Колпаковая печь: принцип действия, виды, особенности, преимущества, порядовка

Несмотря на возможность установки разнообразных компактных печей из металла, кирпичные отопительные устройства по-прежнему пользуются большой популярностью у домовладельцев. Их конструкция постоянно совершенствуется. Классическим вариантом является колпаковая печь. Читайте и узнаете, что она представляет собой, принцип ее работы, разновидности, конструктивные особенности и достоинства. Расскажем о нюансах определения тепловой мощности и порядовки такой двухколпаковой печки с одноконфорочной плитой.

Основные общие сведения

За всю историю было создано многочисленное число различных моделей кирпичных печей. Среди них львиную долю составляют конструкции, при строительстве которых используется колпаковый принцип. Он применяется для создания массивных печек, которые могут иметь каминное отделение и лежанку. Этот принцип строительства также используется при возведении компактных конструкций. Эти сооружения идеально подходят для небольших домов.

Одним из вариантов миниатюрного, но эффективного устройства является печь Кузнецова. Конструкция получила свое название в честь известного печника. Этот изобретатель досконально доработал печную конструкцию колпакового принципа действия. Благодаря Игорю Викторовичу Кузнецову эта разновидность печи стала популярной на территории России и других многочисленных стран.

Принцип действия

Компактную колпаковую печную конструкцию просто называют «Кузнецовой». В ней продукты горения движутся без препятствия. Отопительное сооружение также имеет и другие особые конструктивные отличия. Именно они повлияли на большую популярность «Кузнецовки».

В подавляющей части кирпичных печек происходит прямое нагревание кладки от энергии, образующейся в результате сжигания топлива. В других моделях стенкам передается тепло от дыма, который проходит по каналам, имеющих сложную конфигурацию.

В печных конструкциях с прямым нагревом стенок на значение теплоотдачи влияет толщина кладки. С ее уменьшением возрастает величина теплоемкости. Однако этот вариант печной конструкции постоянно нуждается в большом количестве топлива. Иначе крупногабаритная печка не будет нормально прогреваться. Когда в ней прекращает гореть топливо, происходит постепенное остывание конструкции. В этот момент от нее тепло передается комнатной атмосфере.

Если печь отличается сложной конфигурацией дымоотводящих каналов, происходит более равномерный прогрев конструкции. Однако к такому сооружению предъявляют больше требований. В частности, это относится к высоте дымовой трубы. Она обязана обеспечивать хорошую тягу

Колпаковая печь для отопления дома практически полностью лишена перечисленных недостатков. Ведь ее конструкция подразумевает наличие двух дымоотводящих каналов. При этом они связаны друг с другом. Благодаря их наличию у печной конструкции повышается КПД. Два связанных канала значительно лучше аккумулируют тепловую энергию.

Один из дымоотводов представляется собой внутренний контур. Его создают рядом с топкой или даже выкладывают вокруг нее. Такой канал дольше остается горячим, потому что существует в конструкции еще внешний контур. Именно через него наружу выходит дым.

Двухколпаковая печь также отличается наличием 2-х камер, которые нагреваются в результате работы конструкции. Их называют нижним и верхним колпаком. В первом из них осуществляется циркуляция нагретых продуктов сгорания. То же самое происходит в обыкновенной колпаковой печной конструкции.

После циркуляции в нижнем колпаке дым перемещается в верхнюю часть, где заполняет все свободное пространство. В результате происходит нагрев этой части печного сооружения. Только после этого продукты сгорания попадают в дымоотводящую трубу.

Разновидности печек колпакового типа

Колпаковая печь Кузнецова может иметь различное исполнение. Ведь инженером было разработано огромное количество вариантов таких конструкций. Сегодня насчитывается более 150 моделей. С их помощью осуществляется обогрев разных помещений.

Популярной моделью является двухколпаковая печь Кузнецова, отличающаяся расположением одного колпака над другим. Эта разновидность отопительной кирпичной конструкции имеет небольшие габариты, что позволяет ее создавать даже в маленьких домах.

«Кузнецовка» может иметь одно из следующих сокращенных названий:

1. ИОК – печка исключительно для отопления.
2. ОВИК – отопительная конструкция с варочной панелью. Изготавливается данное сооружение из керамического кирпича. При этом для кладки топки не применяются огнеупорные блоки.
3. ОВИК БК – печь Кузнецова кирпичная для дома на дровах варочно отопительная, в конструкции которой присутствует боковое каминное отделение.
4. ОВИК Л – отопительная печка, оснащенная варочной панелью и лежанкой.
5. ОВИК ЗК – отопительное сооружение с варочным отделением и камином, который находится в задней части конструкции.
6. ПКИК1К – печка с калорифером.
7. РТИК – русская традиционная печная конструкция колпакового типа.
8. БИК – отопительное сооружение для бани.

Данная конструкция также может иметь духовой шкаф. Для обозначения такого сооружения используется аббревиатура, в которой присутствует буква «Д» Сокращенные названия позволяют быстро понять назначение конкретной конструкции. Каждая аббревиатура используется для обозначения целого модельного ряда, в котором отопительные сооружения имеют схожие размеры, форму, технические характеристики.

Определение тепловой мощности печек колпакового типа

Эксплуатационные параметры печной конструкции всегда определяются на первом этапе ее разработки. Это позволяет спроектировать эффективное отопительное сооружение, которое будет хорошо обогревать дом.

Кроме размеров, всегда определяют тепловую мощность печи. Параметр представляет собой теплоотдачу. Данная характеристика обязана соответствовать габаритам одной или нескольких комнат, которые будут обеспечиваться теплом от печки. Во время расчета обязательно также учитываются теплопотери. Они присутствуют, даже если постройка очень хорошо утеплена.

Еще специалисты принимают во внимание толщину кирпичной кладки. Данный параметр влияет на степень аккумулирования тепловой энергии.

Безошибочно рассчитать все параметры печной конструкции могут исключительно специалисты. Вычисления осуществляют с учетом следующих правил:

• на обогрев 10 м² площади дома, который имеет качественное утепление, расходуется 0,5 кВт мощности отопительного кирпичного сооружения;
• в жилых постройках, возведенных в холодных регионах, на обогрев 10 м² тратится 0,75 кВт мощности печи.

Нередко специалисты рекомендуют воспользоваться готовыми проектами печных сооружений. Это ускоряет процесс строительства конструкции в доме. Хотя при обращении к профессионалам обычная или двухколпаковая отопительно варочная печь будет спроектирована за минимальный промежуток времени. Ведь специалисты обладают опытом и отлично знают все нюансы разработки каждой модели «Кузнецовки».

Основные отличительные черты печек колпакового типа

Правильный выбор невозможно выполнить, если не знать главные особенности отопительного сооружения. Так, колпаковая печь для отопления, строительство которой часто выполняется в частных домах, отличается:

• Практически полной изоляцией топки от колпака. Это одна из основных отличительных черт «Кузнецовки». Топочное отделение выкладывается огнеупорным шамотным кирпичом. Ведь эта камера разогревается до 1000 ℃ или даже 1200 ℃.

• Отсутствием прямого контакта бака для воды и духовой камеры с пламенем и нагретыми продуктами сгорания. Колпаковая печь с котлом водяного отопления и духовкой представляет собой продуманную конструкцию. Ведь емкость для воды и дополнительное отделение находятся в верхнем колпаке. Такое устройство отопительного сооружения выбрано, потому что вверху максимальная температура составляет 400 ℃. Она не позволяет перегреться металлу. Поэтому его целостность не нарушается. При этом такой температуры достаточно, чтобы вся конструкция полноценно функционировала.

• Более короткой дымовой трубой, чем у других подобных отопительных сооружений. Колпаковая печь для бани или жилой постройки должна иметь дымоход, который, в первую очередь, позволяет удалять продукты сгорания без нарушения действующих правил. Это его основное предназначение в такой отопительной конструкции. Только во вторую очередь он должен обеспечивать требуемую тягу.
• Высоким КПД, значение которого достигает 80%. По сравнению с другими подобными отопительными сооружениями – это хорошая техническая характеристика. Ведь у аналогичных печных конструкций такого же назначения КПД не превышает 65%.

• Наличием, так называемого сухого зазора в топке. Его ширина обычно варьируется от 2 до 3 см. Шов создают, чтобы улучшить тягу. При этом зазор позволяет сохранить в топочной камере требуемую температуру. Это становится возможным благодаря постепенному удалению продуктов горения.

Видео описание

Наглядно увидеть работу сухого шва Игоря Кузнецова в отопительной печной конструкции можно в этом видео:

Преимущества кирпичных печей колпакового типа

Сравнивая с другими аналогичными конструкциями такого же назначения, колпаковывая печка имеет ряд преимуществ:

• Строительство выполняется при использовании меньшего количества кладочного раствора и кирпича.
• Возведение осуществляется быстрее и легче, потому что в сооружении оптимальное число внутренних каналов для движения продуктов горения. По этой причине обычная или двухколпаковая отопительно варочная печь Кузнецова, порядовка которой понятна даже мастерам с небольшим опытом, получила широкое распространение в частных домах.
• Небольшой вес из-за меньшего количества необходимых строительных материалов. Поэтому легкая конструкция возводится на небольшом фундаменте.

• Интенсивное горение топлива в топке, которая почти полностью изолирована. По этой причине после сжигания дров образуется минимальный объем твердых отходов. В результате поверхности в топочной камере и дымовых каналах меньше покрываются сажей.
• Простое техническое обслуживание. Ведь печную конструкцию этого типа проще очистить от сажи из-за более широких дымоотводящих каналов.
• Не затруднительная модернизация выбранного проекта, если необходимо построить отопительное сооружение с духовкой или баком для нагрева воды. Ведь практически любая печь Кузнецова кирпичная для дома на дровах имеет колпак внушительных размеров.
• Быстрый прогрев, что позволяет за короткий промежуток времени нагреть воздух в помещении до нужного значения.
• Равномерный нагрев всех стенок. Поэтому печная конструкция отличается высокой теплоотдачей.

Обычно в колпаковых печках духовка находится вверху. Когда духовой шкаф располагается внизу, тогда он обязательно отделяется от топки стенкой. Она защищает металлический короб духовки от чрезмерного нагрева. Вокруг него температура не превышает 400℃. При этом внутри духового короба она достигает значения не более 250℃.

Видео описание

Об основном преимуществе и устройстве колпаковых печных конструкциях подробно рассказано в следующем видеоролике:

Подготовка перед строительством печки

После выбора модели печной конструкции мастер выполняет подготовительные процессы перед началом монтажа отопительного сооружения. На этом этапе выбирается место под строительство печки, и осуществляется покупка отдельных элементов.

Эффективность отопительного кирпичного сооружения во многом зависит от места расположения конструкции. Во время его выбора ориентируются на существующие требования пожарной безопасности. Если стены дома построены из дерева, тогда соблюдают следующие правила:

1. Наименьшее расстояние от печи до деревянных стен должно составлять 10 см.
2. Создают жаростойкую базальтовую или асбестовую прослойку между стеной постройки и печной конструкцией, когда отопительное сооружение встраивается в ранее подготовленную нишу.
3. Минимальное расстояние от дымохода до балок перекрытия и стропильных ног должно быть равно 15 см.

К подготовительным работам также относят строительство фундамента под печную конструкцию. От его прочности зависит долговечность всего отопительного сооружения.

Колпаковая отопительная конструкция – это купольная печь. Независимо от названия, сооружение для обогрева помещений может быть построено в доме, который давно уже введен в эксплуатацию. Однако в этом случае выполняется демонтаж пола для устройства котлована, в котором будет заливаться фундамент.

Иногда дома возводят на плитном фундаменте. Поэтому печную конструкцию тоже приходится строить на таком же основании. Чтобы минимизировать вероятность деформации сооружений, специалисты рекомендуют возводить легкую печь. Именно ею является «Кузнецовка».

Видео описание

Об особенностях возведения фундамента под печку колпакового типа рассказано в видео:

Порядовка печной конструкции Кузнецова

Одним из популярных печных сооружений Кузнецова является конструкция с двумя колпаками. Ее часто встречающийся модифицированный вариант – печка, названная «Большой крохой».

Данная модель – это 2-х колпаковая печь Кузнецова с варочной плитой, которая имеет одну конфорку. Хотя их может быть и 2 штуки. Наличие одной конфорки позволяет построить печку, у которой будет нижний колпак большего размера. Благодаря такой модернизации получается сооружение с увеличенной теплоотдачей. Поэтому помещение в доме будут быстрее нагреваться.

При возведении двухколпаковой конструкции с одной конфоркой выполняется кладка 32 рядов кирпичей. Отопительное сооружение представляет собой эффективную печь Кузнецова, порядовка которой осуществляется следующим образом:

• 1 ряд из 18 кирпичей. Кладку осуществляют на гидроизоляционный слой, уложенный на подготовленное бетонное основание. Первый сплошной ряд создают строго по горизонту и уровню чистового пола.

• 2 ряд из 11 кирпичей. При монтаже блоков формируют основание нижнего колпака и начинают выкладывать зольный отсек. На этом же этапе закрепляют дверцу для прочистки нижней зоны колпака и аналогичную конструкцию поддувальной камеры.
• 3 ряд из 11,5 кирпича. Во время укладки блоков углы 2-х кирпичных фрагментов стесывают, когда формируют проем под дверцу, которая позволит в дальнейшем выполнять очистку колпака.
• 4 ряд из 14 кирпичей. Монтируемыми блоками перекрывают проемы под дверцу нижнего колпака и поддувального отсека. Также частично закрывают спереди и сзади дымоотводящий канал, который находится за зольником. При этом оставляют над поддувальной камерой отверстие 26*26 см.
• 5 ряд из 14,5 кирпича. При укладке у 2-х блоков верхнюю поверхность стесывают под углом, чтобы можно было в дальнейшем уложить колосник. При этом он будет убираться на выступающие кирпичные блоки предыдущего ряда.

На этом этапе верх нижнего колпака делится кирпичом на 2 канала. Ближний проход необходим для соединения этой части печи с верхним колпаком, а дальний канал в дальнейшем оснащается задвижкой, которая позволит использовать отопительное сооружение в летний период. Разделяющий кирпич спереди и снизу стесывают наискосок, чтобы дым мог свободно уходить в канал.

• 6 ряд из 12 кирпичей. На этом этапе закрепляют дверку топки. Зазоры между ней и кирпичами уплотняют жаростойким материалом. Для крепления дверцы используют проволоку.
• 7 и 8 ряд из 11,5 кирпича. При монтаже блоков в районе дальнего правого угла топки оставляют 20-миллиметровый зазор.
• 9 ряд из 12 кирпичей. Блочными элементами перекрывают дверцу топки. Блоки именно над ней срезают под углом. При монтаже этого ряда сохраняют зазор в дальнем углу. Для завершения данного этапа работ берут еще 1 кирпич, правую сторону которого сверху и снизу стесывают, чтобы он подходил к ранее уложенным блокам.

• 10 ряд из 12,5 кирпича. При укладке блоков в районе плиты используют элементы с вырезами. Они позволят закрепить металлическую варочную деталь толщиной 5 мм и 3-миллиметровую прокладку из асбеста. При этом уровень плиты должен быть ниже поверхности кирпичей на 4 мм. При укладке 10 ряда также делают проход шириной 6 см. Его создают в правом углу топки. Он нужен для соединения с каналом нижнего колпака.
• 11 ряд из 12 кирпичей. Строительство печки продолжают путем формирования варочного отсека.
• 12-15 ряд из 12 кирпичей. Продолжают выкладывать варочную камеру и дымоходные каналы.
• 16 ряд из 17 кирпичей. Во время укладки перекрывают нижний колпак и срезанными с торцов блоками правую и левую стенку варочного отсека. Не закладывают только дымотводящие каналы. Здесь же закрепляется задвижка для летнего использования печки. Завершается этот этап монтажом 2-х дополнительных кирпичей над плитой.
• 17 ряд из 17 кирпичей. Площадь печки перекрывается целыми кирпичными блоками.
• 18 ряд из 11,5 кирпича. Формируют основание для дальнейшего строительства верхнего колпака. Здесь же устанавливают две дверцы для его очистки.

• 19 ряды из 11,5 кирпича. Поднимают стенки верхней части конструкции.
• 20 ряд из 11,5 кирпича. Перекрывают дверцы для чистки печи.
• 21-27 ряд из 13 кирпичей. Выкладывают основной дымоотводящий канал. Самые нижние кирпичи 21 ряда подрезают, чтобы продукты сгорания могли плавно повернуть в дымоход.
• 28 ряд с 13 кирпичей. Продолжают формировать основной дымоотводящий канал и подготавливают место с вырезами для монтажа задвижки.
• 29 ряд из 19 кирпичей. Вся площадь печной конструкции перекрывается блоками. Углы некоторых из них подрезаются для увеличения прочности сооружения. Оставляют открытым только отверстие для дыма.
• 30 ряд из 17 кирпичей. Площадь печки перекрывается целыми блоками за исключением дымоотводящего канала.
• 31 и 32 ряд из 5 кирпичей. Создают основу для насадной дымовой трубы.

Видео описание

Порядовку двухколпаковой однокомфорочной печки, варочная камера которой имеет только одну боковую стенку, можно посмотреть в этом видеоролике:

Коротко о главном

Колпаковая печка досконально разработана инженером Кузнецовым. Она имеет два связанных канала для дыма. Один из них – это внутренний контур, а другой используется для удаления продуктов горения за пределы сооружения. Двухканальная система позволяет печке медленнее остывать.

Разработана также схема конструкции с двумя колпаками – нижняя и верхняя камера. В каждой из них продукты сгорания нагревают печное сооружение и только потом уходят наружу.

Существуют конструкции колпаковых печек только для отопления дома или бани, с камином, варочной плитой, лежанкой, калорифером. Все они имеют высокий КПД – примерно 80%. Их профессионалы быстро возводят. Тепловая мощность этих печек составляет 0,5-0,75 кВт на 10 м².

Возводятся конструкции на монолитном бетонном основании. Их порядовку выполняют строго по схемам, доказавших свою эффективность.

Колпаковая печь Кузнецова: простая конструкция для постройки своими руками

О колпаковых печах знают не только в России, но и далеко за её пределами. Наряду с конструкциями канального типа они отапливают множество домов, поражая даже бывалых печников своей экономичностью и производительностью. К сожалению, об их создателе — И. В. Кузнецове, знают далеко не все. А ведь на счету изобретателя более полутора сотен различных конструкций, так полюбившихся владельцам загородных жилищ за необыкновенное удобство, неприхотливость и комфорт. Технология, разработанная известным печником, позволяет сооружать обогревающие приборы в современных домах, получая при этом не только качественное отопление, но и стильное дополнение интерьера. В рамках этой статьи мы расскажем о секрете успеха и конструктивных особенностях уникальных отопительных агрегатов, а также поделимся технологией строительства своими руками одной из наиболее популярных купольных печей Игоря Викторовича Кузнецова.

Особенности колпаковых печей Кузнецова

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%. Столь значимых показателей производительности удалось достичь благодаря совершенно новому принципу движения газов внутри печи, на котором и базируется большинство разработок Кузнецова.

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

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. Чтобы наглядно представить себе этот процесс, достаточно вспомнить, как себя ведёт струя дыма, запущенная в перевёрнутый стакан. Сначала она поднимается, соприкасается с дном и отдаёт ему своё тепло, а затем рассеивается и по стенкам опускается вниз.

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. В итоге после прогорания дров горячие газы не уходят в дымоход, а длительное время циркулируют под колпаками, отдавая остаточное тепло и обеспечивая меньшие суточные колебания температуры.

К вопросу о том, может ли печь функционировать без принудительной тяги

• 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

• 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.

Конструкция и принцип действия

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. К слову, из-за простой конструкции установившаяся внутри печи атмосфера часто бывает неустойчивой — её срывает тяга со стороны внешнего колпака. Именно поэтому двухколпаковые печи, известные задолго до рождения Кузнецова, не имели популярности.

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. В этой зоне вступают в реакцию оксиды азота и монооксиды углерода (угарный газ), которые в результате реакций распадаются на безопасные компоненты. При правильной работе купольного агрегата в дымоход уходит преимущественно водяной пар и углекислый газ.

Когда горение дров подходит к концу, колпаки выступают в роли накопителей, удерживая под своими сводами разогретые воздушные массы. В отличие от канальных печей, где остаточные продукты горения попросту «вылетают в трубу», в «кузнецовках» они отдают всю свою энергию кирпичным стенам.

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. Из-за этого колпаки соединяют между собой широким каналом, который проходит в задней части печи. Эта особенность отражена на схеме, расположенной справа.

При необходимости интеграции в печь водонагревательного контура его устанавливают под сводом второго колпака. Такой способ не влияет на тепловое равновесие системы и не оказывает негативного воздействия на режим горения топлива.

Ещё больше повысить КПД печей этого типа позволяет установка нескольких каскадов, каждый из которых состоит из двух колпаков, однако ввиду сложности монтажа и повышенных требований к термостойкости футеровки подобные конструкции популярностью среди печников-любителей не пользуются.

Принципиальная схема простейшей печи Кузнецова

Описанные выше принципы естественного движения горячих газов полностью выдержаны в печах, разработанных И.В. Кузнецовым. На приведённой выше схеме одного из таких агрегатов цифрами обозначены: 1 — топочная камера; 2 — так называемый сухой шов; 3 — внутренний купол;

4 — теплообменник; 5 — верхний купол; 6 — дымоход. Как видите, топка и нижний колпак объединяются в одно пространство, разделённое узким каналом, который называют «сухим швом». Это позволило создать во внутреннем куполе и зоне сжигания условия, наиболее подходящие для свободного движения горячего газа к своду колпака, а охлаждённого — в сторону топки.

Расчёт купольных отопительных приборов

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.

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. Получив кубатуру помещения, умножают её величину на 21 — усреднённое значение тепловых потерь для 1 кубического метра общего объёма. Мощность печи должна быть на 15–20% больше полученных значений.

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

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. Таким способом получают площадь стенок, расположенных выше колосников. Прибавив к ним квадратуру остальных частей печи, получают общую площадь твердотопливного теплогенератора. Его высоту и ширину определяют согласно соотношениям конструкции, взятой в качестве примера.

Иногда возникают ситуации, когда получившийся в результате агрегат получается слишком громоздким. Не беда — его можно спокойно уменьшить на 25–30%, если исходить из того, что топиться печь будет утром и вечером.

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

Что понадобится для строительства

• полнотелый кирпич из красной глины M 150 в количестве 754 шт. – для кладки корпуса отопительного прибора и дымохода;
• песок, 150 кг;
• глина мелкой фракции, 130 кг;
• кирпич огнеупорный — 63 шт., который понадобится для обустройства ядра печи;
  В продаже чаще всего встречается шамотный кирпич марок Ш-5 и ШБ-8. В нашем случае лучше взять последний, поскольку его габариты полностью соответствуют размерам красного кирпича.
• поддувальная дверца, 1 шт.;
• топочная дверца, 1 шт;
• дверцы для прочистки каналов, 6 шт;
• колосниковая решётка, 1 шт (минимальный размер 250х375 мм, который можно набрать из отдельных колосников);
• стальная проволока для перевязки рядов;
• металлический уголок;
• задвижка дымохода, 1 шт;
• асбестовый шнур или базальтовый уплотнитель — для герметизации мест установки чугунного литья.

• кельма (мастерок);
• ёмкость для приготовления раствора;
• строительный уровень;
• отвес и шнур;
• молоток каменщика;
• миксер для перемешивания смеси (можно воспользоваться насадкой для электродрели или готовить раствор вручную);
• рулетка;
• карандаш.

Если в процессе строительства потребуется подрезка кирпича для лицевой стороны печи, то эту работу лучше выполнять при помощи болгарки с установленным отрезным диском для камня и бетона.

Подготовительные работы

Прежде чем приступить к строительству, выбирают место и определяют конструкцию и расположение дымохода (как в помещении, так и на крыше). После этого можно начинать работы по обустройству основания печи. Если отопительный агрегат возводится вместе с домом, то заливают общий фундамент. В случае когда печь кладут в жилом помещении необходимо удалить часть пола, которая приходится на «кузнецовку». При этом внешний контур основания печи должен быть на 10–15 см больше его габаритов.

Варианты размещения дымохода для колпаковой печи

Для обустройства фундамента делают углубление 20–25 см, на дно которого насыпают песчаную подушку толщиной 10 см, которую проливают водой и утрамбовывают. После этого на высоте 5 см укладывают армирующую сетку, по внешнему периметру устанавливают опалубку и заливают конструкцию бетоном. Приступать к кладке можно сразу же после его полного схватывания, которое в зависимости от температуры происходит примерно за 2–3 суток.

Кроме заливки основания, перед началом кладки потребуется подготовить раствор. Для этого берут чистую глину и просеянный речной песок. Глину высыпают в большую металлическую ёмкость, разминают и замачивают в небольшом количестве воды. После того как она хорошо раскиснет, добавляют песок и доводят консистенцию раствора до состояния очень густой сметаны. Чаще всего печники используют пропорцию 3 части глины на 1 часть песка, но правильное соотношение компонентов зависит от типа глины — чем выше её жирность, тем больше потребуется добавлять песка (вплоть до соотношения 2:1).

Приступая к работе, лучше распечатать порядовки на бумаге, в процессе строительства зачёркивая каждый уложенный ряд. Особое внимание уделяют местам установки футеровочного слоя — на схемах они выделяются пунктиром или другим цветом. Учтите, что если вместо огнеупорного материала будет использован обычный кирпич, то такая печь будет не только недолговечной, но и малопроизводительной.

Как соорудить печь при помощи схемы порядовки своими руками

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.

При строительстве печей толщина кирпичных швов должна быть больше, чем при возведении других конструкционных сооружений. Это связано с необходимостью компенсации теплового расширения частей отопительного агрегата, которые имеют различную температуру.

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. Для этого после выкладки шамота в строго отведённых местах глиняный раствор из кладки изымается, а образовавшийся зазор заполняется прокладками из каолинового, базальтового либо другого минерального картона.

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.

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. В дальнейшем выбросы дыма из топливника и поддувала недопустимы, и если они появляются, значит, нарушена технология строительства. После прогрева и обжига печи проверяют её работоспособность в различных режимах, а также обследуют наружные элементы на предмет их герметичности.

Что следует учитывать во время строительства

Сухой шов, которым топка соединяется с колпаком, нужен для координации конвекционных потоков, присутствующих в обеих камерах. Горючий газ с высоким содержанием водяного пара засасывается в топливник для повторного сжигания, что улучшает тепловые показатели работы печи и способствует появлению турбулентности в её атмосфере.

Топливная камера заполняется воздухом не только из поддувала, но и по каналам, расположенным в стенках печи. Благодаря этому под сводом колпака присутствует дополнительное количество кислорода (вторичного воздуха), необходимое для дожигания пиролизных газов. В случае использования одной только колосниковой решётки полного сжигания достичь не удастся, поскольку весь кислород будет выгорать в верхней части пламени.

Столбики катализатора устанавливаются только из шамотного кирпича, поскольку размещаются выше топки — в зоне высокой температуры. Разогреваясь докрасна, они дожигают всё, что поднимается под купол.

1. Топочная камера не должна быть частью купола. Вся соль конструкции Кузнецова в том, что дрова должны гореть в небольшой камере — так будет намного проще создать высокую температуру, необходимую для завершения процессов пиролиза. Если же объединить топку и колпак в одном пространстве, то получится самая обычная русская печь, которая к тому же ещё и будет дымить из-за плохой тяги.
2. Обжиг печи начинают с щепок, добавляя топливо небольшими порциями в течение нескольких часов.
3. Из-за различных коэффициентов температурной деформации шамотная топка может разорвать внешний короб из красного кирпича, поэтому в местах взаимного примыкания обязательно нужны деформационные зазоры.
4. Для усиления кладки в продольные швы укладывают отрезки стальной проволоки. Необязательно выполнять перевязку постоянно — достаточно усилить каждый второй или третий шов.
5. Опытные печники не рекомендуют замачивать кирпич перед укладкой.

Напоследок заметим, что вносить какие-либо изменения в описанную конструкцию можно только в том случае, если вы хорошо разбираетесь в процессах, протекающих в колпаковых печах и уверены в правильности переделок. В противном случае эксплуатация «усовершенствованного» отопительного прибора может быть не только малоэффективной, но и небезопасной.

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

Как видите, при аккуратной и вдумчивой работе повторить существующую конструкцию несложно. Порядовки печей Кузнецова не являются коммерческой тайной, поскольку сам автор предоставляет доступ к чертежам и схемам всем желающим. Учитывая огромное разнообразие отопительных агрегатов различного назначения, не составит труда найти колпаковую конструкцию, которая идеально подойдёт под ваши условия. Важно только помнить — в печном деле мелочей не бывает!

Колпаковая печь для отопления дома своими руками пошаговая инструкция по кладке

Традиционные домашние печи с варочными плитами, «голландки» и «шведки», невзирая на конструктивные различия, объединяет между собой одна общая особенность. Она влияет на эффективность работы этих тепловых приборов — это естественная тяга дымохода. Без тяги не будет функционировать ни одна из большинства известных печей, недалеко ушли в этом отношении и твердотопливные котлы.

Оговоримся: ни одна, кроме кузнецовской, ведь только детища Игоря Владимировича не требуют для своей работы естественной тяги.

Секрет эффективной работы, что отличает двухколпаковые печи Кузнецова от всех прочих, кроется в принципе свободного перетекания газов, для которого не нужна дополнительная энергия извне.

Мы рассмотрим теорию вкратце, сравнивая традиционный способ сжигания твердого топлива с процессами, происходящими в колпаковой печи. Итак, в обычной или канальной печи типа «голландки» движение воздуха и продуктов сгорания обусловлено наличием тяги в дымоходной трубе.

Естественная тяга является внешним фактором, действующим в зависимости от:

• перепада высот между входом в поддувало и верхним срезом трубы;
• разницы температур наружного воздуха и дымовых газов;
• ветровой нагрузки.

То есть, тяга присутствует даже в том случае, когда отопитель бездействует, лишь бы была открыта заслонка. В рабочем режиме печи тяга усиливается многократно, скорость газов резко возрастает. В результате в топку поступает много воздуха, температура горения падает, КПД сжигания дров уменьшается. Ограничивая доступ воздуха заслонкой, мы заставляем топливо тлеть при недостатке кислорода, что тоже не является оптимальным режимом для извлечения тепловой энергии из древесины.

Правильная печь с высоким КПД должна отнимать максимум тепла у продуктов горения, чтобы оно не вылетало в дымовую трубу. На практике это реализовать не так просто и вот почему:

• при открытой заслонке раскаленные газы быстро движутся по кирпичным каналам, не успевая передать стенкам теплоту;
• если заслонку прикрыть, то скорость потока уменьшится, но материал каналов не способен вобрать всю выделяющуюся теплоту и передать ее в помещение, поэтому часть энергии все же вылетает в трубу.

По этим причинам КПД использования почти всех существующих печей редко достигает 60%. В разработках Кузнецова успешно решены обе проблемы, КПД сжигания топлива и КПД использования выделяющейся теплоты находятся на уровне порядка 80%. Подобный показатель может выдать далеко не всякий котел, работающий на твердых видах топлива. И.В. Кузнецов изложил основы конструирования печей в соответствии с принципом свободного перетекания газов, который мы рассмотрим ниже.

Принцип действия

До того, как начала применяться колпаковая система для отопления дома, были наиболее востребованы канальные сооружения. Нагретый воздух вместе с отработавшими газами поднимались по каналу вверх, осуществляя нагрев его стенок. Далее дым поступал в дымоход и выводился наружу из-за действия искусственной тяги.

Обратите внимание! Система нагревалась неравномерно и быстро остывала, из-за чего спустя некоторое время нарушалась целостность кладки. Ещё одним недостатком этого способа было большое количество образовывающейся сажи.

При работе колпаковой печки движение горячего воздуха происходит само по себе: его выталкивает новая порция газа. По сути, любая такая система — двухколпаковая печь, так как в ней всегда присутствует два колпака, которые находятся либо рядом, либо друг над другом. В них задерживаются горячие газы. Обе полости соединяются перемычкой, по которой происходит циркуляция горячего воздуха.

Первый колпак отходит непосредственно от топки. Поступающий в него воздух задерживается и не может двигаться вверх. После этого в зависимости от степени нагревания стенок колпака газ либо отдает тепло и охлажденный попадает снова в топку, где повторно нагревается, либо поступает во второй колпак. Вторая полость служит для создания тяги и более равномерного нагрева.

Данная система таким образом сама регулирует температуру и режим горения, увеличивая или уменьшая пламя в зависимости от того, будет направлено движение газа во второй колпак или в топку.

Обратите внимание! Благодаря постоянно находящемуся в контуре горячему воздуху, который не покидает его, пока максимально не отдаст тепло, КПД печки возрастает до 93%.

Схема печи с водяным контуром

Устройство, подключенное к водяному контуру, еще более увеличивает свою эффективность, позволяя при той же мощности обогреть значительно большую площадь.

При постройке такой печи котел устанавливается над топкой в зоне первого колпака — воду нагревают раскаленные газы, обволакивающие металлические стенки.

Горячая вода через верхний трубопровод отправляется в радиаторную систему, а через нижний поступает холодная вода.

Остывший воздух после повторного нагрева вытесняется в зону второго колпака, тем самым поддерживая теплоотдачу основной печи.

Теплообменник, устанавливаемый в печи, бывает двух разновидностей:

• однокамерный — представляет собой отсек для воды, выполненный либо в плоской форме, либо в виде котла;
• трубчатый — в таком теплообменнике вода постоянно продвигается вперед по трубам, расположенным друг над другом.

Более эффективным считается второй тип — благодаря меньшему объему труб, вода быстрее прогревается и расходится по радиаторной системе. Диаметр труб выбирается минимум в 50 мм — иначе вода в них может кипеть. Размеры печи с любым типом теплообменника зависят от количества колпаков, набора дополнительных функций. Если печь выкладывается только для отопления, достаточно будет компактного вертикального устройства размерами 1м х 1,2м х 2м.

Разновидности печей Кузнецова

Все порядовки печей Кузнецова (они есть в открытом доступе на ресурсе разработчика) можно разделить на следующие группы:

• банные печи (серия БИК);
• котлы кирпичные для отопления и нагрева воды на нужды ГВС (серия КИК);
• отопительные печи (серия ОИК);
• отопительно-варочные печи (серия ОВИК);
• прочие (хлебные, калориферные, тепличные и русские печи).

Выборочно рассмотрим самые популярные разновидности печей – отопительные и банные.

Отопительная печь

Она предназначена исключительно для отопления помещения. Сделать такую печь целесообразнее всего в центре дома (дачи), чтобы все комнаты граничили с ней хотя бы одной, лучше двумя стенами. Приветствуется вариант постройки из кирпича. Такие печи, используемые исключительно для отопления, бывают

• канальные,
• колпаковые.

Об их отличие и эффективности речь пойдет чуть ниже.

Отопительно-варочная

Фактически, это печь, которая, прежде всего, построена, возможно, даже своими руками для отопления дома или дачи, но она имеет металлическую (чаще чугунную) поверхность, на которой можно приготовить пищу. Однако, сделать это достаточно сложно, а без опыта почти не реально, так как ни о какой регулировке температуры речь в этом случае не идет.

Русская печь

Огромная печь в пол избы предназначалась первоначально исключительно для приготовления пищи. Затем, поняв, что каменная поверхность над очагом достаточно долго остывает, решено было увеличить ее площадь и так печь стала использоваться и для отопления.

Даже современные чертежи русских печей базируются на их больших размерах, то есть это никак не может быть маленькая компактная печь где-нибудь в углу. Еще один недостаток — циркуляция воздуха идет от середины конструкции вверх, а низ всегда остается более холодным.

Камин

Да-да, я не ошибся. Камин — это тоже печь. В Европе до сих пор в некоторых родовых поместьях нет централизованного отопления. Так что приходится именитым наследникам обогреваться исключительно каминами. Это самые малоэффективные печи. Камин для дачи или дома может быть использован как элемент декора, но ни как полноценное устройство для отопления. Фактически, при наличии камина тепло только в непосредственной близости от него. Однако процент КПД можно увеличить за счет установки своими руками жаропрочного стекла по размерам топки.

Печь для бани

Из названия понятно, что главная ее задача нагрев помещения, а заодно и воды, в бане. Такая печь может быть разной

• по-черному,
• по-белому,
• по-серому,
• с поверхностью.

Такая печь априори очень мощная. Она может быть и большой, и маленькой. Ее можно сделать своими руками из кирпича и камня, можно сварить из железа. Чаще всего для отопления бани используют дровяные печи, но есть и газовые, и электрические.

Отопительный котел

Это самый мощный и одновременно экономный вариант, при котором печь — аккуратное сооружение, где происходит оптимальная циркуляция воздуха, что позволяет отапливать максимум пространства. Котел соединен с трубами, расположенными по всем помещениям дачи или дома. По трубам циркулирует энергоноситель, за счет этого котел не нужно нагревать до высоких температур. Отопительная печь (котел) имеет достаточно высокий КПД — от 80 %.

Преимущества и недостатки

Купольная печь обладает большим количеством положительных сторон:

• Экономия при возведении. При строительстве не потребуется большое количество материалов. К тому же практически все они имеются под рукой.
• Простота. Процесс монтажа с лёгкостью выполняется при наличии чертежа или схемы кладки. В конструкции нет каких-либо сложных механизмов.
• Удобство и простота в эксплуатации. Она неприхотлива к топливу и не требует особого ухода.
• Быстрый и эффективный нагрев. Конструкционные особенности существенно уменьшают время, затраченное на то, чтобы обогреть саму печь.
• Множество вариантов исполнения и оформления. Например, одной из вариаций конструкции является двухколпаковая отопительная печь с водяным контуром.

Помимо положительных имеются и негативные стороны применения данного вида печей:

• Несмотря на эффективность обогрева, не все части печи прогреваются равномерно.
• Конструкция ограничивает возможность введения дополнительного объема воздуха для продува при плохой тяге и малом нагреве.
• Больший, по сравнению с другими видами, расход топлива. Это является самым крупным недостатком, но при правильно рассчитанной схеме отопления это компенсируется.

Как определить требуемую тепловую мощность колпаковой печи?

Для того чтобы печь была эффективна и хорошо обогревала помещения дома, необходимо правильно определиться с эксплуатационными параметрами выбираемой модели. Это, безусловно, ее размеры и тепловая мощность (теплоотдача).

Теплоотдача печи должна соответствовать размерам помещений, обогрев которых будет на нее возлагаться.

Поэтому прежде чем останавливать свой выбор на определенной печи, необходимо определить площадь помещений, которые предстоит обогревать. При этом не упускаются из внимания и возможные тепловые потери, которые, так или иначе, неизбежны в любом, даже хорошо утепленном доме.

Учитывать также необходимо и толщину кладки печи, так как от этого параметра напрямую зависят ее аккумулирующие возможности.

Рассчитать правильно точные параметры — это непростая задача, требующая особых знаний, так как учитывается множество различных критериев. Если же обращаться к специалистам нет желания, то можно выполнить предварительную «прикидку», исходя из доступных каждому владельцу дома показателей. Так, часто ориентируются на следующие пропорции:

• Для качественно утепленного дома потребуется 0,5 кВт мощности печи на 10 м² площади.
• Если же дом расположен в регионах с выраженно холодными зимами, этот параметр стоит взять с запасом, например, 0,75 кВт/10 м².

В случае если опыт в подобных расчетах отсутствует (а так оно чаще всего и есть), лучше всего воспользоваться уже готовыми проектами, в которых расчеты произведены их разработчиками и оговорены в описании конструкции. Проекты постройки печей в большом ассортименте представлены на специализированных сайтах. Там можно встретить широкий выбор моделей различных размеров и тепловых мощностей.

Принцип перемещения газов в колпаковых печах

Понять его можно на простейшем примере. В стакан, перевёрнутый вверх дном, снизу подаётся струя дыма. Она поднимается до донышка, а затем, остывая, стекает по стенкам стакана.

То есть наблюдается свободное движение газов под действием существующих физических законов. Именно в этом и заключается принципиальное отличие печей рассматриваемого типа от иных конструкций, где газы перемещаются принудительно, за счёт организации тяги.

Колпак становится своеобразным уловителем для горячих газов. Холодные, как более тяжёлые, опускаются вниз. Возникает турбулентность, способствующая более полному восприятию тепла стенками колпака.

В вариантах, доработанных Кузнецовым, благодаря использованию принципа свободного перемещения дымовых газов, их энергия не прогоняется многократно в потоке, пока не отдаст большую часть своего тепла телу печи. Она греет его сразу.

Простейшая принципиальная схема конструкции колпаковой печи.

Наиболее частым решением в современных отопительных устройствах подобного типа является двухколпаковая схема.

Алгоритм работы выглядит следующим образом. Воздух попадает в топливник через поддувало. В верхней части топки расположено хайло.

В одноколпаковых печах здесь формируется газовая вьюшка. Это происходит за счёт того, что нагретые газы, собравшиеся под колпаком, исключают «продувание» тяжёлым холодным воздухом данного объёма (сравните с пробкой, удерживающей воду в перевёрнутом стакане).

Если печь двухколпаковая, то тяга, возникающая во 2-ом колпаке, делает вьюшку неустойчивой. Ранее это было первоочередной причиной, из-за которой такие печи практически не строили.

При растопке печи в первую очередь горят наиболее лёгкие и активные фракции. На данном этапе процесс горения сопоставим с режимом пиролиза. Преимущество печей Кузнецова заключается в том, что они изначально сконструированы под этот режим. Газы, выделяющиеся в процессе пиролиза, дожигаются под сводом первого колпака. Фактически данное подсводное пространство играет роль дожигателя в печах пиролизного типа.

Процесс горения, происходящего под 1-ым колпаком, фактически является саморегулирующимся. Когда топливо в топочной камере разгорается интенсивнее, чем требуется, то:

• формирующаяся под ним газовая «подушка» дожигаемых газов расширяется в единственную, доступную для этого, сторону, вниз;
• это приводит к усложнению, идущего вниз, оттока холодных газов;
• уменьшение оттока ослабляет тягу;
• интенсивность горения падает.

При ослаблении горения происходит обратная реакция. На завершающем этапе топки, когда горение идёт в малоактивном режиме, либо на стадии дотлевания оставшихся углей, оба колпака переходят на режим работы теплоприёмников (аналогично канальным печам). Они просто добирают остатки тепла.

Но и на этом этапе преимущества колпаковых печей явно выражены. В канальных печах, в соответствии с законом Бернулли, большая часть данного тепла улетучивается в вытяжную трубу. А под колпаком практически всё оно уйдёт на нагрев стенок.

Если снаружи дует сильный ветер, то в печах канального типа процесс дожигания приходится прерывать, выгребая из топливника не догоревшее топливо и угли, после чего закрывать вьюшку. Иначе печь очень быстро остынет.

В печах колпакового типа подобная проблема отсутствует в принципе. Резко расширяющийся переход от дымохода к наружному колпаку исключает сквозняки в печи. Поэтому можно дожигать топливо полностью.

Вопрос устойчивости газовой вьюшки можно решить в 2-ухколпаковых печах, используя следующее техническое решение. Расстояние кольцевого зазора №1 (между внешней стенкой 1-го колпака и внутренней стенкой второго) должно быль больше аналогичного расстояния №2 (между внутренней стенкой 1-го колпака и топливником).

Идеальным вариантом печи рассматриваемой конструкции является изделие, круглое в поперечном сечении (как в работах Грум-Гржимайло). Внешний корпус печи, в подобном случае, одновременно играет роль 2-го колпака. В нём также существует своя «зона дожигания», в которой идут термохимические реакции, располагающаяся под сводом такой печи.

Именно здесь происходит нейтрализация угарных газов, а также различных окислов азота. Последние возникают из-за существенных температур сгорания, превышающих этот показатель для канальных печей (пламенных). Поэтому в дымоход поступают только пары Н2О и СО2. Подобные печи изначально изготавливались из металла.

Их можно выложить и из кирпича. Однако в двухколпаковой кирпичной печи очень сложно, в техническом плане, обустроить дверки прочистные. Да и вопрос чистки тоже весьма проблематичен.

Данную проблему удалось обойти изменением подхода к размещению колпаков. Вместо принципа матрёшки используется каскадная последовательность. Колпак №2 монтируется над колпаком №1. А соединяющий их дымоход выполняется с тыльной части печи. Подобное размещение снижает КПД максимум на пару процентов.

При любом решении во 2-ой колпак прекрасно вписываются, при необходимости, регистры подготовки горячей воды. На КПД это не повлияет, так как основное тепло печь получает от 1-го колпака.

Возрастание стоимости топлива явилось дополнительным побуждающим мотивом для возрождения двухколпаковых версий печей. Регистры во втором котле не нарушают режима горения, а колпак 1, выложенный их кирпича с низким показателем теплопроводности, выступает прекрасным изолятором высокотемпературного каскада от теплопотерь паразитного типа.

Во 2-ой колпак газы поступают с температурами:

• достаточно низкими, что позволяет использовать теплообменники, изготовленные из обычных материалов, без учёта необходимости противодействия прогоранию, либо оседанию сажи;
• достаточно высокими для эффективного разогрева воды. При величине КПД = 80%, температура газов задаётся диапазоном (200-400)°С.

Материалы и инструменты

Для работы понадобятся:

• кельма;
• уровень;
• киянка и прочие строительные инструменты.

Для деления кирпичей потребуется молоток-кирочка и болгарка с алмазным кругом.

Такой набор инструментов понадобится для работы

Печь будет возводиться из кирпичей двух видов: обычного керамического полнотелого с маркой от М150 (250х120х65 мм) и шамотного марки ШБ-8 (250х123х65 мм) или Ш-5 (230х114х40 мм). Шамотным кирпичом будут выкладываться стенки топки.

Приобретая шамотный кирпич, следует быть очень внимательным. Недобросовестные продавцы могут выдать за него кислотоустойчивый кирпич, который похож внешне, но не выдерживает высокой температуры. Так что не будет лишним попросить предъявить сертификат.

Кирпич для кладки печи

Часто рекомендуют выбирать шамотный кирпич по цвету — чем темнее, тем лучше. Но такое правило имеет силу не всегда. Если использовалась глина, взятая в разных месторождениях, то характеристики светлого кирпича вполне могут оказаться более высокими, чем у тёмного. Правильнее оценивать качество шамотного кирпича по следующим критериям:

• структура должна быть однородной и мелкозернистой — без видимых невооружённым глазом пор и включений;
• при простукивании металлическим предметом (лёгкий молоток или гаечный ключ) кирпич должен издавать чёткий отрывистый и звонкий звук;
• при падении должен раскалываться на крупные куски (низкокачественный рассыпается на мелкие фрагменты вплоть до песка).

На конструкцию с размерами 1015х630х2100 мм понадобится 430 керамических кирпичей (без учёта дымохода) и 22 шамотных.

Как приготовить раствор

Раствор применяется глиняный. Используемые для его приготовления глина и песок не должны иметь органических примесей, которые могут привести к растрескиванию швов. В глине присутствие этих примесей можно распознать по хорошо слышимому запаху (он может быть даже приятным) – в норме глина почти не пахнет.

Песок же следует использовать либо горный, либо изготовленный путём измельчения кирпичного боя — в этих разновидностях содержание органических примесей является минимальным, или же они вовсе отсутствуют. Кирпичный песок обычно стоит дешевле горного, но в качестве ему не уступает. Только обратите внимание на следующее обстоятельство: для раствора керамической кладки нужен песок из керамического кирпича, а для шамотного — соответственно, из шамотного.

Обратите внимание на сортность глины. Раствор для шамотной кладки следует готовить на основе белого каолина или шамотного мергеля. Для кладки керамической подходит любая глина с огнеупорными свойствами, например, серая или синяя кембрийская, серый каолин.

Глина одного и того же сорта, но из разных месторождений, может сильно отличаться по вязкости, жирности и адгезионным свойствам. Поэтому рецепт раствора, а именно оптимальное соотношение в нём песка и глины, следует подбирать опытным путём. В случае применения кирпичного песка это делается так:

1. Порцию глины массой в 1 кг нужно залить доверху водой и оставить на сутки.
2. После этого раскисшую глину замешивают с добавлением воды, пока она не станет похожа на пластилин или густое тесто и не перестанет липнуть к рукам.

Далее глину делят на 5 равных порций, в каждую из которых добавляют определённое количество песка:

• в первую — 10% от объёма глины;
• во 2-ю — 25%;
• в 3-ю — 50%;
• в 4-ю — 75%;
• в 5-ю — 100%.

Каждую порцию нужно тщательно размешать до однородного состояния и просушить в течение 4-х часов. Не забудьте пометить, сколько песка где содержится.

После этого каждой порции раствора путём раскатывания нужно придать форму цилиндра длиной 30 см и диаметром 1–1,5 см. Все они оборачиваются вокруг круглой болванки диаметром около 5 см. Теперь испытательные образцы нужно высушить в течение двух недель в условиях комнатной температуры и отсутствия сквозняков.

После этого остаётся оценить каждый из вариантов:

1. Если на цилиндре вообще нет трещин либо они имеются в виде очень мелкой сетки, такой раствор можно использовать для любой части печи.
2. Если глубина трещин достигает 1–2 мм, раствор сможет выдержать температуру до 300 градусов. Такую смесь можно использовать для кладки дачного камина или барбекю.
3. При наличии глубоких трещин или разрывов раствор признаётся непригодным для использования — имеющаяся в нём доля песка является избыточной.

Обычно на кладку в 500 кирпичей расходуется около 0,2 куб. м смеси глины и песка.

Обратите внимание! Если не смущают дополнительные расходы, можно приобрести в специализированном магазине готовую смесь для приготовления печного раствора.

Определив таким образом оптимальное сочетание глины и песка, приступают к приготовлению раствора:

• необходимое количество глины (примерно 40 кг на 100 кирпичей) опять же замачивают в течение суток, замешивают до консистенции теста, но после этого ещё протирают через сито с ячейкой 3х3 мм;
• затем согласно подобранной опытным путём рецептуре добавляют песок;
• постепенно подливая воду, раствор размешивают до сметанообразного состояния;
• оценивают, как раствор смачивает кельму, и при необходимости корректируют его состав путём добавления небольшого количества глины или песка.

Что ещё потребуется

1. Дверца топочная, например, марки ДТ-3, с размерами проёма 250х210 мм.
2. Дверца поддувальная, например, марки ДПК, с проёмом 250х140 мм.
3. Решётка колосниковая размером 250х252 мм.
4. Плита варочная из чугуна на две конфорки, размер — 586х336 мм.
5. Дверцы размером 510х340 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры.
6. Задвижки с проходным сечением 130х130 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры и для переключения между летним и зимним режимами работы.
7. Задвижка с просветом 250х130 мм — для дымохода.
8. Отрезки равнополочного уголка 36х4 длиной 600 мм (4 шт.).
9. Отрезок стальной полосы 40х4 мм длиной 600 мм.
10. Стальной лист толщиной 3 мм размером 600х550 мм.
11. Стальной лист толщиной 3 мм размером 500х700 мм для защиты пола перед топкой.

Сталь заменить любым другим несгораемым настилом, к примеру, плиткой из керамики.

Всегда мечтали, чтобы в вашем доме был волшебный камин? Вы можете его сложить своими руками. А следующее руководство поможет в этом: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/uglovoj-kamin-svoimi-rukami-poshagovaya-instrukciya.html.

Печь Кузнецова своими руками

Постройка кузнецовки требует не столько навыков, сколько наличия хороших схем и чертежей, а также предельной внимательности. Даже не печник, но мастеровитый домохозяин может осилить эту задачу.

Проще будет тем, кто уже имеет драгоценный опыт кирпичной кладки, тогда единственно вам нужно будет тихо-мирно класть ряды, соблюдая схему.

Решив возвести печь по одной из порядовок Кузнецова своими руками, приготовьтесь к тщательной и скрупулезной работе.

На схемах, которые можно с легкостью найти в интернете, увидите графическое изображение каждого ряда, однако перед началом кладки необходимо познакомиться с особенностями техники, в частности:

• выбором и предварительной обработкой кирпича;
• покупкой металлических деталей (плит, заслонок, дверок, задвижек);
• определением наиболее подходящего места;
• подготовкой основания и фундамента;
• возможностью оборудования дымохода и др.

Лучшим материалом для внутренней кладки «кузнецовок» признан шамотный огнеупорный кирпич (Ш-5, ШБ-8), для внешнего оформления – керамика (М-150).

Для усиления кирпичных стен используют металлические элементы (арматуру, проволоку).

Чтобы печь функционировала с максимальной теплоотдачей, опытные мастера оттачивают не только свои умения, но и каждый кирпичик – в буквальном смысле. Они шлифуют каждую деталь, именно поэтому проекты, выполненные профессионалами, выглядят безупречно.

Главная цель любой печи отопление, ее место должно быть выбрано для обеспечения тепла наиболее эффективным способом.

Печь Кузнецова являются инфракрасными обогревателями, которые обеспечивают наибольшее тепло путем прямого излучения.

Таким образом, максимальная мощность достигается при правильном расположении.

Поэтому центр помещения — это всегда правильный выбор. Мудрое решение- это размещение в качестве разделителя функционального пространства, таких как кухня и гостиная или гостиная и спальня.

Старайтесь избегать размещения кладки печи рядом с наружной стеной или, что еще хуже — расположить его в нишу в наружной стене (типичное место для обычных каминов) если вы хотите сохранить тепло внутри помещения.

Выбор печи того или иного типа и ее месторасположения в доме, помимо предпочтений владельца, зависит от целевого назначения печи, размеров дома и уровня его теплоизоляции, количества и размеров окон.

Кроме того, для нормальной работы и ремонта доступ к печи должен быть свободным со всех сторон, то есть ни одна из сторон печи не должна одновременно входить в какую-либо из внешних стен дома.

Для выполнения процесса строительства 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.

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). Пол вокруг будущей печи должен иметь противопожарное покрытие. Есть варианты: это металлические листы, керамическая или керамо-гарнитная плитка, натуральный или искусственный камень, кирпич и т.п.

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.

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.

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.

1. 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.
2. При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.

Топка выполняется из шамотного кирпича, а тело печи из керамического, а это значит, что при нагревании и остывании они ведут себя по-разному. Поэтому сама топка должна быть плавающей, с этой целью вокруг нее делают специальный сухой шов.

Это делается для того, чтобы разные по физическим характеристикам кладки шамотного и керамического кирпича не порвало при эксплуатации.
«Сухой шов»: между шамотным и керамическим кирпичом нужно удалить кладочный раствор, а в образовавшуюся пустоту нужно вложить минеральный картон.

Подготовка

Первое, с чего начинается работа по возведению печей, — обустройство фундамента. Без надежного основания конструкция не сможет полноценно функционировать, поэтому ее качество напрямую влияет на работу всей печной системы с нижним прогревом. Порядок действий:

1. Выкапывается котлован. Стенки выравниваются и подготавливаются к дальнейшим действиям.
2. Дно ямы засыпается песком и щебнем и утрамбовывается на протяжении нескольких дней.
3. Из старых древесных досок формируется корпус опалубки, который необходим для заливки раствора.
4. Далее, происходит армирование поверхности с использованием металлического прута средней толщины.
5. После приготавливается раствора. Торопиться с этим процессом не стоит, рекомендуется своевременно перемешивать массу, чтобы вышел лишний воздух.
6. Когда раствор готов, поэтапно заливается яма и оставляется высыхать на несколько недель.

Ошибки в подготовительном этапе могут стать причиной преждевременного выхода из строя печной конструкции.

Выбор места для возведения кирпичной печи

Чтобы печь в процессе эксплуатации отвечала существующим требованиям пожарной безопасности, и в особенности, если она возводится в деревянном доме, при выборе области ее установки необходимо учитывать следующие факторы:

• Сооружение должно быть расположено на расстоянии не менее 100 мм от стен дома.

Разница в примыкании к печи негорючих стен и возведенных из воспламеняющегося материала

• Если печь планируется встроить в уже ранее построенную стену, то между торцом стены и кирпичной кладкой необходимо обеспечить прослойку из жаростойкого материала, например, асбеста или базальтового картона.

Распушка – специальное утолщение стенок дымоходной трубы для безопасного прохода через чердачное перекрытие

• Дымоходная труба должна проходить через конструкцию перекрытия между балками, причем расстояние между ними и кладкой должно составлять не менее 150 мм.

При выборе места установки печи с кирпичным дымоходом сразу рассматривается возможность прохода этой трубы между балками перекрытия и стропилами крыши.

• Одновременно учитывается также и расположение стропил конструкции крыши. Между ними и кирпичной кладкой должно быть предусмотрено такое же расстояние.

Фундамент под постройку печи

Важнейшим условием, напрямую влияющим на длительность безаварийной эксплуатации печи, является надежность основания, на которой она будет возводиться.

• В случае если фундамент под печь строится вместе с фундаментом дома, необходимо помнить, что эти две конструкции не должны жестко контактировать между собой. Усадка фундаментов может происходить неравномерно из-за сильно различающейся нагрузки на них. Недопустимо, чтобы при этом оказывалось взаимное влияние – это может привести к деформациям как печи, так и стен дома.

Отдельно расположенный фундамент под постройку печи.

• Если печь решено построить в уже готовом доме, то на месте ее возведения придется демонтировать часть дощатого пола, чтобы обустроить в грунте подполья котлован для заливки фундамента. При этом необходимо учитывать, что периметр фундамента должен быть больше на 50÷80 мм основания печной конструкции.
• В случае если дом был возведен на плитном фундаменте и, естественно, печь придется устанавливать тоже на него, то для отопления стоит выбирать по возможности наиболее легковесные конструкции. Вот как раз то здесь трудно придумать что-нибудь лучше колпаковой модели.

Котлован для постройки фундамента под печь.

• Первое, что необходимо сделать при обустройстве фундамента — это вырыть котлован соответствующего размера. Глубина котлована будет напрямую зависеть от высоты пола над грунтом подполья. В общей сложности высота заглубления основы должна составлять 300÷500 мм.

Щебёночная засыпка, отделенная от грунта застеленным слоем геотекстиля

• Создаваемую плиту необходимо защитить от грунтовой влаги. Для этого на дно котлована засыпается и утрамбовывается слой песка, примерно в 80÷100 мм – это исключает капиллярное «подсасывание» воды снизу. Затем укладывается гравийная или щебеночная подушка, также с тщательным уплотнением. Вся эта «слоеная» конструкция станет намного надежнее, если ее от грунта будет отделять прослойка из геотекстиля.

Опалубка под заливку фундамента, закрытая изнутри гидроизоляционной пленкой. Внутри выложены армирующие сетки.

• Если расстояние между грунтом и поверхностью «чистого» пола достаточно большое, то на всю эту высоту необходимо установить опалубку для заливки фундамента. Опалубка закрывается плотной полиэтиленовой пленкой, а затем в нее монтируется несколько рядов арматурной сетки, расстояние между которыми должно составлять 100÷120 мм. Поверхность фундамента должна находиться в одной плоскости с чистовым полом или же быть выше нее, примерно, на 100 мм.

Про пленку забывать не следует. Ее роль даже не столько в том, чтобы защищать будущую плиту от влаги – воде здесь взяться по большому счету неоткуда. А вот не допустить выхода воды из залитого раствора – чрезвычайно важно! В противном случае не избежать нарушения водоцементного соотношения, то есть не будут созданы оптимальные условия для созревания бетона, и фундамент может получиться некачественным.

Заполнение опалубки бетоном

• Следующим этапом идет приготовление бетонного раствора и заполнение котлована. Сколь-нибудь значимых динамических нагрузок на создаваемую плиту не предполагается, поэтому нет особого смысла стремиться с чрезмерно высокой марочной прочности бетона. Практика показывает, что вполне можно ограничиться маркой М200 (В15).

Ниже размещен калькулятор, которые поможет читателю рассчитать требуемое количество исходных ингредиентов для самостоятельного приготовления нужного количества бетонного раствора (цемента, песка, щебня или гравия, воды). Предусматривается возможность расчёта для двух вариантов – при использовании цемента марок ПЦ400 и ПЦ500.

Раствор для кладочных работ

Немаловажным моментом является выбор раствора для кладки печи. Так как стенки сооружения будут постоянно подвергаться сильным перепадам температур, смесь должна иметь особый состав, который в застывшем виде не станет ни растрескиваться, ни осыпаться.

Раствор для кладки можно изготовить самостоятельно или купить в готовом виде.

• Изготовление самодельного раствора — задача непростая, весьма длительная и требующая особых знаний и немалого терпения. Дело в том, что основным ингредиентом в печном растворе выступает глина. Это вещество должно иметь определенную жирность, определить на взгляд или на ощупь которую неопытному человеку — затруднительно. Поэтому, изготавливая смесь, приходится идти путем экспериментов, готовя несколько вариантов из всех ингредиентов, добавляя их в разных пропорциях. При этом необходимо дожидаться полного просыхания экспериментальных образцов, и лишь затем определять, какой из вариантов кажется оптимальным.

Мастера-печники обычно готовят кладочный раствор самостоятельно. Но им помогает в этом накопленный годами опыт.

Однако, прежде чем перейти к экспериментам, подходящую глину необходимо отыскать и накопать, затем очистить ее от посторонних вкраплений и органических включений (корешков и т.п.), а затем замочить на определенный срок. Только после этого можно переходить к подбору пропорций глины и песка, из которых и изготавливается кладочная смесь. Таким способом печники ранее делали раствор для кладки – многие профессионалы не отказываются от такого подхода и сейчас.

• Сегодня же в продаже можно найти готовые варианты жаростойких кладочных составов, предназначенных для возведения каминов и печей. Они продаются в виде сухих строительных смесей с фасовкой в бумажные мешки. Поэтому, чтобы не терять время и не «колдовать» с подбором пропорций с высокой вероятностью допустить ошибку, лучше всего воспользоваться готовым составом.

Готовая сухая смесь для приготовления кладочного раствора для печей и каминов.

В приготовленных в заводских условиях смесях оптимально подобраны ингредиенты и их пропорции. Причем производители позаботились и о том, чтобы смеси для кладки печей соответствовали материалам, из которого будет построен тот или иной участок этого сооружения. Например, для кладки топочной камеры, для которой чаще всего применяется жаростойкий вариант кирпича, производится раствор на основе шамотной глины и песка.

Готовые смеси замешиваются в строгом соответствии с инструкцией производителя, размещенной на упаковке. Поэтому, следуя ей, изготовить кладочный раствор не составит большого труда.

А какой кирпич подойдёт для кладки?

Этот чрезвычайно важный вопрос в настоящей публикации опущен. Но только по той причине, что нюансы выбора кирпича для кладки печей очень подробно изложены в специальной публикации нашего портала.

Особенности установки отдельных узлов конструкции печи

Чтобы все элементы печной конструкции были установлены правильно и не подвели при дальнейшей эксплуатации, их необходимо правильно смонтировать и закрепить. Поэтому в этом подразделе статьи будут рассмотрены способы монтажа и защиты металлических деталей отопительного сооружения, а также другие нюансы кладки:

• Первое, что в значительной мере повлияет на ровность кладки печи, ее углов и стенок — это изначальная ровность поверхности фундамента и правильность, прямизна углов первого ряда. Поэтому помимо проверки поверхности плиты с помощью строительного уровня, рекомендуется обозначить на гидроизоляционном материале (рубероиде) точное расположение внешних сторон и углов основания печи. То есть, по сути, начертить с помощью мела его периметр. Это упростит выведение первого ряда, который станет «эталонным» для остальной порядовки.
• Удобства в работе добавит и распечатка на отдельных листах бумаги схемы каждого из рядов кладки. Естественно, эти схемы необходимо пронумеровать.

Концы проволоки, которая будет удерживать дверцы в кладке, должны иметь длину не менее 150 мм.

• Все рамы металлических дверец (топки, очистных и поддувальных камер) закрепляются в кладке с помощью стальной проволоки. Для того чтобы дверцы до их окончательного закрепления стояли неподвижно, их временно можно подпереть с двух сторон свободными от работы кирпичами.

Базальтовая прокладка вокруг рамы топочной дверцы.

• Металлические элементы конструкции, которые будут подвергаться воздействию высоких температур, например, топочная дверца, водогрейный бак, духовка и т.д., не должны напрямую контактировать с кирпичной кладкой, так как они имеют разный коэффициент расширения.

Подготовка посадочного места под варочную плиту с помощью прокладки из асбестового материала.

Поэтому между ними должен оставаться зазор не менее 5 мм, который заполняется жаростойкими материалами — асбестом или базальтовым картоном.

Использование калибровочных вставок ля соблюдения единой толщины швов между всеми рядами кладки

• Толщина швов печной кладки должна быть больше, чем при выполнении возведения стен дома, так как они будут постоянно подвергаться нагреванию и остыванию. Поэтому опытные печники нередко рекомендуют придерживаться толщины в 7 ÷10 мм. Кроме того, такая толщина повышает ремонтопригодность уже эксплуатируемой печи – будет возможность аккуратного демонтажа отдельных элементов кладки, если в этом появится необходимость.

Чтобы швы получились ровными и имели одинаковую толщину, можно использовать временные деревянные прокладки-рейки или стальные прутки, которые удаляются после первоначального схватывания раствора, а оставшиеся от них пустоты заполняются кладочной смесью.

Расшивка швов кирпичной кладки.

• Если печь не планируется облицовывать декоративным материалом или штукатуркой, то швы аккуратно оформляют специальным инструментом «расшивкой», которая может придать швам выпуклую, вдавленную или ровную форму.

Для постоянного контроля за соблюдением ровности углов, вдоль них вертикально можно расположить отвесы

• Чтобы поверхности стенок печи и все формируемые углы были ровными, вдоль них натягиваются ориентировочные шнуры. Кроме этого, в процессе выполнения работ ведется постоянный контроль ровности кладки с помощью отвеса, уровня, уголка. Это дает возможность исправить неровности вовремя, еще в процессе укладки, до схватывания раствора.
• Для упрочнения кладки стен печи многие мастера в каждом втором ряду в шов укладывают стальную проволоку толщиной до 5 мм.
• Готовые печи нельзя сразу же подвергать высоким температурным нагрузкам, протапливая их на всю мощь, так как кладка может пойти трещинами. Поэтому возведенное сооружение сначала просушивается. Для этого все дверцы и задвижки открываются полностью, и печь оставляется для просыхания в естественных условиях примерно на неделю. Потом к процессу просушки можно приспособить обычную лампу накаливания на 200 Вт, которую размещают внутри топки и оставляют включенной до видимого просыхания раствора – помимо повышения температуры, он будет поддерживать более активный оборот воздуха, необходимый для сушки.

После этого можно производить пробные топки, используя для этой цели бумагу, солому, щепу или 2÷3 кг хорошо просушенных дров. Подобную «облегченную» топку можно производить 2÷3 раза в сутки. А растапливать печь на полную мощь можно только после окончательного просыхания конструкции.

Проверить тягу в печи — довольно просто. Достаточно поднести к приоткрытой дверце топки зажженную спичку или листок бумаги. Пламя должно потянуться в сторону топочной камеры.

• Необходимо учитывать, что при первом испытании печи огнем, конструкция может дымить из-за избытка влаги. Однако, когда печь хорошо просохнет, в ней должна создаваться хорошая тяга, и все продукты горения должны уходить в дымовую трубу. Если же постоянно образуется обратная тяга, и дым идет в помещение, то этого говорит о совершенной ошибке во время возведения печи.

Инструменты для печной кладки

Для выполнения любых кладочных работ необходимо подготовить инструменты. Некоторые из них наверняка найдутся в домашней мастерской.

Основные инструменты для кладки печи.

В перечень всего необходимого входят следующие инструменты:

1 — Кирка необходима для разделения кирпича на части.

2 — Метелка используется для очистки каналов от упавшего внутрь печи частиц раствора.

3 — Строительный уголок используется как для разметки кирпича при разделении его на части, так и при контроле ровности кладки углов печи.

4 — Отвес также помогает контролировать углы и ровность вертикальных поверхностей.

5 — Молоток-кирка также используется для разделения кирпича на части, а также стесывания его поверхностей.

6 — Пассатижи применяются для отделения небольших частиц от кирпича.

7 — Резиновый молоток используется для выравнивания кирпичей в горизонтальных рядах кладки.

8 — Зубило служит для раскалывания кирпича, для придания фрагментам требуемой конфигурации.

9 — Мастерки (кельмы) разных размеров и форм используются для нанесения раствора при проведении кладки.

10 — Правило применяется для контроля за ровностью горизонтальных и вертикальных поверхностей.

11 — Свинцовая чертилка применяется для разметки кирпича, и особенно удобна при планировании облицовки печи изразцами.

12 — Стукальце – это отрезок трубы для обработки изразцов.

13 — Деревянная лопатка для замешивания и растирания раствора.

14 — Металлический стержень (чертилка), используемый для разметки кирпича перед его разделением на части.

15 — Строительный уровень – используется самостоятельно или в комплексе с правилом для постоянной проверки горизонтальности и вертикальности выкладываемых рядов т поверхностей

16 — Рашпиль – им снимаются наплывы застывшего раствора, точно обрабатываются фрагменты кирпича для окончательного придания требуемой формы.

17 — Расшивка применяется для приведения в порядок и придания необходимой формы швам кладки.

Кроме того, потребуется емкость для приготовления раствора.

В данном случае перечислены все инструменты, которые используются профессионалами при возведении печи. Из них можно выбрать те, что будут особо необходимы по видению мастера.

Двухколпаковая отопительно-варочная печь

В этом разделе публикации будет представлена модифицированная модель Кузнецова, получившая название «Большая кроха». Однако, у моделей этого ряда тоже существуют различия, заключающиеся в размере варочной плиты. «Большая кроха» изначально была оснащена двухконфорочной плитой. А представленный ниже вариант имеет плиту с одной конфоркой.

Вариант двухколпаковой печи «Большая кроха» с двухконфорочной варочной плитой.

Такая модификация была проведена для того, чтобы сделать больше размеры нижнего колпака. Это привело к увеличению теплоотдачи от поверхностей печи, что позволяет намного быстрее нагреть помещения дома.

Некоторые особенности конструкции, необходимые материалы

В основе показанной разработки лежит конструкция печи ОВИК4, но в отличие от нее варочная и топливная камеры находятся на разных сторонах сооружения. Удобство такого размещения состоит в повышении безопасности при пользовании плитой, так как исключается риск получения ожога от разогретой дверцы топки.

Отопительно-варочная колпаковая печь Кузнецова с одной конфоркой

Варочная плита с одной конфоркой имеет размер 410×340 мм. При желании на эту камеру можно установить дверцу, благодаря которой она при необходимости будет превращаться в духовой шкаф.

В конструкции предусмотрен «летний» ход, который позволяет использовать плиту только для приготовления пищи в теплое время года, не разогревая все стенки печи. Благодаря такой функции печь легко растапливается, даже если ее не использовали длительное время.

Удобство данной конструкции при ее возведении состоит еще и в том, что при необходимости ее можно сделать выше или ниже. Так, 22÷27 ряды кирпичной кладки имеют одинаковую конфигурацию. Если печь необходимо сделать немного выше, в этой области можно дополнительно добавить два ряда с тем же расположением кирпича, что увеличит высоту печи на 140 мм. Если же потолки в доме низкие, то можно поступить наоборот, то есть убрать два ряда, сократив высоту печи на те же 140 мм.

Конструкция полностью выведена из керамического кирпича, поэтому может быть использована для установки на даче, то есть когда ее эксплуатация будет производиться не регулярно.

При возведении печи в доме с постоянным проживанием, когда протапливание будет производиться регулярно, 5 ÷ 11 ряд можно выложить из огнеупорного шамотного кирпича.

Размеры печи составляют 770×770 мм, высота 2100 мм. При одноразовой топке теплоотдача от нее 2 кВт, и не меньше 3,3 кВт, если топить два раза в сутки. Печь рассчитана на обогрев 25м².

Для возведения печи, без учета дымоходной трубы потребуется 411 кирпичей. Кроме них, необходимо будет подготовить следующие материалы:

— дверца для топки ДТ-3 размером 250×210 мм — 1 шт.;

— дверца для поддувала ДПК(Р) 250×140 — 1 шт.;

— дверца для очистительных камер ДПр-4 130×130 мм — 3 шт.;

— колосниковая решетка 300×250 мм — 1 шт.;

— одноконфорочная варочная панель 410×340 мм — 1 шт.;

— задвижка для «летнего» хода — 130×130 мм — 1 шт.;

— задвижка для дымохода печи — 250×130 мм — 1 шт.;

— стальной уголок 450×30×30×4 мм — 1 шт.;

— предтопочный стальной лист 700×500 мм — 1 шт.

Печь в разрезе – как видно, конструкция не имеет сложных лабиринтов

На разрезе конструкции хорошо видно строение колпаков и расположение в них каналов, а также размещение всех металлических элементов внутри печи.

Такая печь имеет довольно простое строение и компактные размеры, поэтому возвести ее под силу даже не очень опытному печнику. Главное, процесс должен проходить строго по нижеприведенной порядовке.

Возможно, вам будет интересна информация о том, что такое отопительно варочная печь шведка

Схема-порядовка кладки печи

Чтобы легче было разобраться в схемах рядов, в таблице ниже приведены условные обозначения нестандартных кирпичей в кладке.

Некоторые обозначения – для ясности последующей работы с порядовкой

Ну и, наконец, в таблице представлена порядовая кладка печи. Всего предстоит выложить 32 ряда кирпичей, не считая дымоходной трубы.

Схема кладкиКраткое описание ряда и выполняемых опраций

	Итак, первый ряд укладывается на подготовленный фундамент (на слой гидроизоляции) и должен находиться в одной плоскости с чистым полом. Этот ряд является особо важным, так как именно он задает ровность кладки последующих рядов. Швы между кирпичами должны составлять 5 мм и быть одинаковыми. Внешние размеры ряда, показанные на схеме, являются ориентировочными. Истинные размеры проявятся после завершения монтажа кирпича первого ряда. Именно их и необходимо будет придерживаться, укладывая последующие ряды. Для первого ряда потребуется 18 штук красного кирпича.
	Во втором ряду кладки начинает формироваться поддувальная (зольная) камера, а также основание нижнего колпака. Для очистки нижней части колпака в стенку печи монтируется дверца ДПр-4, имеющая размер 130×130 мм. Кроме нее, устанавливается и дверца поддувальной камеры ДПК(Р) 250×140 мм. Второй ряд состоит из 11 красных кирпичей.
	Третий ряд укладывается по представленной схеме, и его особенность состоит в том, что кроме целых кирпичей, в нем используются его обработанные фрагменты. Причем, как можно видеть, углы двух кирпичей, формирующих отверстие для установки дверцы для очистки колпака, стесаны до полукруглого состояния. Такая конфигурация значительно упростит процесс очистки. Для этого ряда необходимо подготовить 11 и ½ кирпича.
	Четвертый ряд перекрывает дверцы поддувальной и колпаковой камер. Кроме этого, частично с передней и задней стороны перекрывается канал, расположенный за зольной камерой. Оставленное над зольной камерой отверстие должно иметь размеры 260×260 мм, то есть кирпич на кирпич, с учетом швов. Для кладки потребуется 14 красных кирпичей.
	Пятый ряд. Передний и задний кирпичи, выделенные оранжевым цветом на схеме, имеют размер в ширину 95÷100 мм. Верхняя поверхность этих кирпичей стесывается наискосок. Расстояние между этими кирпичами должно составлять 310 мм. Это будет посадочным местом для колосниковой решетки, при этом она будет упираться на выступающие части кирпичей предыдущего, четвертого ряда. Пространство нижнего колпака разделяется на два вертикальных канала кирпичом. Ближний к передней части канал станет соединительным для нижнего и верхнего колпака. Дальнее пространство в верхней части будет оборудовано задвижкой «летнего» хода. Кирпич, разделяющий пространство с передней стороны, снизу подрезается наискосок, что будет способствовать лучшему отходу дыма через отверстие. На схеме подрезаемая часть выделена серым цветом. Для кладки 5-ого ряда потребуется 14 и ½ красного кирпича.
	Далее, после завершении кладки пятого ряда, на обозначенное отверстие (посадочное место), монтируется колосниковая решетка 300×250 мм. Решетка укладывается без раствора, между ней и обрамляющей ее кирпичом должен оставаться зазор в 5 мм. Передний и задний зазор заполняется сухим мелкофракционным песком.
	На шестом ряду монтируется дверка топливной камеры ДТ-3 250×210 мм. Между дверцей и кирпичом также должен оставаться зазор, который должен быть заполнен жаростойким материалом. Как уже говорилось выше, для создания такого зазора применяется асбестовый шнур, которым рама дверцы обматывается по периметру. Крепление рамы дверки в кладку осуществляется с помощью проволоки, которая должна быть заглублена в швы не менее чем на 150 мм. Вместо проволоки могут быть использованы специальные кляммеры, изготовленные из металла толщиной не менее 2 мм. Эти элементы закрепляются к верхней и нижней части рамы дверцы, а их выступающие стороны встраиваются в швы кладки. Для ряда потребуется 12 штук красного кирпича.
	Седьмой ряд. В правом дальнем углу топливной камеры между кирпичами оставляется зазор шириной в 20 мм — его называют «сухой» шов. Этот зазор предназначен для вывода из топливной камеры балластных газов, что значительно улучшает процесс горения топлива в печи. Количество кирпича — 11 и ½ штуки.
	Восьмой ряд выкладывается по показанной схеме, «сухой» шов сохраняется. Для этого ряда потребуется также 11 и ½ кирпича.
	Девятый ряд. Для перекрытия дверцы топливной камеры с правой стороны кирпич выпускается вперед, а его левую боковую сторону необходимо срезать наискосок. Кирпич, укладываемый с правой стороны, вырезается на всю толщину так, чтобы нижний кирпич 8-го ряда образовал площадку шириной 25÷30 мм. «Сухой» шов в задней части камеры по-прежнему сохраняется. Для ряда потребуется 12 кирпичей.
	Далее, идет завершение девятого ряда. Топливная дверка перекрывается полностью кирпичом, стесанным с правой стороны наискосок сверху вниз, так, чтобы она совпала со срезом правого кирпича. Слева кирпич устанавливается на оставленную для него площадку. Потребуется 1 кирпич.
	Десятый ряд. На схеме показаны вырезы, которые должны быть сделаны в кирпиче под посадочное место под варочную плиту, толщина металла которой составляет 5 мм. А также необходимо учесть асбестовую прокладку, примерно, в 3 мм. Плита должна быть утоплена в глубь кирпичей ниже их поверхности на 4 мм. Поэтому и глубина вырезов должна иметь соответствующее значение и составлять 10÷12 мм. В правом углу топливной камеры формируется проход в канал нижнего колпака печи шириной в 60 мм. Для кладки ряда необходимо подготовить 12 и ½ кирпича
	Продолжение десятого ряда. После того как он будет выложен, на посадочное место под варочную панель, укладывается асбестовый шнур, который заранее необходимо пропитать разведенным до жидкой консистенции кладочным раствором. Сверху него на посадочное место укладывается металлическая одноконфорочная плита. Боковые зазоры между металлом и кирпичом необходимо хорошо очистить, и уложить в них асбестовый шнур или базальтовый картон. Раствор в зазоры попасть не должен. Плита должна быть утоплена в кирпич для того, чтобы следующие кирпичные ряды не лежали непосредственно на металле. На входе в варочную камеру монтируется стальной уголок. Этот элемент будет выполнять защитную функцию для угла кирпичей — предохранять их от повреждения тяжелыми предметами в процессе эксплуатации печи, например, при установке на плиту кастрюли с водой. Сверху выступающих за пределы камеры концов уголка при кладке следующего ряда укладываются полоски базальтового картона шириной в 20÷25 мм.
	11-й ряд. На этом этапе формируется варочная камера. В нижней части кирпича, обрамляющего плиту, при желании можно сделать вырезы высотой в 5 мм. Они делаются на тот случай, если будет необходимо демонтировать эту металлическую панель. Благодаря этому зазору появится возможность приподнять плиту вверх и выдвинуть наружу. Для кладки этого ряда потребуется 12 кирпичей.
	12-й и 14-й ряды выкладываются по одинаковой схеме, и для каждого из них потребуется по 12 кирпичей.
	13-й и15-й ряды также кладутся по одинаковой схеме, и для них тоже потребуется по 12 кирпичей.
	16-й ряд. На этом ряду кирпичом перекрывается нижний колпак и стенки варочной камеры. Открытыми оставляются два канала — дальний, для «летнего» хода», и ближний — для соединения нижнего и верхнего колпаков. В кирпичах, формирующих канал «летнего» хода, необходимо сделать вырезы для установки задвижки. Размеры вырезов должны быть такими, чтобы между металлом и кирпичом оставался тепловой зазор в 5 мм. Глубина вырезов должна соответствовать толщине рамки задвижки, чтобы ее можно было «утопить» в кирпич. Перекрытие камеры осуществляется в «замок». Для такого соединения четыре кирпича выпускаются вперед, над варочной камерой, а в их торцевой части делаются срезы наискосок. Для этого ряда потребуется 17 кирпичей.
	Далее, на этом же ряду монтируется задвижка «летнего» хода размером 130×130 мм. Зазоры между рамкой и кирпичом заполняются базальтовым картоном. В завершении кладки этого ряда идет перекрытие двумя кирпичами оставшегося пространства над варочной камерой. Предварительно кирпичи подрезаются наискосок и подгоняются друг к другу по углу среза.
	17-й ряд. Печь полностью перекрывается еще одним слоем кирпича. Для этого перекрытия необходимо подготовить 17 кирпичей.
	18-й ряд. На этом этапе формируется основание верхнего колпака. Для очистки этой части печи в этот ряд встраиваются две дверки размером 130×130 мм. Количество кирпича 11 и ½.
	19-й ряд. Продолжается подъем стенок верхнего колпака. Кладка осуществляется по представленной схеме. Количество кирпича 11 и ½.
	20-й ряд. Этот ряд выкладывается также по схеме, и в нем производится перекрытие дверок очистки. Для работы потребуется 11 и ½ кирпича.
	21-й ряд. Формируется вертикальный канал, который станет основным дымоходом для печи. Над ним будет возводиться дымоотводная труба. Для плавного поворота дыма в канал, на его входе кирпич снизу подрезается наискосок. Количество используемых кирпичей — 13 штук.
	22-й, 24-й и 26-й ряды выкладываются по одной схеме. Для их кладки потребуется по 13 штук кирпича.
	23-й, 25-й и 27-й ряды также кладутся по одинаковой схеме, и для каждого из них тоже потребуется по 13 кирпичей.
	28-й ряд. В кирпичах, формирующих канал основного дымохода, необходимо сделать вырезы для посадочного места дымовой задвижки. Количество кирпичей — 13 штук.
	Далее, на этом же ряду устанавливается дымоходная задвижка размером 250×130 мм. Этот элемент конструкции монтируется так же, как и задвижка «летнего» хода.
	29-й ряд. На этом этапе производится еще одно сплошное перекрытие всей печи, за исключением окна для дымоходного канала. Для этого процесса потребуется 19 кирпичей. Вновь обратите внимание на нестандартные формы кирпичей этого ряда. Такая замковая кладка необходимо для придания своду верхнего колпака повышенной прочности.
	30-й ряд. Второе перекрытие конструкции 17-тью кирпичами, но уже без особых «изысков», то есть прямой кладкой.
	31-й ряд. Выкладывается основание насадной дымоходной трубы, состоящее из 5-ти кирпичей.
	32 ряд — это второй ряд насадной дымовой трубы. Ряд также состоит из 5 кирпичей. На этом, собственно, кладка самой печи заканчивается – выше уже будет дымоходная труба, конкретные размеры которой зависят от особенностей конструкции дома.

Теперь, зная принцип работы колпаковой печи, а также все необходимые подробности подготовительных и основных операций по ее возведению, будет легче сориентироваться не только с выбором подходящей модели, но и с принятием решения о самостоятельном строительстве или же вызове профессионального печника.

И завершим публикацию видеосюжетом, в котором мастер подробно показывает процесс возведения несложной колпаковой печи. Гидрострелка принцип работы узнавайте по ссылке.

Видео: Кладка простой, но эффективной колпаковой печи

Источник https://m-strana.ru/articles/kolpakovaya-pech/

Источник https://www.comfortclub.ru/publ/19-1-0-1586

Источник https://livelyday.ru/kolpakovaya-pech-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami-poshagovaya-instruktsiya-po-kladke/