Отопительно варочные печи кузнецова своими руками

Отопительно варочные печи кузнецова своими руками

Отопительно варочные печи кузнецова своими руками
СОДЕРЖАНИЕ
0

Принцип функционирования кузнецовской печи

В заключение о вечном споре преимуществ колпаковой и канальной системы. Лично я предпочитаю в иных случаях совмещать.

Для примера коротко расскажу о шведке, построенной по принципу дымооборотной системы, но с колпаковой камерой над плитой.

Первые ряды, как у обычной печи. Формируем зольную камеру и каналы под духовкой с дверцей чистки.

Перекрываем зольник, формируем под. Ставим колосниковую решетку. Намечаем подъемный канал после духовки. В шов вставляем небольшую стальную пластину для опирания дальнего правого угла духовки.

Отопительно варочные печи кузнецова своими руками

Ставим духовку и дверцу топки. Намечаем место поворота газов. Ставим еще одну чистку. Духовка имеет зазор между стенкой топки. Внешнюю стенку топки футеруем кирпичом на ребро. Газы движутся по обычной схеме: из топки по верху духовки и уходят под нее, откуда поступают в дымообороты. Расстояние от духовки до стенки вычислить просто: в квадратных сантиметрах оно должно равняться площади кирпича, т.е. 300 квадратным сантиметрам.

Ведем кладку дальше. Разделяем опускной и второй подъемный каналы. Второй подъемный в центре — он и ведет в трубу. Газы уходят вверх, попадают в колпаковую камеру. Затем опускаются вниз и по центральному каналу уходят в трубу.

Перекрываем проем топки и духовки.

Ставим на этом ряду двухкомфорочную плиту. Большая конфорка над топкой. Край кладки защищаем металлическим уголком — фаянсом.Поднимаем кладку выше.

Двумя рядами перекрываем камеру над плитой с помощью стальных уголков. Ставим дверцы чистки колпаковой камеры. Начинаем колпаковую камеру. Стойка по центру служит опорой будущего перекрытия.

Перекрываем часть проемов в колпаковой камере.

Дальше тремя рядами делаем перекрытие печи.

Выше – труба с задвижками. Печь готова.

Фото 2

Это пример универсальной печи, использующей одновременно принцип движения газов по каналам и колпаковой системы.

Кузнецовым был предложен совершенно новый подход к построению печи из кирпича. Как известно, в печах традиционной конструкции имеются каналы, по которым происходит движение горячих газов, нагревающих кирпич. Главным фактором, поддерживающим данный процесс, является тяга. Такой принудительный метод прогревания корпуса печи характеризуется неравномерностью распределения тепла.

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.

Выражение «Всё гениальное — просто!» в полной мере касается конструкции купольной печи, которая позволяет реализовать достоинства свободного движения газов. Простейший двухколпаковый агрегат, представленный на рисунке слева, работает следующим образом. Воздух, необходимый для горения дров, поступает через поддувало 1.

Топку 2 выполняют в виде сужающегося сопла, благодаря чему удаётся не пропускать наружный воздух сверх меры. В противном случае он будет сразу же уходить во второй колпак, увлекая за собой разогретые газы. Препятствует поступлению тяжёлого холодного воздуха и так называемая газовая вьюшка, которая образуется под куполом.

Принцип действия двухколпаковой печи

Во время активного горения дров не успевшие окислиться кислородом воздуха горючие газы поднимаются под купол 4 внутреннего колпака 3. Там они воспламеняются под действием открытого пламени и высокой температуры. Можно сказать, что под колпаком возникает зона, подобная той, которая образуется в камере дожигания обычной пиролизной печи.

Немаловажно и то, что процесс пиролитического горения сам себя регулирует — при очень интенсивном пламени затрудняется отток продуктов сгорания, а соответственно, уменьшается и тяга. Если же пиролизные газы выгорают, то процесс восстанавливается. В это же время не менее важные процессы происходят и под сводом второго колпака.

Идеальным вариантом двухколпаковой печи был бы агрегат круглой формы. В этом случае тело отопительного прибора могло бы выполнять функции верхнего купола. К сожалению, на практике соорудить такой теплогенератор сложно не столько из-за сферической формы, сколько по причине трудностей с обустройством прочисток и люков для их обслуживания.

Знакомство

Мне повезло. О них я услышал достаточно поздно. Лет семь назад. Узнав, сильно удивился. Просто я сразу вспомнил первоисточник. И сильно порадовался за развитие печной терминологии.

Позже мне довелось ломать несколько печей Кузнецова. Примерно пять или шесть. Они не были старыми. Они были очень дорогими и бестолковыми. Хозяева просили поставить что-то традиционное.

Потом я пристальней присмотрелся к его рекламной политике и отдельным адептам. Например, КПД русской печи указывают 30%. Печам Кузнецова приписывают 87%-90% (пару раз встречал и смелый номерок 95%). Очень красивые цифры. Одно НО: человек, у которого Кузнецов позаимствовал основную массу своих тезисов, в 1940 годы измерял КПД русской печи. Оказалось, оно составляет порядка 60-64%. Это первая неприятная картинка. Вранье уже как-то настораживает.

Разновидности печей

Колпаковые печи Кузнецова, спроектированные в основном с целью использования в быту, сооружаются для выполнения определенных функций. Различают следующие виды таких конструкций:

  • варочного типа – для приготовления пищи;
  • отопительные – для обеспечения жилого помещения теплом;
  • банные печи Кузнецова – для обогрева бань;
  • уличныепечи имеют вид простых барбекю или целых печных комплексов;
  • для выпекания хлеба часто совмещаются с другими видами печей;
  • печи-камины, выполняющие скорее эстетическую роль.

Здесь названы лишь наиболее распространенные виды кузнецовских печей. Часто специалисты создают комбинированные варианты таких конструкций, отличающихся своей многофункциональностью. Хорошо всем знакома, например, отопительно-варочная печь, благодаря которой можно и дом обогреть, и пища приготовлена.

Выбираем кирпич

Отопительно варочные печи кузнецова своими руками

Теперь об отоплении печами из 700 кирпичей особняков по 100 квадратов… Так не бывает. Просто не бывает. Начнем с того, что одной печью бесполезно отапливать свыше 40 квадратов при потолках в 2,5-3 метра. Попросту не будет работать конвекция. Она будет, но перепад температуры в объеме одного помещения будет настолько велик, что о гигиене говорить не придется — только о дискомфорте.

Кстати, картинка про конвекцию есть в книжке 1943 года (смотрите ссылку выше). Очень понятная картинка. Хоть и язык латвийский.

Так что 450 кубов помещения вы никогда не прогреете одной печкой. Если только она не атомная.

Давайте представим себе большой зал. Пусть будет клуб в деревне. В зале холодно и иней по углам. Внесите в него разогретый на костре кирпич. Зал прогреется? А если погрузчиком ввезти поддон таких кирпичей? Боюсь, что для прогрева придется ввезти несколько таких поддонов и расставить по углам. Точно так обстоит дело и с печами.

Кирпич — штука теплоемкая, а печь греет именно за счет запасенного им тепла. Никак иначе. Но величина этой теплоемкости — величина конечная. Кирпич не способен взять тепла больше, чем ему положено. Да и с ростом температуры самого кирпича эта способность будет падать. Попытки прогреть кирпич выше положенного приведут или к пустой трате топлива, или к разрушению самого кирпича.

Предлагаем ознакомиться:  Как построить сауну в доме своими руками

С этой особенностью связано одно свойство всех колпаковых печей. Незнание его ведет не только к экономии, но и к потере до 20% тепла.

Суть проста. Разница температур между кирпичом и печными газами называется градиент. Чем градиент выше, тем охотней кирпич берет в себя тепло. По мере прогрева самого кирпича градиент падает, и кирпич тепло принимает не так интенсивно. А потому газы, если скорость потока не уменьшится, будут впустую уходить в трубу.

Поэтому в колпаковых печах важно уметь регулировать скорость потока интенсивностью поддува и изменением сечения трубы. Кстати, при освещении данного момента Кузнецов внезапно забывает про то, что газовый поток ВСЕГДА идет по пути наименьшего сопротивления. Словом, если в дымооборотных конструкциях путь газов всегда неизменен, и газам поневоле приходится отдавать тепло стенкам печи, то в колпаковых системах газы имеют возможность этот путь выбирать произвольно. Никакие красивые слова и выкладки не заставят их идти по пути наименьшего сопротивления.

В качестве колпаковой печи можно рекомендовать действительно хорошую печь А. И. Подгородникова, известную под названием «Двухъярусный колпак». Порядовка ее ниже.

А в этой печи Подгородникова есть, например, камера дожигания. Неожиданно, правда?

Ну а теперь займемся вопросом сооружения печи более плотно. Как всегда, начнем с выбора кирпича. На что годится шамотный?

Шамотным кирпичом хорошо футеровать топку — зону наиболее интенсивного прогрева. Проще применять ША-8 — его геометрия близка к габаритам красного печного кирпича, следовательно работать с ним в ряде случаев проще. Промышленные огнеупоры подразделяют на кислотные, нейтральные и щелочные. Но в быту эти характеристики не играют совершенно никакой роли, поэтому проще брать ША-8. Но печи из него строить целиком и полностью нельзя. У него плохая теплопроводность и малая теплоемкость.

С печным кирпичом все просто. Самый распространенный боровиковский и витебский. Оба с недостатками. У боровиковского хуже геометрия и многовато извести в структуре. Витебский слаб в плане морозостойкости, а потому непригоден для труб и слоится в топке. По моему субъективному мнению, боровиковский все же предпочтительней. Кстати, витебский на печи годится только выпуска первого цеха. У боровиковского таких ограничений нет.

Для печей лучше брать более плотный кирпич. Следовательно, если выбирать между М150 и М200 – предпочтительнее последний. Хотя и М150 неплох.

Для труб, если есть возможность, вообще лучше брать клинкер М400 и выше — он практически не боится мороза за счет малой гигроскопичности.

Самостоятельное изготовление

Пример работы. Источник

Прежде чем начать строительство колпаковой печи Кузнецова своими руками, нужно четко знать, какую роль в доме или на приусадебном участке она будет выполнять. Во всеобщее пользование представлено более 150 чертежей печей, разработанных Кузнецовым. Каждый может выбрать себе наиболее приемлемый вариант, но здесь мы рассмотрим технологию строительства достаточно простой колпаковой печи Кузнецова своими руками для отопления жилого помещения.

Проектируя установку двухколпаковой печи Кузнецова своими руками на первых этапах строительства дома, позаботьтесь о том, чтобы она смогла равномерно обогреть все помещения жилого назначения. Не совсем удобно сооружать такую конструкцию в уже выстроенном полностью доме. Тем не менее, если возникла такая необходимость, то почему бы и не постараться над таким проектом. Важно только при определении места обустройства дымохода обратить внимание на расположение несущих конструкций и балок.

Фундамент под печь нужно планировать или вместе с возведением основы для дома, или в уже готовом здании, но следует подготовиться к тому, что процесс будет трудоемкий и затратный по времени.

Колпаковая печь Кузнецова своими руками на начальном этапе возведения предполагает закладку фундамента. Для выполнения этого процесса нужно запастись штыковой и совковой лопатой, а также следующими материалами:

  • песком (3 части), цементом (1 часть) и водой для приготовления раствора;
  • армирующим прутом среднего сечения;
  • полиэтиленовой пленкой;
  • доской для сооружения опалубки.

Работы по обустройству фундамента должны выполняться в следующем порядке:

  1. нужно выкопать котлован с ровными стенками на глубину до 1 м. Минимальные размеры должны составлять: в ширину 1 м, в длину 1,5 м. При необходимости увеличения периметра ямы следует соблюдать пропорции.
  2. Дно котлована нужно засыпать слоем песка (высота 15 см) и оставить в таком виде на пару дней для свободного оседания.
  3. Соорудить опалубку можно как из досок и фанеры, так и из подходящих изделий из древесины (старых дверей, отдельных элементов отжившей свой век мебели и прочее).
  4. Из-за того, что конструкция печи Кузнецова отличается небольшим весом, армирующий прут можно брать не особо толстый.
  5. Заливать раствор нужно медленно, по ходу выпуская пузырьки воздуха за счет перекапывания его лопатой. Такие действия приведут к укреплению фундамента. В итоге поверхность фундамента должна иметь вид ровной гладкой плиты, уровень которой на 2 кирпича не доходит до пола.

После заливки свежеприготовленный фундамент нужно оставить в покое на 5-7 дней, а то и более (на 20-25). Время, отведенное для полного застывания и высыхания основы, важно предусмотреть заранее. В этом случае не стоит торопиться. Чем дольше выстоится фундамент, тем выше будет его прочность и устойчивость всей конструкции печи.

Некоторые моменты при возведении:

  1. Кирпич, из которого сооружается внутренняя огнеупорная оболочка, при нагревании склонен к расширению. Поэтому так важно обеспечить независимость этой части печи от всей ее конструкции.
  2. Огнеупорную оболочку внутри печи создает шамотный кирпич, установленный на ребро. Чертежи не всегда передают этот момент, однако его следует учесть. При установке простых кирпичей из глины допускается свобода действий со стороны мастера.
  3. Используя проволоку, нужно в каждом 3 ряду кирпичей выполнять их связку.
  4. При установке всех металлических приспособлений важно оставить место с учетом их возможного расширения. Специальной прокладкой ограничивают касание изделий из металла к кирпичной кладке.
  5. По окончании сооружения печи Кузнецова своими руками рекомендуется использовать огнеупорный состав для обработки кирпичей.
  6. Запускать колпаковую печь в работу нужно постепенно, начиная с разогрева на минимальной температуре, а затем ее повышая.

Основательно подготовиться к сооружению печи Кузнецова своими руками можно только тогда, когда под рукой будет в наличии болгарка, оснащенная алмазными дисками, и перфоратор с насадкой в виде миксера. Кроме того, к месту установки отопительного устройства нужно доставить следующие материалы:

  1. кирпич двух видов: огнеупорный (шамотный) и простой глиняный марки М150. Количество этого материала рассчитывается в соответствии с чертежом, разработанным специалистом.
  2. Глина хорошего качества – в пределах 100 кг.
  3. Песок, очищенный от камушков и различных примесей. Его потребуется в 2 раза больше, чем глины.
  4. Вместо предыдущих двух компонентов можно воспользоваться уже готовой сухой смесью, предлагаемой строительными магазинами, для приготовления раствора. Такой вариант заготовки песка и глины удобен тем, что производители товара уже предусмотрели нужные пропорции этих материалов. Готовую смесь можно брать из расчета примерно 0.2 куб. м на 500 штук кирпича.
  5. Различная фурнитура, изготовленная из металла, представлена поддувальной и топочной дверкой, задвижкой, колосником, обычной стальной и заборной пластиной. Кроме этих изделий нужно еще запастись проволокой длиной 5 м, а также стальными уголками в количестве 2 штук.

Важные моменты

Правильная порядовка колпаковой печи Кузнецова позволит добиться равномерного прогревания стен и обеспечить отличную тягу.

Перед тем как начать кладку, многие мастера стелят рубероид. Однако мы рекомендуем уложить слой фольги, которая, обладая способностью к отражению, позволит лучше сохранить тепло.

Отопительно варочные печи кузнецова своими руками

Теплоотдача устройства во многом зависит от количества отделений, созданных в нем. Однако, для сооружения самой теплой колпаковой печи при их выстраивании важно соблюсти порядок кладки и условия объема.

Как выглядит. Источник

Чтобы сохранить эстетичность внешнего вида и физические параметры конструкции, которые изначально заданы на чертеже, следует своими руками шлифовать каждый кирпич перед тем, как выстраивать из него кладку.

Не допускается никаких изменений в порядовке. Однако от 23 до 27 уровня можно применить свою фантазию для декорации сооружения.

После окончательного застывания фундамент покрывается фольгой, отражающей вверх нисходящий поток тепла. Такое покрытие может слегка выступать за периметр фундамента. По окончании строительных работ излишек фольги уберется.

Порядовка колпаковой печи Кузнецова
  1. при возведении боковых стенок используется ложковый способ выкладывания кирпича. Работа выполняется справа налево. Таким образом, начало передней и задней стенок представлено четырьмя, левой – тремя, а правой – двумя кирпичами. Последняя пара располагается между крайними кирпичами фасадной и задней стороны печи.
  2. В этот ряд вставляется поддувальная дверца и закладывается проем для чистки печи от сажи. Такое окошко можно располагать с любой стороны конструкции, но только ниже уровня топки.
  3. Этим рядом продолжается выстраивание стенок по примеру предыдущего уровня.
  4. Пространство над поддувалом суживается и достигает в ширину размеров 1,5 кирпича.
  5. Отдаленный от топки угол обустраивается перегородкой, которая будет выполнять роль трубы, ведущей из нижнего в верхний отсек.
  6. Кладка боковых стенок продолжается равномерно, а для сброса продуктов горения в поддувало делается ободок из огнеупорных кирпичей и укладывается колосник.
  7. Следующим рядом образуется начало топки, из которой дымоход выводится в соседнее пустотное отделение.
  8. Аналогичный предыдущему ряду.
  9. Огнеупорная оболочка создается из выложенного в полкирпича шамота и выполняется накрытие топки.
  10. Выполняется аналогично.
  11. Происходит смена кладки в полкирпича на целую единицу.
  12. В полкирпича из огнеупорного материала выполняется решетка.
  13. Кладка продолжается без изменений.
  14. На месте решетки образуются 2 дымохода.
  15. Кладка продолжается аналогично предыдущему ряду.
  16. Боковые стенки огнеупорной оболочки продолжают выстраиваться в целый кирпич, и выполняется перекрытие дымоходов, ведущих в воздушное отделение.
  17. Плотно устанавливается стальная пластина, перекрывающая допуск дыма на верхний уровень. Выход к нижнему дымосборнику закрывается с помощью кирпича. Теперь дым может выйти наверх только через ход, заложенный в 5 ряду.
  18. Этим рядом начинается верхний уровень конструкции и фиксируется стальная пластина с трех сторон кирпичом, а с четвертой – раствором.
  19. В дымосборник укладывается кирпич в качестве опоры для верхнего покрытия печи. В один кирпич выкладывается пазуха для выхода дыма в трубу из верхнего дымосборника.
  20. Продолжение кладки.
  21. Закладывается выход в трубу.
  22. Стальной пластиной, которой предназначена роль поддержки кирпича под паросборник, накрываются передние стенки духовки.
  23. Выкладывается в четверть кирпича вытяжка для паросборника, а для остальной части потолка делается перекрытие.
  24. Идет ровная кладка.
  25. Между дымоходом и паросборочной трубой устанавливается закрытое соединение.
  26. Последующие два ряда аналогичны 24 и 23.
  27. Труба оснащается пластиной-заборником.
  28. Создается сплошное перекрытие из кирпича.
  29. Этот ряд аналогичен предыдущему и усиливает его кладку.
  30. Последующими рядами выкладывается труба сечением в 1 кирпич.
Предлагаем ознакомиться:  Чем утеплить стены бани изнутри

Возведение колпаковой печи

В печах Кузнецова удачно сочетаются старинные русские традиции и технологичные формы современности

Колпаковые печи Кузнецова, которые в народе уважительно называют «кузнецовки» или «колпаковки», выгодно отличаются от других твердотопливных агрегатов повышенной тепловой отдачей и экономичностью. Если говорить на языке теплотехники, то разработки известного печника имеют КПД, которое приближается к 80%, тогда как энергоэффективность знакомой всем русской печи никогда не поднималась выше 60%.

Во всех ранее известных конструкциях разогретые продукты сгорания двигаются по лабиринту каналов, по пути теряя тепло на нагрев кирпича. При этом для нормальной работы печи требуется хорошая тяга, иначе прекращается отток газов из рабочей зоны, а, следовательно, и ухудшается теплообмен. Кроме того, повышение давления в рабочей камере создаёт препятствие поступающему к очагу воздуху, что переводит печь в режим газогенератора — она начинает тлеть и коптить.

Особенности движения газов в купольных печах

Принципы, положенные в конструкцию колпаковых печей

Используемые Кузнецовым принципы свободного перемещения газов предполагают совершенно другой способ теплообмена. Несколько сводов-колпаков, размещённых внутри отопительного прибора, производят ступенчатый отбор тепла от восходящих горячих потоков. По мере остывания продукты сгорания опускаются вниз и замещаются газами с более высокой температурой.

Конечно же, «кузнецовка» устроена намного сложнее, да и процессы, которые в ней происходят, более многогранны, чем в описанном выше примере. Тем не менее именно благодаря тому, что движение горячих масс происходит естественным образом, удаётся достичь потрясающей экономичности и теплоотдачи. Что же касается тяги, то, казалось бы, задержка дыма в куполе печи должна приводить к её ухудшению.

На практике же естественная конвекция внутри колпака обеспечивается не только за счёт дымохода, как в канальных печах, но ещё и благодаря разрежению воздуха под сводом, чему способствует высокая температура продуктов сгорания, которые туда устремляются. Как следствие, работоспособность сооружения будет обеспечивать даже более короткая дымовая труба, чем того требует любая шведская или голландская печь.

Колпаковый твердотопливный теплогенератор в разрезе

Надо сказать, что увеличение теплоотдачи «кузнецовок» происходит не только благодаря более совершенному способу конвективного теплообмена, но и по причине отсутствия системы газоходов. Поскольку сразу же за дымоходом устье печи переходит в широкий колпак, в купольных агрегатах отсутствует эффект ускорения газового потока в узких каналах, описанный термодинамическим законом Бернулли.

Из более совершенной конструкции печи проистекает масса достоинств:

  • требуется меньше материалов для строительства;
  • с продуктами сгорания уносится меньше твёрдых частиц, поэтому чистить стенки обогревающего агрегата придётся намного реже;
  • возможность установки короткого дымохода;
  • работа практически на всех видах твёрдого топлива;
  • неприхотливость в эксплуатации — купольные печи требуют обслуживания намного реже, чем канальные;
  • наличие свободного пространства внутри печи позволяет установить контур горячего водоснабжения;
  • равномерный прогрев и теплоотдача в течение длительного времени;
  • быстрый выход на рабочий режим.

Невозможно не отметить и тот факт, что благодаря своей оригинальной конструкции печи Кузнецова дают широкие возможности в плане дизайна интерьера, являясь неким связующим звеном между тёплой «ламповой» русской печью и высокотехнологичным оборудованием современных жилищ.

Отопительно-варочная печь Кузнецова является весьма компактным отопительным прибором

Существует множество конструкций бытовых купольных теплогенераторов И. В. Кузнецова, способных выполнять целый ряд задач:

  • отопительные печи используются для обогрева жилых помещений;
  • варочные предназначены для приготовления и подогрева пищи;
  • банные созданы для отопления бань и саун;
  • наружные устанавливают в зонах отдыха. Печи этого типа подразделяются на обогревающие и универсальные (с варочной поверхностью, барбекю, казаном или мангалом);
  • хлебные позволяют изготавливать любую выпечку и нередко совмещаются с варочными;
  • каминные помимо основного предназначения выполняют ещё и эстетическую функцию.

Как видите, перечень «колпаковок» чрезвычайно широк, хоть он и не вмещает всего разнообразия печей специального назначения и совмещённых агрегатов, разработанных известным конструктором и его подвижниками.

1. 1-й и 2-й ряды выкладывают из красного кирпича. При этом важно помнить, что любая печь сооружается только с использованием глиняных растворов, цемент здесь неуместен. При желании днище «кузнецовки» можно сделать и толще — это пойдёт только на пользу теплоизоляции её нижней части.

Укладку первого ряда ведут всплошную

2. Начиная со второго ряда выводят каналы дымохода и монтируют поддувало. В передней и правой боковой стенке устанавливают дверцы для чистки печи. Важно выставить их рамки по уровню или отвесу, иначе сооружение будет выглядеть неопрятно. Крепление металлических элементов производится при помощи стальной проволоки (лучше оцинкованной), уложенной в кладку.

Поскольку металл и кирпич имеют различный коэффициент теплового расширения, то при эксплуатации печи швы, примыкающие к чугунным элементам, будут растрескиваться. Чтобы компенсировать смещение конструкций при нагревании, между печным литьём и кирпичными стенками укладывают слой асбеста или базальтовой ваты толщиной 5–6 мм.

Один из способов обустройства компенсационных швов

3. Ряд №4 должен перекрыть дверцу поддувала. В качестве опоры для верхних кирпичей используют перекладину из металлического уголка, уложенную на боковые стенки проёма.

Печь с широким топочным окном, забранным прозрачной дверцей, становится, помимо прочего, еще и отличным камином

4. Начиная с 5-го ряда выполняют огнеупорную футеровку рабочей зоны шамотным кирпичом, поставленным на ребро. Для его кладки лучше использовать не обычную глину, а шамотную — она не будет выгорать под воздействием высокой температуры. На этом же этапе устанавливают и колосниковую решётку. Здесь же придётся и выполнить первый сухой шов — на порядовке он обозначается синим цветом.

Высокотемпературная зона выкладывается шамотным кирпичом

5. 6-й ряд примечателен установкой топочной дверцы. Если эстетическая сторона для вас не менее важна функциональности, то лучше взять оригинальную печную чугунину, которую сейчас в большом количестве можно найти в строительных магазинах.

Монтаж топочной дверцы

6. Аналогично перекрытию поддувала, на 9 ряду закрывают топочный проём, продолжая возведение внутренних каналов печи. Нелишне будет ещё раз напомнить о необходимости проверки ровности кладки пузырьковым уровнем.

7. На уровне 12 и 13 ряда во внутреннем пространстве печи сооружаются столбики катализатора.

8. 17-м и 18-м рядом перекрывается нижний колпак отопительного агрегата.

На иллюстрации представлен проектный вариант компактной колпаковой печи, которая отлично подойдет для отопления дома с небольшой площадью. Она имеет размер в основании 910×1004 мм, то есть ее площадь составляет всего 0,95м².

Вспомогательные шнуры, натянутые по углам сооружения, помогут справиться с задачей начинающему печнику

9. Начиная с 19-го ряда возводится верхний колпак с внутренними теплообменными каналами. Здесь же устанавливаются и четыре дверцы для их чистки.

10. Обязательно обратите внимание на задвижку дымового канала, установленную в 28 ряду. Она понадобится для того, чтобы печь не остывала в период между топками.

11. 29-м и 30-м рядом формируют свод верхнего купола, а начиная с 31 возводят дымоход.

Может с первого раза такая красавица у вас и не получится, тем не менее, всегда есть к чему стремиться

После того как печь будет сложена, проводят первую растопку. Не следует сразу же загружать топливник по полной — агрегат должен нагреваться неспешно, иначе не миновать появления трещин в кладочных швах. В первые минуты испытательного запуска печь может немного коптить, пока полностью не прогреется её внутренний объём.

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.

Схема одной из самых простых двухколпаковых печей Кузнецова

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.

Расчет печи

Теперь о выборе печей. Тут просто. Сначала считаем приблизительные теплопотери помещения. Для этого объем помещения (обязательно по наружному габариту! Ведь тепло помещение отдает именно внешними поверхностями стен! То есть высоту берем с учетом толщины стен и потолков. А другие цифры с учетом толщины стен) и вычисляем кубатуру. Полученный объем умножаем на 21. Получаем теплопотери помещения. По этой цифре и подбираем конструкцию печи.

Если же вы хотите создать печь самостоятельно, то цифру теплопотерь делим на 300 — столько в среднем выделяет тепла квадратный метр активной поверхности печи, то есть «там, где греется». Так находим внешние габариты печи. Разделим цифру на четыре — получим площадь одной печной стенки (квадратной в плане). А после придумываем ей начинку, или берем готовую конструкцию.

Если печь оказалась крупновата, можно немного уменьшить – из расчета, что будем топить два раза в сутки. Но тут надо помнить, что двойная топка дает прирост теплоотдачи печи не в два раза, а где-то в 1,4-1,5 раз.

Не вдаваясь в сложные термодинамические выкладки, приведём простейшую методику расчёта колпаковой печи, которой пользуются не теоретики, а самые что ни на есть настоящие печники с большим стажем работы и десятками успешно работающих отопительных прибооров в активе.

Предлагаем ознакомиться:  Двери для сауны стеклянные размер проема

Если за основу планируется взять одну из существующих конструкций, то потребуется посчитать теплопотери помещения. Для этого определяют его объём, основываясь на габаритах внешних поверхностей стен и потолков. Чтобы упростить себе задачу, можно измерить внутренние размеры и прибавить к ним удвоенные значения толщины стен.

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

Толщина залитой бетонной части фундамента должна составлять не менее 200 мм.

Теперь что касается случая, когда по какой-либо причине ни один из найденных проектов вас не устраивает. Выход один — создать отопительный прибор самостоятельно, основываясь на общих принципах строительства колпаковых печей и способах определения их внутренних размеров по методу пропорций. Всё, что для этого потребуется — правильно определить внешние габариты обогревающего агрегата.

Методика расчётов в этом случае также не отличается сложностью. Прежде всего, полученное значение теплопотерь надо разделить на 300 — тепловую мощность, которую можно снять с 1 кв. м внешних стенок печи. При этом берутся в расчёт только активные поверхности, то есть те, которые непосредственно участвуют в теплообмене.

Делая печь более компактной, следует знать, что двойная топка никогда не даст удвоенной теплоотдачи. Максимум, которого можно добиться — это прирост тепловой энергии на 40–50%. Так что эстетам и перфекционистам придётся смириться с потерей в экономичности отопительного прибора.

Что же касается сухого шва, то его выполняют шириной 2–3 см, причём нижнее значение принимают во время постройки ежедневно эксплуатируемых агрегатов, а верхнее — при сооружении «печей выходного дня», то есть установленных на дачах, в охотничьих домиках и т. д.

Как и было обещано во вводной части, представляем вашему вниманию порядовку и технологию строительства несложной в изготовлении, но очень популярной печи авторства И. В. Кузнецова. Её тепловая мощность составляет 10 кВт, чего будет достаточно для дома средних размеров.

Порядовка одной из наиболее повторяемых конструкций, разработанных И. В. Кузнецовым

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.

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.

Отопительно-варочный вариант устройства

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

Примерная схема обустройства фундамента под печь размером 1450×1700 мм (толщина монолитного слоя бетона – 250 мм). Если же размер печи в основании составляет около 1 м², то глубину основы под нее можно сократить до 500 мм, так как и вес конструкции будет гораздо меньше.

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.

Опалубкой в данном случае служат сами стенки котлована, простеленные рубероидом

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.

Бетон залит в опалубку – необходимо выждать до его полного созревания и набора прочности.

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.

Если ничего не подошло

Если вам все же непременно хочется проверить работу печи Кузнецова, а ничего подходящего в этой статье или по ссылкам вы для себя не нашли, можете попробовать обратиться непосредственно к самому Кузнецову на его сайте.

А со мной можете связаться через администрацию данного сайта. Обсудим детальную разработку проекта и цену вопроса, и я нарисую порядовку печи любой конструкции, но это вопрос достаточно длительный. Для его решения потребуется много исходных данных и пожеланий заказчика о наборе функций печи.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector