь, в доме, где она установлена, температура воздуха более стабильна. При этом нормальное суточное функционирование конструкции Кузнецова обеспечивается всего лишь двумя топками.
  6. Экономия средств, идущих на приобретение материала для обустройства короткого дымохода (поскольку тяга и так хороша), а также удобство монтажа такого элемента конструкции.
  7. Водогрейный контур встраивается в печь без какого-либо ущерба для технических параметров сооружения.
  8. Внешний вид и изящность двухколпаковой печи Кузнецова позволяет решать различные задачи, стоящие перед дизайнером и касающиеся стилистического оформления помещения.

Есть множество самых разнообразных проектов печей Кузнецова. Созданы множество печей разных размеров и назначения. Только стандартных банных печей Кузнецова (БИК) есть 17 разновидностей. К ним нужно добавить две разновидности БИК БК, 14 вариантов БИК ПК. Чем они отличаются? Размерами, расположением топки, духовки для камней, наличием или отсутствием камина, варочной поверхности и еще некоторыми особенностями.

Печи Кузнецова. Разнообразие
Печи Кузнецова. Разнообразие

Почему же банные печи Кузнецова популярны? Тому есть немало причин:

  • Они практически «всеядны». В них до золы сгорает любое топливо. И если топить баню каким-либо «левым» топливом кроме дров не рекомендуется, то для топки дома подойдет любое.
  • Такое эффективное сгорание топлива делает БИК очень экономичными, при этом нагревается не только баня, но также вода (до 170 литров), камни.
  • Даже при использовании не очень качественного топлива сажа образуется мало. Если же топить хорошими сухими дровами (для бани ведь выбираешь самое лучшее) чистить печь нужно гораздо реже, чем печи других конструкций при аналогичных условиях эксплуатации.
  • Печь прогревается равномерно из-за чего, во-первых, долго сохраняется тепло, во-вторых, редко появляются трещины.
  • Печи для бани Кузнецова не только готовят баню и долго держат тепло. Они высушивают помещение после процедуры. Все это благодаря большой теплоемкости. При этом еще на следующий день вода в баке остается достаточно теплой, чтобы в ней можно было купаться.
  • Длительный срок службы гарантирован при минимуме железных деталей. Все дело в чересчур большой разнице при температурном расширении: металлические детали расширяются намного сильнее, как результате в кладке вокруг возникают трещины.
Фрагмент печи БИК-18 {amp}quot;Руссауна{amp}quot;
Фрагмент печи 18.БИК «Руссауна»

Процесс возведения печи

Кладка такой печи предполагает обязательное наличие ее схемы. Порядовка своими руками показывает поэтапно весь процесс возведения данной конструкции. Для работы понадобится 755 штук полнотелого красного кирпича и 65 штук шамотного. Также необходимо 150 кг песка и 135 кг огнеупорной глины средней фракции для приготовления раствора.

Имея чертежи печи, можно приступать к возведению конструкции. Осуществляется данный процесс в соответствии с порядовкой:

  1. Для осуществления оптимальной конвекции конструктор печи рекомендует сделать нижнюю ее часть потолще. Однако двух рядов кирпича вполне достаточно. Поэтому два ряда выкладываются сплошными, после каждого из них проводится тщательный замер углов.

Порядовка печи

  1. С третьего ряда начинается выкладка поддувала и зольника.
  2. Далее в соответствии с порядовкой выстраиваются внутренние перегородки и стенка, изготовленная из шамотного кирпича, располагаемая между печкой и поддувалом.
  3. Выкладывая пятый ряд, монтируем колосниковую решетку из чугуна. Между колосником и стенкой следует оставить небольшой деформационный зазор (около 5 мм). Сама же решетка монтируется под незначительным углом по отношению к дверце.

Дверца топливной камеры также устанавливается в пятом ряду. Ее обязательно следует облицевать шамотным огнеупорным кирпичом (кладка производится на ребро). Данный процесс называется футеровкой и предназначен для защиты стенок печи от повышенных температур.

  1. 16-й ряд выкладывается таким образом, чтобы полностью закрыть камеру, установив колпак.
  2. С 17-го ряда начинается выкладка второй камеры поверх первой.

Каждый ряд следует проверять по уровню

  1. Далее выкладка продолжается относительно порядовки. На 26-м ряду необходимо полностью закрыть верхнюю часть печи кирпичом.

Возвести подобное устройство самостоятельно под силу даже новичкам, главное, чтобы соблюдалась технология строительства и рабочая схема.

Первый этап – возведение фундамента, который можно запланировать при строительстве дома или бани. В противном случае необходимо подготовить новое основание под печку.

Основание должно превышать размеры печи на 15 см по всему будущему периметру, что обеспечит высокую прочность и износостойкость готовой конструкции. Для обустройства фундамента стоит учесть следующее:

  • Основание для печи не рекомендуется связывать с фундаментом дома или бани.
  • При расположении печи вдоль стены фундамент должен быть удален от основного основания на 6 см, а расстояние между ними защищено песчаной прослойкой.
  • Для защиты основания от повышенной влажности и грунтовых вод требуется обустройство надежной гидроизоляции – песчаная подушка на дне траншеи и рулонный рубероид поверх бетонного слоя.
  • Для повышения прочности фундамент должен быть усилен специальным армирующим каркасом.

Кирпичная кладка

После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.

Перед началом кладки стоит продумать местоположение дымоотводной трубы внутри помещения и снаружи на крыше, что должно отвечать определенным требованиям. Напомним, что любая печь Кузнецова имеет готовые чертежи, в соответствии с которыми выполняются строительные работы.

  1. Для кладки первых двух рядов используется шамотный огнестойкий кирпич. Для соединения кирпичей готовится специальный кладочный раствор. Не рекомендуется использовать смесь, приготовленную для обустройства фундаментного основания. После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
  2. Чтобы улучшить тепловую отдачу устройства, рекомендуется установить 4 чистки для каналов – в задней части, в поддувало и по бокам. Размеры чисток выбираются в индивидуальном порядке. На этом этапе проверяется горизонтальность всех поверхностей при помощи уголка.
  3. Со 2-го ряда формируется зольник и поддувало. Эти рабочие камеры предусмотрены для чистки золы и создания необходимой тяги для горения. Кирпичная кладка выполняется в шахматном порядке со швом толщиной 6 мм. Для фиксации кирпичей используется раствор на основе огнеупорной глины.
  4. Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи. При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом. При монтаже колосника соблюдаются технологические зазоры в 7 мм между решеткой для колосника и внешней стеной печки. Монтаж решетки выполняется под небольшим углом по отношению к дверке.
  5. Здесь же выполняется установка дверки для топки. При обустройстве камеры сгорания она дополнительно облицовывается шамотным кирпичом, который укладывается ребром. Это обеспечивает надежную защиту внешних стенок печи от воздействия высоких температур.
  6. До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам. С 17-го ряда устанавливается колпак, после которого можно приступать к обустройству второй камеры, расположенной над первой. Она будет являться вторым колпаком. На этом этапе выполняется перекрытие колпака, а на 21-м ряду обустраиваются проходы, которые направлены вдоль внутренних стен по обе стороны.
  7. Работы проводятся в соответствии с предложенной порядовкой до 26-го ряда, после завершения которого верхняя часть колпака надежно закрывается кирпичной кладкой.
  8. Спустя 24 часа после завершения кладки можно выполнить тестовый запуск печи с добавлением небольшого количества топливного материала. Это позволит проверить готовую конструкцию на герметичность и отсутствие зазоров между кирпичами. При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.

Любая «кузнецовка» должна иметь плавающую топку, для обустройства которой выполняется особый шов.

Сухой шов в печах Кузнецова – это небольшой технологический зазор в крайнем углу, почти на дне топки. Он обеспечивает безопасное разделение газов в топке на холодные и горячие.

Этот процесс способствует беспрепятственному поднятию горячих газов в верхнюю часть колпака с последующим их охлаждением. Далее остывшие газы выводятся во второй колпак и через дымоотводную трубу наружу.

  1. Первый колпак нельзя соединять с камерой сгорания. Это обусловлено тем, что топливный материал должен сгорать обособленно – для создания высокого температурного режима. Соединение колпака и топки допускается в классической русской печи с менее эффективной тягой.
  2. Каждый четный ряд кирпичной кладки следует фиксировать металлической проволокой для создания дополнительной прочности и устойчивости строения.
  3. После завершения кладки кирпич рекомендуется обработать защитным огнестойким составом.
  4. Декоративные и функциональные элементы печи из металла устанавливаются с учетом возможного расширения при нагревании. Расстояние между ними и кирпичной кладкой защищается специальной прокладкой.
  5. Первая топка устройства проводится при минимальных температурах с небольшим количеством топлива.
  6. При нагревании кирпич расширяется, поэтому внутренняя конструкция печи из огнеупорного материала должна быть сконструирована так, чтобы с каждой стороны имелись технологические зазоры.

Самую доступную конструкцию колпаковой печи Кузнецова можно возвести собственноручно. При планировании сложного и многофункционального устройства технология его возведения также может быть усложнена.

Процесс возведения печи

При выполнении кладки печного агрегата Кузнецова следует придерживаться нескольких рекомендаций.

Следует связывать закладываемую проволоку не реже одного раза на три ряда.

Металлические элементы устанавливаются с запасом пространства, учитывая их тепловое расширение.

Заканчивая кладку, следует обработать ее огнеупорным раствором.

Запускать печь Кузнецова в эксплуатацию следует поэтапно, постепенно повышая температуру разогрева.

Равномерный прогрев стенок и достаточная тяга будет обеспечена только при правильном соблюдении порядовки печи.

В большинстве случаев для гидроизоляции перед кладкой поверх фундамента настилается рубероид, но лучшего эффекта можно добиться, используя фольгу. Это позволит дольше сохранять тепло, благодаря отражающей способности этого материала.

На отдачу тепла печью влияет число отделений в устройстве, но при этом важно придерживаться существующим схем и чертежей.

Чтобы готовый агрегат имел привлекательный внешний вид и соответствующие технические характеристики, перед укладкой каждый кирпич следует тщательно шлифовать.

Нарушать порядовку не допускается, но не ограничивается фантазия в оформлении при возведении от 23-го по 27-й уровень.

После того как фундамент застыл и отстоялся, он покрывается фольгой или рубероидом. Первоначально это покрытие можно сделать выступающим за габариты фундамента, эти кромки будут удалены после выполнения кладки.

Непосредственно кладка выполняется в порядке, указанном самим изобретателем печи и представленном на схеме.

Схема укладки печи

Первые два ряда выкладываются из шамота. Важно не использовать при этом раствор, использовавшийся для заливки фундамента. Можно начать вывод каналов дымохода со второго ряда, но предпочтительнее несколько утолщить дно печи.

В дымовых каналах оборудуется четыре чистки. Одна из них располагается с задней стороны, вторая – в поддувале, еще две – по бокам.

Выполняется формирование перегородки между поддувалом и остальной частью печи, а также все внутренние разделения. На пятом ряду монтируется колошник.

Перекрытие колпаков выполняется в рядах №17–18, в 21-м оставляется два хода параллельно боковым стенкам с внутренней стороны.

Придерживаясь чертежа, построить печь Кузнецова несложно.

Порядовка печи

Двухколпаковая печь

Наиболее распространенный вариант для качественного отопления частного дома — устройство Кузнецова с двумя колпаками.

Его КПД значительно выше за счет более длительного удержания горячего воздуха.

Фото 2

Колпаки из термостойкого кирпича располагаются один над другим с небольшим смещением — вытесняемый из первого колпака воздух сразу попадает во второй, из которого уже уходит в вытяжную трубу.

Размер такой печки имеет прямую зависимость от площади дома, возможна даже постройка с внутренним объемом до 5 куб. м. Топливник обычно занимает всю площадь основания, это помогает увеличить мощность нагрева воздуха в печи.

Справка. В конструкции двухколпаковой печи часто устанавливают специальные задвижки, позволяющие изолировать второй колпак и снизить теплоотдачу устройства. Это необходимо в более теплое время года, когда уже не требуется большой мощности обогрева.

При использовании задвижек горячий воздух из первого колпака направляется прямо в дымоход.

Постройка своими руками, порядовка устройства

Особенностью такой конструкции будет измененное расположение первого колпака — он делается выступающим и в его своде устанавливается варочная поверхность, чаще всего из чугуна.

Плита обязательно должна быть цельной, так как из-за конструкции дым не вытягивается из колпака, поэтому будет неизбежно поступать в помещение через разъемные конфорки.

Иногда устанавливают плиту и над вторым колпаком — она не так сильно нагревается и не может служить для приготовления пищи, но будет превосходным средством для сушки овощей, фруктов, грибов и трав. Там часто делают нишу для хранения поленьев и их подсушки перед использованием.

С хлебной камерой

Такой вариант почти не отличается от стандартной отопительно-варочной печи, но дополнительно снабжен духовым шкафом, монтирующимся в пространстве первого колпака. Камеру обычно делают из чугуна или особо прочной стали, изнутри футеруют шамотным кирпичом для обеспечения более мягкого жара для выпекания.

Помимо хлебной камеры, часто устанавливают бак для нагрева воды — для этого подходит также область второго колпака. В зависимости от количества дополнительных функций размеры печи будут увеличиваться, она потребует больших затрат на топливо.

Прежде чем браться за выполнение работ, необходимо правильно рассчитать проект устройства, для этого учитываются следующие факторы:

  1. Мощность печи — зависит от общей площади помещения и качества его теплоизоляции.
  2. Количество колпаков — в печах Кузнецова их нередко делают три и больше, что значительно увеличивает КПД обогрева, почти не требуя лишнего расхода топлива. Учитывается только изменение массивности устройства.
  3. Основная функция печи — будет ли прибор использоваться только для отопления или понадобятся дополнительные возможности: приготовление пищи, нагрев воды.

Фото 4. Пошаговая порядовка печи Кузнецова. Также показано устройство в готовом виде с разных ракурсов.

Потоки воздуха в печи Кузнецова

Частый вариант для постройки — двухколпаковая печь с варочной плитой. Она функциональна при довольно компактных габаритах и хорошо подходит для размещения в небольших загородных домах.

Материалы

Внутри области колпаков образуется очень высокая температура, поэтому для кладки прибора подойдет только огнеупорный кирпич и шамотная глина с мелкофракционным песком для кладочного раствора. Смесь собственного приготовления часто рекомендуется заменить готовыми смесями из строительных магазинов — так уменьшается риск того, что колпак растрескается при эксплуатации и потеряет герметизацию.

Для выкладки внешних стен и верхних ярусов достаточно будет обыкновенного керамического кирпича с плотностью М150 и цементного раствора.

При работе нельзя забывать, что укладка обычного и шамотного кирпича в один ряд исключена — они имеют разные показатели расширения и при эксплуатации кладка разрушится.

Помимо материалов для кладки, понадобится приобрести дополнительные элементы — металлические уголки, дверцы и петли, задвижки, варочную поверхность. Все это доступно для покупки в специализированных магазинах. Понадобится армированная проволока для выполнения связывания кладки.

Инструменты

Для выполнения всех типов работ требуется заранее подготовить набор инструментов:

  • емкость для приготовления раствора и лопата для его перемешивания;
  • печной молоток-кирка для разбивания кирпичей;
  • болгарка с отрезным диском по камню;
  • плоскогубцы и ножницы по металлу для нарезки проволоки;
  • мастерок для накладывания раствора;
  • правило для разравнивания;
  • защитные перчатки и очки.

Для проверки правильности кладки понадобятся также различные измерительные инструменты: рулетка, строительный уровень, отвесы, шнуры и т. д.

Подготовка места

Сооружение кирпичной печи всегда начинается с оборудования основания. Под кузнецовку подойдет фундамент стандартного типа — глубиной полметра и со сторонами, выходящими за границы периметра будущей кладки на 10 см. Порядок работы:

  1. Подготавливается котлован, дно на 15—20 см закрывает дренаж — слой песка и битого щебня.
  2. На хорошо утрамбованный дренаж ставится деревянная опалубка, выступающая над поверхностью на 20 см.
  3. Фундамент заливается бетонной смесью и оставляется для застывания.
  4. После правильной закладки фундамента получается ровная площадка, выступающая над поверхностью пола на 10—15 см (зависит от усадки).

Поверхность основания закрывается слоем гидроизоляции (хорошо подойдет рубероид), затем укладывается отражающий слой металлической промышленной фольги. В случае с постройкой кузнецовки жар от печи будет сильнее, чем от обычных приборов, особенно в нижнем ярусе, поэтому фундамент защищают от перегрева.

Соседние с будущим местом расположения устройства стены закрываются термоизоляционным материалом, на пол перед топкой рекомендуется набить металлический лист, чтобы избежать риска возгорания от выпадающих угольков. Заранее рассчитывается местоположение дымохода — его не рекомендуется располагать рядом с коньком крыши.

Выполнение кладки

После того как подготовлен фундамент, начинаются работы по возведению самого устройства:

  1. Замешивается раствор в приготовленной емкости — перед началом работ глину замачивают на двое суток. Помимо лопаты, для перемешивания эффективным будет использование строительного миксера.
  2. При выполнении кладки рекомендуется каждый ряд сначала класть на сухую поверхность для точного определения размеров нарезки кирпичей. Первый ряд основания делается сплошным.
  3. Начиная со второго ряда выкладывается поддувало, а затем область первого колпака. По мере необходимости устанавливаются петли для топочной дверцы. Каждый третий ряд кладки связывается проволокой, нарезанные куски которой закладываются в раствор.
  4. Внутренняя часть топки выкладывается шамотным кирпичом, наружная — обычным керамическим. Между этими слоями нет связующего раствора, оставляется небольшой зазор. Кирпичи из двух рядов также не должны выступать, пересекаться с соседним слоем.
  5. Внутри свода первого колпака на опоры из шамотного кирпича устанавливается варочная чугунная поверхность, которая герметично фиксируется раствором.
  6. После выполнения свода первого колпака, начинается выкладка основания для второго с небольшим смещением (на ширину варочной плиты).
  7. Выкладывается второй колпак, колонна дымохода, устанавливаются задвижки для изоляции второго уровня в летнее время года.

После выкладки навершия и установки трубы дымохода, готовую печь оставляют на просушку, которая занимает не менее месяца. Первые две недели устройство просушивается при открытых окнах и дверях, начиная с третьей недели производят постепенное протапливание, увеличивая объем топлива, пока он не дойдет до полноценной закладки.

Возможные сложности

Кладка кузнецовки отличается некоторой спецификой, поэтому при отсутствии опыта часто допускаются ошибки:

  • Не оставляется зазор между стенами топки и наружными — шамотный кирпич расширяется при нагреве, поэтому может разрушить кладку.
  • Не используется проволока для связки кладки — из-за большей степени нагрева стены печи могут растрескаться.
  • Не оставлен зазор при установке металлических деталей — также приводит к расширению металла при сильном нагреве и появлению трещин.
  • Неправильный прогрев нарушит процесс просушки кладки и приведет к возникновению деформаций, трещин.
  • Не проведена правильная термоизоляция стен и перекрытий (в месте установки дымохода) — из-за большой температуры нагрева риск возгораний в случае использования кузнецовки выше, чем у простой печи.

Внимание! Из-за высокой теплоотдачи готовую печь необходимо снаружи покрыть огнеупорным составом, это поможет снизить риски возникновения пожароопасной обстановки, а также улучшить декоративные качества устройства.

Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1
Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1

Печи Кузнецова и их чертежи представлены для свободного доступа любому пользователю Интернет. Из их огромного множества вам остается лишь выбрать подходящий тип и экстерьер. Любую из них при необходимости можно выполнить в зеркальном варианте. В помощь строящим печи Кузнецова снято много видео материала и бесчисленное количество пояснений, так что, если есть желание и усидчивость, вы вполне добьетесь хорошего результата.

Есть такие понятия, как теплоотдача и теплопотеря. Так вот, перед началом строительства следует рассчитать потерю тепла дома. В расчет берутся материалы стен, наружное утепление, штукатурка, стеклопакеты, подвал или фундамент, структура пола, потолки, все внутренние перегородки и отделка. Плюс еще местность, в которой вы живете.

Теперь выбираем из каталога печей ту, чья скорость теплоотдачи компенсирует потери вашего дома. Каждый квадратный метр печи при двух топках в сутки отдает примерно 500 Вт в час, то есть конструкция сечением 1 м и высотой 2 м с четырех сторон отдает 4 кВт тепла в сутки. Одноразовая топка снижает этот показатель на коэффициент 0,6-0,7.

Что еще нужно учитывать перед началом? Все печи Кузнецова разложены на порядовки – послойные кладки. Минимальный размер элемента – 1/8 кирпича. Все зазоры, расстояния и отверстия обозначаются дробью, например, 3/8, 1/4 кирпича. Таким образом, независимо от габаритов материала, вы можете возвести пропорционально верную конструкцию.

Принятые рекомендованные материалы и параметры:

  • наружная кладка: глиняный кирпич 250х120х65 мм, минимальная марка – М150;
  • внутренняя кладка: кирпич огнеупорный шамотный ШБ-8 250х123х65 мм, Ш-5 230х114х40 мм;
  • шов наружной кладки – 5 мм;
  • высота ряда со швом – 70 мм;
  • 100-130 кг качественной глины и очищенный песок без органических примесей, около 1 мм, из расчета 1:2 либо готовая глинопесчаная сухая смесь из расчета 0,2 кубометра на 500 кирпичей;
  • металлическая фурнитура: задвижка, топочная и поддувальная дверки, колосниковая решетка, 2 стальных уголка, 5 м проволоки.

Любое строительство начинается с хорошего фундамента. Его делают из бетона или бута, разведенного цементом с выступом в 5-10см по всему периметру печи. Верхний уровень оказывается заподлицо с фундаментом дома. Далее основа застилается рубероидом или другим изолятором. До нужного уровня докладывают кирпич с учетом металлических уголков для противопожарных выпусков. Недопустимо доливать бетонную смесь, так как кладка впоследствии будет усаживаться неравномерно.

Порядок проверки

После завершения строительства производят растопку печи, используя минимальное количество топлива, чтобы разогрев происходил постепенно. Таким образом, устройство обжигается, проводится проверка ее работоспособности и герметичности дверок и задвижек. В случае выявления различных дефектов кладки, они должны немедленно устраняться.

В случае необходимости отопления дома, чтобы обеспечить его равномерный обогрев, может строиться печь с водяным контуром и змеевиком. Последний устанавливается в топке. Таким образом, подогретая печью вода циркулирует в системе и отапливает помещение. Это один из возможных вариантов, которых существует несколько.

Дополнительные рекомендации

Соединение камеры топки и колпака осуществляется с вертикально расположенным зазором, называемым сухим швом. Необходимость этого обусловлена движением в отсеках восходящих газов. Та их часть, которая содержит большее количество пара, повторно затягивается в топку для вторичного цикла, что позволяет улучшить степень сгорания топлива.

Воздух попадает в топку не только через колошник, но и из верхней части, через пустоты в стенках. Таким образом, происходит обеспечение процесса горения требуемым количеством кислорода, так как воздух, поступающий из колошника, его почти не содержит. Это также стимулирует процесс горения.

Решетка из шамота, расположенная выше топки, позволяет дожигать остатки топлива за счет высокой температуры разогрева.

https://www.youtube.com/watch?v=vXFx1VcDXKQ

Подытоживая изложенное, можно отметить, что строительство отопительных и варочных печей Кузнецова своими руками не составит особенных проблем. Но если предполагается строительство многофункционального агрегата, конструкция усложняется, потому в этом случае предпочтительнее воспользоваться услугами опытных мастеров.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector