Содержание
Дровяная кирпичная печь-стенка колпакового типа
Печь Кузнецова своими руками: чертежи порядовки и описание кладки печи
И. В. Кузнецов с 1962 года занимается проектированием, изготовлением и усовершенствованием печей. За это время было изобретено более 150 различных конструкций, каждая из которых стремилась к абсолютному показателю эффективности – 95% КПД. В этой статье мы расскажем, как делать печь Кузнецова своими руками.
Фото 1 Печь Кузнецова
Принципиальная особенность разработки заключается в системе разделения газов на холодный и горячий потоки. За счет уникального колпакового строения печи горячий воздух задерживается внутри, а холодный выводится по отдельному каналу в дымоходную трубу. Учитывая то, что в колпаке поддерживается более высокая температура горения, а тепло распределяется равномерно по корпусу, коэффициент полезного действия достигает своего пика. Для сравнения, КПД обычных печей составляет 30-35%, твердотопливных котлов – 80%, пиролизных – 85%.
Невысокая производительность большинства твердотопливных агрегатов объясняется тем, что теплый воздух выходит вместе с продуктами горения в трубу. Помимо того, что оставшегося объема не всегда хватает для полноценного нагрева, быстро выходящие дымовые газы еще более снижают тепловой порог. В некоторых конструкциях эту проблему пытаются решить увеличением (удлинением) дымоходной трубы, но тогда существует риск снижения тяги и, как следствие, уменьшения КПД. Создание такого агрегата, который бы обеспечил полноценную тягу и увеличил теплопередачу, и стал основной целью конструктора Кузнецова.
Видео 1 Строительство отопительной печи по системе Кузнецова
Двухколпаковые печи Кузнецова: порядовка и ее особенности
Принцип постройки печей, в которых возможно реализовать закон свободного хода газов, известен относительно давно. Самый распространенный и известный вариант – двухкоплавкая печь.
Принцип ее работы заключается в том, что воздух из окружающей среды поступает через поддувало в топку. На первой стадии горения, когда сгорают самые легкие фракции топлива, процесс чем-то напоминает пиролиз. Этот режим и является наиболее эффективным. Но до Кузнецова мало кто пользовался этими преимуществами. А вот порядовки имеют такую конструкцию, которая позволяет работать им в пиролизном режиме. В результате пиролизные газы горят под куполом третьего колпака. Интересным является сам процесс. Его особенности — в том, что горение является саморегулируемым. Если пламя слишком разошлось, то ухудшается тяга, и процесс горения замедляется, если жара недостаточно — тяга увеличивается, и процесс горения усиливается. Двухколпаковые печи Кузнецова (порядовка) имеют второй купол для того, чтобы не нарушался процесс горения. Температура во втором колпаке при КПД примерно в 80% достигает 300-400 градусов, а этого вполне достаточно для передачи тепла теплоносителю.
Строительство печи Кузнецова своими руками
Последовательность действий следующая:
Сначала изучают план помещения, где планируется установка отопительного прибора. В том случае, когда дом не возведен, необходимо обеспечить равномерный обогрев всех комнат. В готовое здание встраивать теплоагрегат нежелательно, но при необходимости можно
Но при этом следует принять во внимание расположение несущих конструкций и балок при обустройстве дымохода. Затем подготавливают фундамент для отопительного устройства. Его создают из бетона, при этом ширина должна на 10 сантиметров превышать размер прибора
Желательно проектировать фундамент под печь на стадии планирования дома.
По назначению и конструктивным особенностям «кузнецовки» можно разделить на несколько видов:
- Отопительные. Устройства предназначены для эффективного и безопасного обогрева помещений.
- Варочные. Используются для приготовления еды. Сюда относятся печи для выпечки хлеба и хлебобулочных изделий.
- Банные. Печь Кузнецова для бани разработана для одновременного обогрева основных банных помещений. Такие устройства обладают высокой теплоотдачей при минимальном потреблении топлива.
- Уличные. Печной комплекс, состоящий из гриля или барбекю, для приготовления еды на открытом воздухе.
- Каминные. Оборудование используется в качестве декоративного элемента интерьера или дополнительного варианта обогрева. Некоторые печи-камины оснащаются специальными лежаками для приятного проведения досуга.
Наиболее востребованными являются комплексные устройства, которые отличаются своей многозадачностью. Ярким примером является отопительно-варочная печь Кузнецова, которая предназначается как для обогрева жилых помещений, так и для приготовления еды.
Несмотря на свои функциональные особенности, все печки работают по одному принципу – эффективное распределение нагретых газов в колпаке на отдельные потоки.
Примечательно, что печные колпаки могут оснащаться дополнительным оборудованием – электрическими нагревателями, баками для горячего водоснабжения, паровыми генераторами, духовым шкафом и плитой.
Грамотно спроектированная и возведенная банная печь Кузнецова обеспечит надежное отопление во всех функциональных помещениях: парной, моечной, предбаннике, комнате отдыха. Кроме того, она позволит быстро подогреть воду, саккумулировать горячий пар и очистить воздух.
Виды печей Кузнецова
Как говорилось выше, колпаки можно располагать по-разному, потому и вариантов очень много. Возможность установки во втором куполе любого устройства теплообмена без ущерба процессу горения также способствует наличию множества разных тепловых агрегатов. При этом проектироваться по такому принципу могут устройства с любым типом горения: верхним, нижним, пиролизным, послойным и т.д. Все они имеют некоторую специфику, но могут быть реализованы. На сайте Кузнецова выложены проекты разного назначения с порядовкой. Их можно скачивать для личного пользования свободно, а вот републикация их не приветствуется.
Камины, построенные по принципу колпаковых печей
Есть печи Кузнецова для двухэтажных домов, и обогревают они оба уровня. Причем есть такие агрегаты и с лежанками. Обогрев может быть конвекционного типа (только от стенок печки) или внутрь может быть вставлен водогрейный теплообменник. Тогда такой агрегат называют котлом и обозначают КИК. В свободном доступе на официальном сайте Кузнецова выложены четыре готовых водогрейных кирпичных котла мощностью 16 кВТ, 17 кВт, 34 кВт, 64 кВт. В них может быть встроен бак для нагрева воды для бытовых нужд. Котел нужно обвязать металлическими уголками, при необходимости можно утеплить, сверху уложить армирующую сетку и оштукатурить.
Отопительная печь. Красиво
Вариантов конвекционных печей гораздо больше. В разделе отопительно-варочных печей без использования шамотного кирпича ОВИК насчитывается 25 разных проектов. Есть три варианта отопительно-варочной печи с камином. Располагаться камин может сбоку (справа или слева). Такие варианты маркируются ОВИК БК (боковой камин), есть вариант с лежанкой и камином ОВИК БК 13л. При камине расположенном сзади маркировка ОВИК ЗК (задний камин).
Отопительно-варочная печь Кузнецова выглядит очень достойно
Чисто отопительные тепловые агрегаты маркируются ИОК. Порядовки, в которых есть лежанка, в названии имеют буквы «леж» или «Л», при наличии духовки добавляется буква «Д». В отопительных печах также есть варианты с каминами. Маркируются они ОИК К. Есть печи калориферные ПКИК1Х. Отдельно категорией выделены печи для теплиц и хлебные.
Отопительная печь Кузнецова ОИК. Впечатляет
Русские печи Кузнецова маркируются РТИК, всего выложены порядовки 10 моделей, две из которых с лежанками. Они имеют привычную конфигурацию варочной камеры, устье которой должно иметь герметичную заслонку. При не герметичности камеры нормально печь работать не будет.
Русская колпаковая печь с лежанкой
В разделе печей для бани Кузнецов предлагает сразу вариант планировки помещений с указанием габаритов и показано как можно «вписать» туда подходящие модели. Ведь помещения бань, как правило, небольшие и если металлическую печь разместить в ней можно легко, то габаритную кирпичную уже проблематично. И учитывать при этом нужно многие факторы: откуда топиться будет, где выход пара и самая горячая часть печи. А тут предложены готовые варианты. Очень удобно и стоит сказать автору большое спасибо! Сами печи вынесены в отдельную категорию и маркируются БИК.
Банные печи Кузнецова маркируются БИК. Презентабельно выглядят и по отзывам имеют отличные характеристики
В этом видео предлагается проект печи, сконструированной по предложенному Кузнецовым принципу построения печей. В первой половине рассказывается о движении газов и о том, как это работает, о принципах управления работой конкретной модели. Во втором комментируется процесс кладки. Очень полезное и познавательное видео.
Принцип действия колпаковых печей Кузнецова: порядовка
Принцип работы печей Кузнецова не сложен. При строительстве печи необходимо все работы производить согласно чертежам, схемам и конечно пользоваться порядовками.
Все колпаковые печи Кузнецова работают по принципу, предполагающему разделения продуктов горения. Принцип этот заключается в том, что газ, образующийся в результате сгорания топлива, разделяется на два потока: холодный и горячий. Движение газов внутри конструкции печи очень грамотно продумано. Горячий воздух задерживается в печи и долго хранит тепло. Холодный же воздух быстро улетает в дымоход, по специально сделанному углублению. Печь, действующая по этому принципу, называется колпаковая (купольная). Внутри такой печи очаг объединён с нижней её частью и образовывает что-то вроде колпака. Он то и выступает разделителем газов на два потока. Поток горячего воздуха поднимается и задерживается в колпаке, таким образом происходит концентрация тепла.
Достоинства печей Кузнецова:
- Экономичность;
- Длительное сохранение тепла;
- Небольшое сажообразование;
- Нет необходимости частых чисток;
- Возможен выбор разных форм и дизайна.
Высокий показатель КПД (95%) печей Кузнецова – результат принципиально новой разработки и конструктивных особенностей. Для сравнения традиционная русская печка имеет КПД 25-40%. Если у печей Кузнецова есть недостатки, то их немного, и они теряются на фоне достоинств.
Принцип работы колпаковой печи Кузнецова
Основой принципа работы колпаковых печей является свободное движение газов.
Колпаковая печь Кузнецова
Обычное канальное отопление (традиционные русские печи), подразумевает под собой движение разогретого воздуха по дымоходу. Стенки дымохода нагреваются, передавая тепло в помещения, а остывающий воздух под действием тяги выходит через трубу наружу. Однако у канальных печей есть существенные минусы:
- печь быстро остывает,
- неравномерное нагревание приводит к разрушению всей конструкции,
- большое количество сажи,
- низкий КПД.
Процесс работы колпаковой печи Кузнецова, заключается в вытеснении остывающего воздуха из под колпака горячим потоком. В конструкции данной печи присутствуют один или два колпака, которые задерживают тёплый воздух. Остывая, он вытесняется новыми горячими потоками. Проходя через колпаки, воздух под действием вытеснения выходит из печи. Процесс мощности горения и регулировки температуры в колпаковой печи происходит самостоятельно. Количество колпаков обуславливается количеством отопительных помещений. Чем большую площадь нужно обогреть, тем больше колпаков необходимо. Так достигается требуемая производительность.
Колпаковая печь может играть двойственную функцию. Колпак может служить для приготовления пищи или выполнять функцию ёмкости для нагрева жидкости. В связи с функциональными отличиями печи Кузнецова можно разделить на такие виды, как:
- Отопительные – используются для обогрева одного или нескольких помещений.
- Варочные – возможность приготовления пищи.
- Банные – обогревание бань.
- Каминные – обустройство интерьера.
- Барбекю – устанавливаются на улице. Играют роль гриля или мангала.
- Комбинированные – самый популярный тип печей. Выполняет как отопительную роль так и любую другую.
Независимо от вида и функциональности колпаковой печи, принцип действия не меняется.
Рекомендации для самостоятельного возведения
Решив возвести печь по одной из порядовок Кузнецова своими руками, приготовьтесь к тщательной и скрупулезной работе. На схемах вы найдете 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.
Кладка из шамотного кирпича
Имея на руках авторскую порядовку, рекомендуем не экспериментировать, а соблюдать обозначенный порядок. Отхождения от схемы не гарантируют полноценной теплоотдачи.
В чем отличие
Главная особенность группы печек, изобретенных Кузнецовым — отсутствие протяженных дымовых каналов с множеством поворотов и изгибов. Чтобы максимально использовать тепло от сжигания топлива, в канальных печках предусмотрена система ходов, по мере продвижения по которым горячий дым нагревает кирпичи. При этом печь нагревается на разных уровнях неравномерно, что может привести к растрескиванию кладки. Кроме того, возникает необходимость в регулярной чистке узких мест и поворотов.
Печки Кузнецова для дома и бани лишены этого недостатка. В них горячие газы из топки поступают в так называемый колпак — внутреннее пространство, сверху ограниченное перекрытием, а снизу имеющее выход. Нагретый дым поднимается в самый верх колпака, где задерживаются до тех пор, пока не начнут остывать. По мере охлаждения они по стенкам колпака постепенно опускаются вниз, а их место занимает новая порция дыма.
Остывший дым через канал выходит в дымоход или в еще один колпак в зависимости от конструкции и назначения печи. Постепенно, по мере прохождения через каскады колпаков, дымовые газы остывают до температуры 120-150 градусов. Температура газов на одном уровне каждого колпака одинакова, что позволяет избежать неравномерного расширения кирпича.
Видео руководство
Суть работы таких систем достаточно проста: горячий газ циркулирует не при воздействии вытяжной трубы, а из-за тяжести газов. Иными словами, если соответствовать простейшим физическим законам, горячие газы, имеющие меньший вес, собираются под сводом колпака, в то время как холодные (а, следовательно, и тяжелые) остаются снизу. В связи с взаимодействием этих газов внутри колпака образуется «зона» турбулентности, благодаря чему стенки конструкции эффективнее впитывают тепловую энергию. Собственно, газ здесь и является основным переносчиком тепла.
Дабы закрепить знания об этой печи, а также подчеркнуть ее особенность, ниже мы привели ее отличительные черты.
- Полифункциональность, внушительный показатель эффективности.
- Довольно высокий КПД.
- Приятная «внешность», эстетичность.
- Простота в эксплуатации, отсутствие необходимости в регулярной чистке каналов.
- Долговечность.
Большинство владельцев печей, равно как и опытных профессионалов, убеждено: печь колпакового типа по праву считается одним из качественнейших и эффективнейших отопительных приборов, которые когда-либо создавались.
Ну что ж, с конструктивными особенностями мы разобрались, теперь – непосредственно к строительному процессу!
Конструкция и принцип работы
Конструкция колпаковой печи
Печка с колпаком была разработана инженером Игорем Кузнецовым в начале 60-х годов прошлого столетия. Впоследствии российский металлург Леонид Котляр усовершенствовал конструкцию так, чтобы она сохраняла тепло до 19 часов. Особенность «кузнецовки» в том, что нагретый воздух не уходит из трубы, а сбирается под колпаком. Потихоньку он остывает, и вытесняется поднимающимися горячими потоками. В экономии тепла и заключается выгодное отличие колпаковой печи используемой для отопления дома от канальной, где горячий воздух под воздействием тяги беспрепятственно уходит на улицу.
Конструкция двухметровой высоты с основанием 1м*1м может достигать тепловой мощности в 3,5–4,5 кВт. Достаточно такой колпаковой печи для отопления дома в 50 квадратных метров в умеренной климатической зоне, если топить ее дважды в сутки.
Изобретатель усовершенствовал конструкцию, добавив еще один колпак. В двухколпаковой отопительной печи Кузнецова первый накрывающий элемент связан с топочным отсеком и разделяет холодный и нагретый потоки. Второй колпак располагается в верхней печной части, задерживая горячий воздух, который до того как попасть в дымоход, долго отдает кирпичам тепло.
Двухколпаковая печь экономнее расходует топливо и обычно снабжена варочной поверхностью. Это позволяет готовить вкусные блюда без расхода электричества или газа. В конструкции печки уже предусмотрена вытяжка – нет необходимости монтировать дополнительную вентиляционную систему.
Принцип работы колпаковой печи
Колпаковая печь Кузнецова (в народе именуемая «Кузнецовка») получила название в честь своего создателя – И.В. Кузнецова, который занялся разработкой новой схемы отопления еще в начале 60-х годов прошлого столетия. Уникальная технология «свободного движения горячих газов» сразу же получила признание и стала пользоваться большой популярностью во всем мире.
Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы
Особенность «Кузнецовки» заключается в том, что нагретые газы проходят и циркулируют по трубе благодаря собственной силе тяжести, в отличие от «принудительного» движения по дымоходу. Все мы знаем из уроков физики, что теплый воздух поднимается вверх, вытесняя холодный. Но, в отличие от канальных прототипов, здесь тепло не выходит из трубы, а собирается под колпаком. Постепенно он там остывает, и его вытесняют порывы борее горячего воздуха, поднимающиеся вверх.
Основным отличием канальной печи от колпаковой считается принцип движения горячего газа. В первой – дым как-бы вытягивается по трубе вверх, а в колпаковой – выталкивается. Сам колпак может служить емкостью для нагрева воды, приготовления пищи, сушилки и т.д. Таким образом, колпаковая печь может выполнять двойную функцию.
То есть по функциональной характеристике, «кузнецовки» можно разделиться на:
- банные печи;
- печи для приготовления еды (хлебные, варочные, под казан, барбекю, гриль и т.д.);
- камин;
- печи для отопления;
- комбинированный тип.
Самыми распространенными являются именно комбинированные типы с возможностью приготовления еды и обогревом всего дома. Несмотря на возможность вариации стиля и формы, принцип действия колпаковой печи остается неизменным.
Схема движения газов в печи
Чтобы легче было понять основной принцип работы печи Кузнецова, представьте костер, разожженный на открытом воздухе. Из-за неограниченного доступа воздуха к огню, костер дает небольшое тепло. А теперь попробуем этот костер накрыть металлическим колпаком, оставив небольшой просвет снизу, чтобы совсем не загасить пламя. Горячий воздух пойдет вверх, нагревая стенки. Постепенно охлаждаясь, воздух начнет опускать к оставленному проему в то время, как его место занимает новая порция горячего воздуха. Это и есть принцип свободного движения горячих газов, который И.В. Кузнецов успешно применил в своей разработке.
Особенности конструкции
Сегодня в Сети можно найти более 150 разновидностей конструкции, но какой бы формы, стиля исполнения они ни были, все печи построены по одной методике. Конструктор, создавая схему кладки колпаковой печи, ставил перед собой две задачи: продуктивность и эффективность отопительной системы.
Возвести такую конструкцию не так-то просто. Необходимо четко придерживаться разработанной Кузнецовым И.В. порядовки. Изобретатель большую роль и внимание уделяет расположению внутренних каналов колпаковой печи.
Колпак представляет собой отдельную камеру для задержки нагретого газа, что способствует экономии топлива и повышению КПД работы печи.
Стандартная конструкция «кузнецовки» предполагает наличие двух колпаков. Нижний объединен с топочной камерой, а второй колпак находится в верхней части печи. Задача первого колпака – разделить газы на холодные и горячие потоки. Именно это выгодно отличает колпаковую печь от канальной, где нагретый воздух, под действием тяги, свободно выходит наружу. Здесь же, горячий поток газа, выходящий из топки, стремится вверх, где задерживается под первым колпаком и долго аккумулирует тепло.
Дальше, поток стремится через проход во вторую камеру, где тоже задерживается под вторым потолком, так как проход находится у основания. Вследствие этого, горячий воздух, прежде, чем выйти по дымоходу, долго аккумулирует тепло в печи. Это дает высокий КПД – до 95 %. Если сравнить с эффективностью работы традиционной русской печи (канальной), то это больше на 45-50%.
Кроме свободного движения газа, колпаковая печь предполагает и механическое управление потоками. Для этого в конструкции устанавливаются задвижки. Они, по мере необходимости, могут задерживать и перенаправлять горячие потоки. «Летняя» задвижка предназначена для теплого времени года, когда печь используется в качестве варочной поверхности для приготовления еды. Открыв летнюю задвижку, поток горячего воздуха устремится вверх по дымоходу, не заходя под второй колпак.
Колпаковая печь для отопления дома
Двухколпаковая печь
Наиболее распространенный вариант для качественного отопления частного дома — устройство Кузнецова с двумя колпаками.
Его КПД значительно выше за счет более длительного удержания горячего воздуха.
Колпаки из термостойкого кирпича располагаются один над другим с небольшим смещением — вытесняемый из первого колпака воздух сразу попадает во второй, из которого уже уходит в вытяжную трубу.
Размер такой печки имеет прямую зависимость от площади дома, возможна даже постройка с внутренним объемом до 5 куб. м. Топливник обычно занимает всю площадь основания, это помогает увеличить мощность нагрева воздуха в печи.
18ae580d3f50fc0040ae71d956f18099.jpe
Справка. В конструкции двухколпаковой печи часто устанавливают специальные задвижки, позволяющие изолировать второй колпак и снизить теплоотдачу устройства. Это необходимо в более теплое время года, когда уже не требуется большой мощности обогрева.
При использовании задвижек горячий воздух из первого колпака направляется прямо в дымоход.
Каминопечь Кузнецова: порядовка
Каминопечь Кузнецова – это большой накопитель тепла. Кирпичная конструкция, похожая на камин, и тёплая как печь. За счёт своей массы каминопечь обогревает помещение уникальным способом.
Строительство каминопечей сложное дело, но при желании всё можно сделать своими силами. Начинать такой сложный процесс нужно обязательно имея под рукой порядовки. Каминопечь Кузнецова имеет массу достоинств.
- Красота и изящество каменной кладки;
- Эффективность кирпичного нагревателя;
- Незначительный выброс окиси углерода и сажи;
- Длительная поддержка комфортной температуры в доме;
- Экономичность.
Некоторые любители каминов делают их похожими на произведения искусства, украшая их решётками и элементами декора, воспользовавшись услугами кузнеца. Приятное ощущение лучистого тепла, можно почувствовать на себе, если оборудовать свой загородный дом или дачу такой каминопечью.
Строим фундамент для печи: универсальная инструкция
Независимо от модели печи, она нуждается в надежном и прочном основании. Этот фундамент подойдет как для шведки, так и для двухколпаковой модели.
Последовательность обустройства опоры следующая.
Роем котлован глубиной около полуметра.
Котлован под фундамент
Второй шаг
Утрамбовываем дно ямы и засыпаем ее 15-20-сантиметровым слоем песка. Поливаем песок водой и тщательно утрамбовываем.
Пятый шаг
Готовим раствор из части цемента, пяти частей щебенки, трех частей речного просеянного песка и воды. Заливаем таким раствором примерно половину свободного горизонтального пространства котлована. Даем заливке просохнуть.
Шестой шаг
Готовим раствор из части цемента и трех частей песка. Заливаем смесью оставшееся пространство ямы. Верхнюю часть заливки тщательно разравниваем при помощи правила.
Залитый фундамент под кладку кирпичной печки
Виды конструкций с духовым шкафом
Печь Кузнецова
Устанавливается в помещениях с минимальными возможностями в плане площади, при этом дизайн и оформление подбирается в индивидуальном порядке. Особенностью печной системы этого типа является высокий показатель КПД, который для подобных устройств составляет более 80% одновременно с незначительным количеством образованной в процессе работы сажи. Конструкция подходит для размещения в любом участке помещения, предусматривается возможность на размещение сразу нескольких подобных печей. Для топки подходит любой вариант твердого топлива.
Устройство Быкова
Толстостенная конструкция имеет простую схему закладки и прямоугольную форму. Подобный вариант печи предусматривает размещение устройства в 2-х комнатах одновременно. Тем не менее конструкция Быкова в своем строении имеет существенные отличия от колпаковых конструкций. Нижняя область включает 2 газовых канала: восходящий и нисходящий. Верхняя часть имеет форму сита, колпак которого разделяется 5-ю каналами.
Второе тепловая нагрузка
На голых принципах ничего не работает. Чтобы теоретически абсолютно правильная печка хорошо грела, сушила и варила, ее нужно также правильно выполнить в материале. Применительно к колпаковым печам (и особенно – к двухколпаковым) это значит, что тепловая нагрузка на материал должна быть высокой. Сделать колпаковую печь массивной, с толстыми стенками – все равно, что жечь костер в пещере. Чтобы почувствовать тепло, нужно сесть у самого огня, а уж копоти будет…
eb9a96611664c70a0b926656370364e4.jpe
Взгляните на рис. На нем – чертежи и порядовки некоторых печей Кузнецова: банной. отопительно-варочной. двухконтурного водогрейного котла и усовершенствованной русской с лежанкой. Не будучи опытным печником, видно, что материала на единицу выделяемой мощности (500 Вт*кв. м наружной поверхности) в печи Кузнецова идет в полтора-два раза меньше, чем в традиционных. Вообще, любая колпаковая печь «пустее» внутри равной по мощности канальной.
Порядовки некоторых печей Кузнецова
С одной стороны, это хорошо, кирпич-то с кладочным раствором денег стоят. Но с другой – требует тщательнейшей разработки и соблюдения технологии постройки (см. ниже). Тепловая нагрузка, от которой не шелохнется груда булыжника, тонкую кирпичную стенку разрушит уже при разгонной топке.
Для печей Кузнецова важна и строительная механика. Прочность стенки на глиняном растворе при уменьшении ее толщины падает гораздо быстрее, чем на цементно-песчаном. Поэтому фундамент под эти печи нужно выполнять особенно тщательно в точном соответствии с рекомендациями автора. Им же необходимо неукоснительно следовать при постройке.
Примечание: И. В. Кузнецов позволяет свободно копировать свои материалы для себя, для постройки, но возражает против переизданий. Однако картинки на рис. маленькие. Дилетант по ним ничего не соорудит, а мастер знает, где можно взять полноценные чертежи. Поэтому надеемся, что Игорь Викторович простит нам это небольшое заимствование ради пользы дела.
Как сделать кирпичные печи Кузнецова своими руками
В.И. Кузнецовым разработано большое количество проектов печей. Некоторые виды печей можно сделать своими руками. Для этого понадобятся порядовки печей и их чертежи.
Многие, зная о положительных отзывах о печках Кузнецова, а также в целях экономии средств, принимаются за их строительство самостоятельно. Всё конечно получится, но для этого нужно использовать соответствующие материалы и строго следовать порядовкам.
Материалы, используемые для строительства печи Кузнецова:
- Шамотный кирпич;
- Глиняный кирпич марки М150;
- Хорошего качества глина;
- Очищенный песок;
- Металлическая фурнитура.
Для возведения внутренней кладки используют шамотный кирпич. Согласно порядовке, можно рассчитать его количество. Для строительства наружной кладки используют глиняный кирпич, желательно марки М 150. Его количество также рассчитывается с помощью всё той же порядовки. Глину для раствора рекомендуется использовать только хорошего качества. Очищенного песка для кладки используется в два раза больше глины. Можно использовать глинопесчаные смеси, имеющиеся в продаже. На 500 кирпичей понадобится около 0,2 куб. м глинопесчаной смеси. Кроме этого понадобятся колосники, две дверки (поддувальная и топочная), два стальных уголка и пять метров проволоки. Книга Кузнецова «Строим печи и камины: практическое руководство» поможет построить вам нужную конструкцию. В ней представлены все типы и конструкции печей и каминов.
Принцип работы печи
Поддерживаем тепло в доме в соответствии с погодой, печь удобно топить вечером 2-3 часа. Каждая закладка дров – 3-5 поленьев длиной 33 см ограничивается размерами топливника в плане – 38×38 см. При каждой топке сжигаем 12-17 поленьев, за сезон 4 куб.м с учетом бани и печи сжигания мусора.
Основная часть тепла аккумулируется в колпаке, позволяющем круглосуточно сушить мокрые полотенца, промокшую одежду. Перекидной рукав позволяет погреть спину, быстро снять усталость. Печь работает следующим образом: продукты горения (дым) делают 4 поворота:
Схема движения (поворотов) дыма помечена цифрами в кружочках.
1-й поворот – на угол 90 градусов из топливника в колпак; 2-ой поворот – в колпаке дым разделяется на два потока и каждый огибает угол 180 градусов по дуге колпака; 3-й – на угол 90 градусов – правый поток дыма из колпака попадает в перекидной рукав (короткий путь), а левый поток, пройдя под колпаком (длинный путь), тоже оказывается в перекидном рукаве; 4-й – на угол 90 градусов из перекидного рукава в трубу.
Движение дыма в каждом элементе печи разное, и особенно это проявляется в перекидном рукаве, в его дымоходе, который по площади (25×25 см) в два раза превышает предшествующий дымоход колпака. Попав в перекидной рукав, дым там «отдыхает» – падает его давление, скорость, температура и он не торопится входить в трубу – делать последний поворот.
Поэтому в перекидном рукаве имеется трамплин, но и это еще не все. Устойчивая тяга трубы создается нагретым ее основанием и стенками дымохода. Заканчивая прогрев трубы, оставляем в ее основании раскаленные угли, закрываем дверцу мини-камина. Теперь (после длительного простоя) можно растапливать печь.
Высокий КПД печи обусловлен системой дымоходов, размещенных в колпаке. Дымоходы колпака прогреваются с двух сторон, поэтому нагреваются сильнее наружной кладки колпака. При остывании печи колпак дольше иных элементов хранит тепло, т.к. подогревается изнутри кладкой кирпичей внутренних дымоходов. За такое достоинство, как и за лежанку, полагается плата в виде занимаемой на полу площади.
Колпаковая печь занимает 16% площади комнаты (18 кв.м).
Зольник печи, благодаря большой высоте (25 см), позволяет удалять золу в течение месяца 1-2 раза, ее объем (8 л) удобно накапливать или сразу удобрить деревья и кустарники.
Когда печь выходит на нормальный режим работы, то дым из трубы вообще не виден или едва заметен. Иногда для малого прогрева комнаты пользуемся только микрокамином.
За период эксплуатации (14 сезонов) выявлены такие моменты в растопке:
- самое надежное – расколоть на прутики сухое полено из осины годичной и большей давности;
- при отсутствии сухих дров делаем то же самое с влажными дровами и утром складываем их колодцем в прогретую печь. За день топливник высушит содержимое, вечером будет растопка от одной спички;
- лучше газеты для поджога дров подходит береста – верхний тонкий слой кары, даже влажной березы;
- идеально для быстрой растопки подходят щепки сухой осины, ведь не зря из неё изготавливают спички.
Печи Кузнецова устройство и принципы работы, преимущества, вариации, чертежи
Печи Кузнецова хорошо известны не только печникам – они обогревают множество домов в России и за ее пределами. И. В. Кузнецов работает над усовершенствованием печей с 1962 г. и собрал вокруг себя крепкий коллектив единомышленников. В активе команды – более полутораста разработок, охватывающих едва ли не весь диапазон бытовых печей, см. рис.
Некоторые из печей И. В. Кузнецова
Многие хотели бы сложить какую-то из печей Кузнецова своими руками, и эта статья – им в помощь. Но мы не собираемся раскрывать некие потаённые секреты «кузнецовок» – их просто нет. На сайте Игоря Викторовича stove.ru желающие бесплатно найдут огромный массив печной информации: от сведений по конструированию и строительству печей до подробных чертежей и рекомендаций по установке печи в доме и устройстве отмостки вокруг здания с печным отоплением. Не намерены мы также что-то в этой домашне-печной энциклопедии критиковать или поправлять: нам до И. В. Кузнецова по печному делу, мягко говоря, далековато.
Цель настоящей статьи – дать к своду сведений Кузнецова своего рода введение, позволяющее свободнее ориентироваться в исходном материале. Поясним на примере, зачем это нужно.
Допустим, я автомеханик-универсал с большим опытом и хочу передать его другим интересующимся. Автомобиль – штука сложная. Если я начну по ходу изложения отвлекаться, подробно объясняя, что как обкат и кастер (положим, читатели не совсем уж чайники, ездят-то теперь все) влияют на управляемость и путевую устойчивость машины, а диаграмма газораспределения – на расход топлива в зависимости от дорожных условий, и прочее в том же духе, я в конце концов запутаюсь до того, что сам перестану понимать, как работает автомобиль, на котором я езжу. Волей-неволей мне придется излагать материал пусть и «на пальцах», но по-профессиональному бегло.
Однако читать его будет тяжеловато даже таким же, как и я, специалистам, а у дилетанта вообще голова кругом пойдет. Поэтому мне в помощь понадобится некто, кого можно условно назвать «получайником». На самом деле он вовсе не чайник, может сам и подвеску отрегулировать, и толкатели клапанов выставить. Но в данном случае его задача – описать, как вся начинка машины собирается в одно целое, управляемое по принципу: «Рулем рулить, газом газовать, тормозом тормозить».
В автомобилестроении СССР подобная ситуация возникла в конце 50-х – начале 60-х, когда промышленность начала выпуск автомобилей для широкой продажи населению. Тогда вышел в свет супербстселлер того времени – «Как работает автомобиль». Под редакцией не кого иного, как самого главного конструктора легендарной «Победы» А. А. Липгарта.
Информация «от получайника» еще не позволит приступить к работе: она не дает глубоких знаний, которые позволят хотя бы интуитивно прикидывать по ходу дела нужные значения численных параметров. Но она по сути своей фундаментальна: владея ею, профессиональный текст читается уже с пониманием и быстрее. И, если где-то что-то в нем непонятно еще, это уже не вызывает потерянности и метаний, а просто отметку в уме: вот об этом нужно разузнать подробнее.
О печах и печном отоплении правительство пока никаких эпохальных постановлений не принимало. Но их роль в бытовой теплоэнергетике во времена дефицита энергоресурсов несомненна: уже отопительная печь с КПД 70% при массовом использовании даст экономию топлива в масштабе государства, т.к. в проекты новеньких теплоцентралей закладываются потери тепла в магистралях в 35%, и уменьшить их пока нет возможности. Так что с популяризацией печных знаний приходится выкручиваться самому, не будучи ни Липгартом, ни Кузнецовым. Что ж, попробуем.
Практические шаги
В настоящей статье мы затронем только основы практической кладки. Помочь разобраться в вопросе более детально позволит знакомство с видео, которые в избытке имеются в интернете.
Если вы хотите разобраться в вопросе всесторонне и приступить к работе «во всеоружии», рекомендуем приобрести какой-либо учебник по кладке печей. Например, Симаков В.Г. «Печи, камины, барбекю». Москва, ЭКСМО, 2011 год.
На сайте И.В.Кузнецова, в разделе колпаковые печи, чертежи (именуемые порядовками) на печи любого назначения, мощности и комплектации доступны для ознакомления и скачивания без ограничений.
Материалы
Если вы планируете класть печь по одному из существующих проектов, то вам следует получить на неё два документа: спецификацию, в которой перечислены все необходимые материалы в варианте: название материала / марка/ потребное количество/ средняя цена на рынке. Последний пункт требуется уточнять на дату принятия решения о кладке печи.
Как правило, независимо от выбранного варианта будущей колпаковой печи, для её возведения потребуется приобрести:
- Мастику огнеупорную (специальная сухая смесь для кладки шамотного кирпича);
- Огнеупорный кирпич (шамотный);
- Керамический одинарный полнотелый кирпич (от М150 и выше);
- Материалы для приготовления кладочных растворов: цемент, глина, песок;
- Фанера многослойная листовая для опалубки;
- Лист стальной для пола перед топочной дверцей;
- Арматура и армирующая проволока;
- Уголок стальной;
- Брус строганый деревянный;
- Печная фурнитура (задвижки, дверки, вьюшки);
- Фольга металлизированная;
- Варочная панель (если плита отопительно-варочная);
- Решётка колосниковая.
Еще о кругленьких
Круглые печи теоретически вообще имеют массу преимуществ, только в доме не очень-то удобны. Однако немал спрос и на компактные передвижные печи, и вот тут предельно высокий КПД круглых многоколпаковок может оказаться решающим фактором, ведь при уменьшении размеров печи ее КПД резко падает из-за закона квадрата-куба.
Такие печи, разумеется, пришлось бы делать из металла. Это решает проблему чистки, печку можно выполнить разборной. Но выбор металлов, подходящих по соотношению теплоемкости и теплопроводности, крайне ограничен. Из недорогих – только чугун, но он тяжел и хрупок.
Однако есть металлический материал полегче и попрочнее с подобными свойствами. Это – продукция порошковой металлургии. Применительно к ножам-ножницам «порошковая дрянь» вполне оправдано, но для печи, в которой ничего не работает на сдвиг, порошковые детали могут оказаться находкой.
Вторая проблема, о которой уже говорилось – жаростойкая футеровка на своде первого колпака. Если удастся решить и ее, то, возможно, труды и старания Игоря Викторовича Кузнецова дадут плоды более обширные и весомые, чем сейчас кажется.
Особенности банных печей Кузнецова
Широко используемые банные печи из металла обладают несколькими недостатками – малой теплоемкостью , расположением топочной камеры непосредственно в помещении парного отделения что вынуждает загружать топливо непосредственно в помещении парной, а это – неизбежный мусор . Самым существенным недостатком таких печей является нагрев только внутри парного отделения. Предбанник и помывочное отделение остаются не отапливаемыми.
Банные печи « кузнецовки » лишены этих недостатков. Конструкция печи предусматривает ее установку в простенке между парной и помывочным отделением/предбанником.
В помещении парной находится только каменка и кран бака с нагретой водой.
Основное тело печи и дверца топочной камеры расположены со стороны предбанника. Так же бак для воды обслуживается через подсобное помещение. Это позволяет избежать повышенной влажности из-за испарения во время нагрева печи.
Благодаря высокой теплоемкости печь, после окончания помывки, длительное время остается горячей. За счет этого происходит высушивание бани, не остается влажных поверхностей влекущих разрушение древесины, а вода в баке длительное время остается горячей.
Порядовка банной печи по проекту Кузнецова:
Принцип действия печей с двумя колпаками
Секрет эффективности работы данной печи кроется в ее оригинальной конструкции, позволяющей накапливать и сберегать тепло в течение длительного времени. Чтобы понять принцип работы двухколпаковой печи, рассмотрим её конструктивную схему.
После растопки в зимнее время раскаленные дымовые газы поднимаются под свод нижнего колпака, передавая тепло окружающим стенкам и варочной панели. Но в камеру сгорания поступает новый воздух, процесс горения продолжается и выделение горячих продуктов сжигания продолжается, вытесняя под верхом колпака остывшие газы. Те, в свою очередь, опускаются и попадают в вертикальный канал, ведущий в верхний колпак, где двухколпаковая конструкция печи предусматривает повторение предыдущего процесса с выбросом газов наружу через дымоход.
Температура выходящих дымовых газов ниже любой другой печи с плитой, так как они интенсивно отдают свое тепло стенкам печки. По этой причине дымоходы источников тепла данной конструкции требуется защищать от разрушительного воздействия конденсата. После того как протапливание закончено, тепло еще долгое время сохраняется вверху обоих колпаков даже в том случае, если главная задвижка остается открытой. Холодный воздух, поступающий через поддувало, не может подняться под свод колпака и проходит в дымоход по пути, указанному на схеме синими стрелками.
Двухколпаковая варочная печь с плитой позволяет готовить пищу в летнее время благодаря дополнительной задвижке, открывание которой пропускает газы напрямую в дымоходную трубу. Если же задвижку открывать не полностью, то поток продуктов сжигания разделится на два, идущих по разным путям. Таким способом в осенне-весенний период можно регулировать интенсивность прогрева колпаков, то есть, тепловую мощность печки.
Механизм работы
Основные две характерные черты печей длительного горения — эффективная работа и продуктивность. Иначе говоря, коэффициент полезного действия функционирования устройства достигает высоких отметок. Отличия от других печей проявляются в совершенно другой газовой системе, которая продумана более грамотно и рационально. Теплый воздух дольше остается в печи, тем самым обогрев помещения длится больший промежуток времени. Холодные потоки воздуха, наоборот, высвобождаются через дымоход. Свое название отопительные кирпичные колпаковые печи получили за счет того, что нижняя часть устройства и очаг объединяются одним колпаком, который разделяет воздух. Горячий газ поднимается под колпак, тем самым задерживается там и концентрирует тепло.
Схема кладки колпаковой печи намного проще разработана, нежели канальная, поэтому даже у начинающих мастеров редко возникают проблемы с работами
Особенности печи Кузнецова
Поскольку главной целью разработок Кузнецова являлась эффективность и продуктивность (он работал над повышением значения КПД), для этого требовался принципиально новый и совершенный подход.
Из вышесказанного следует вывод: система свободного передвижения газов, созданная этим мастером, более естественна, она оптимизирует работу устройства и равномерный обогрев. Кроме этого минимизируется образование сажи.
Помимо этих преимуществ у печей Кузнецова имеются и другие положительные моменты:
- горение происходит без сажи и дыма;
- прогревание отличается большей равномерностью;
- лучшая отдача тепла;
- необходимость очистки меньше в десятки раз;
- экономичность;
- имеется больше места для размещения стального нагревательного элемента;
- низкий уровень теплопотерь;
- стойкость к появлению трещин;
- возможность менять форму и дизайн конструкции.
Преимущества колпаковой печи
Если сравнивать кузнецовую печь с другими кирпичными аналогами, то она имеет огромную устойчивость к деформации. Она быстро нагревается и при этом долго сохраняет тепло. Даже при неплотно закрытой заслонке, образовавшееся тепло может долго сохраняться в такой печи.
- длительная эксплуатация;
- малое образование копоти и сажи (она практически полностью сгорает, превращаясь в золу);
- КПД – до 80%;
- легкая конструкция, которую можно осилить даже новичку;
- усовершенствованная система нагрева по сравнению с канальным аналогом;
- простая и практичная в уходе – нет необходимости часто ее чистить;
- не трескается;
- универсальность возведения (в доме, квартире, бане и т.д.)
- большой выбор формы и дизайна;
- не нужно брать в расчет высоту дымохода для обеспечения хорошей тяги;
- высокая скорость растопки;
- конструкция позволяет установить большой нагревательный элемент;
- происходит равномерный прогрев печи;
- печь дольше остывает по сравнению со своими кирпичными прототипами.
Устройство печи Кузнецова
В большинстве моделей, которые были придуманы ранее, горячие газы всегда двигались по каналам. Во время их движения конструкция нагревалась, а затем сама остывала. Это движение газов образовывала тяга. При этом корпус прогревался неравномерно, что в итоге приводило к трещинам. Теплообменник помещался в топку, потому что больше для него места не было. Там он напрямую контактировал с огнем и его срок службы быстро иссякал.
Кузнецов использовал для своей модели совсем другой принцип движения газа. Печь имеет колпаки, перевернутые вверх дном. Колпаки можно крепить друг над другом и связать между собой сухим швом, в результате чего по ним начинает проходить газ от одного колпака к другому. Именно из-за этого принципа работы печь Кузнецова еще называют колпаковой.
Совершенствовать свои конструкции И.В. Кузнецов начал в 1962 году, и вокруг него собралось большое количество единомышленников. Многие дачники также хотят создать печь Кузнецова своими руками. Скажем сразу, построить колпаковую печь Кузнецова своими руками можно, но вот многие потаенные секреты единомышленники мастера раскрывать не стали, а, может, их просто и нет.
Стоит отметить, что, благодаря принципу работы печи Кузнецова, есть возможность не только создать отдельное отопление в доме, но еще и получить подачу горячей воды. Для этого колпак с задней стороны необходимо оборудовать стальным теплообменом.
Преимущества колпаковой печи Кузнецова:
- Дымные газы расслаиваются по всей конструкции одинаково после топочной камеры.
- В одной постройке может быть не один, а несколько колпаков. Они помогут достичь больше тепла.
- Колпак находится около топки и в него попадают все угарные газы. Поэтому зола, угарный газ и летучий углеводород, которые в других печах выходят через дымоход, в данном случае догорают под колпаком. Это позволит увеличить теплоотдачу и минимизировать выработку сажи.
- С помощью своей конвекции все продукты, образующиеся в результате горения, не могут выбраться из печи, поэтому отдают ей свое тепло.
- Теплообменник в этой постройке находится в колпаке или снаружи топочной камеры, поэтому он не влияет на температуру огня и не может снизить КПД.
Возведение колпаковой печи
Перед постройкой печи Кузнецова своими руками, необходимо знать некоторые правила:
- Не на всех схемах заметно, что внутренняя кладка огнеупорного кирпича должна производиться на ребро. Керамический кирпич кладётся по усмотрению.
- Связку кирпичей проволокой необходимо делать через каждые 2-3 ряда.
- Производить первую растопку на минимальных температурах. Постепенно увеличивать жар.
- Обработка наружного кирпича огнеупорным составом желательна, но не обязательна.
- Каждый металлический элемент печи должен устанавливаться с учётом возможного расширения при больших температурах.
- До начала кирпичной кладки, нужно проверить кирпич на наличие трещин, сколов и различных других дефектов.
- Основание печи делается отдельно от фундамента здания.
- При порядовке кирпича, между огнеупорным и керамическим кирпичом необходимо оставить небольшой зазор. Эта мера предостережёт кладку от разрыва при температурном расширении.
Порядовка – это набор чертежей, для поэтапного возведения печи. На чертежах изображён каждый ряд кирпичей в подробностях. Вносить поправки в эти схемы категорически не рекомендуется, так как это проверенные работы.
Пошаговое строительство колпаковой печи:
Шаг 1 — фундамент
После выбора схемы будущей печи, необходимо сделать качественный фундамент под неё. Фундамент печи не должен быть соединённым с фундаментом дома. Основание должно быть ровным во избежание дальнейшем деформации постройки. Сам фундамент должен быть на 20 сантиметров выше уровня пола и на 10 сантиметров больше по периметру, чем сама печь. После откапывания ямы и сооружения опалубки, необходимо насыпать песочную подушку около 20 см, закрепить армирующий каркас из металлических прутьев и можно заливать раствор.
Шаг 2 — кладка печи
После полного застывания основания можно приступать к кирпичной кладке. Перед кладкой первого ряда, необходимо постелить на фундамент слой отражающей фольги. Если дом деревянный, то перед фольгой требуется положить лист асбеста.
Порядовки колпаковой печи:
Красным обозначен керамический кирпич, жёлтым – огнеупорный.
Некоторые кирпичи придётся разделять пополам, некоторые стачивать и делать нестандартную форму.
Кладку нужно производить равномерно. Кладка боковых стенок должна происходить справа налево. Во втором ряду устанавливается дверца поддувала и окошко для чистки печи. По окончанию второго ряда можно начинать делать канал для дыма.
Далее укладываются ряды между поддувалом и дверцей печи. В это же время создаются внутренние перегородки. На 5 ряду нужно установить колосник.
Возведение печи по порядовке, несложное задание, однако необходимо всё делать внимательно что бы не допустить ошибку.
Шаг 3 — проверка
После окончания кладки, должно пройти не менее суток, для полноценного застывания раствора. По истечению этого времени, можно провести проверку печи.
Для первой растопки достаточно небольшого количества топлива. Постепенно температуру необходимо увеличивать. Во время такой проверки печь подвергнется обжигу, определиться работоспособность, а так же герметичность.
При обнаружении нарушений герметичности, необходимо как можно быстрее устранить их. При пробном разогревании, температуру требуется поднять до 700-900 градусов.
Особенностью колпаковых печей Кузнецова, является технология “плавающей топки”.
Для такого типа топки используется сухой шов.
Сухой шов – это специальный зазор, который находиться на дне топки возле крайнего угла. Благодаря этому шву, происходит безопасное разделение газа в топке на горячий и холодный.
При кладке граней, можно использовать закруглённый кирпич. Он подойдёт к разным видам интерьера. Ещё один плюс закруглённых краёв заключается в меньшей деформации от физических воздействий.
При выборе материла для теплоотражения, может встать вопрос о покупке рубероида вместо теплоотражающей фольги. Лучше использовать фольгу, вследствие металлической составляющей.
Подводя итоги можно сказать, что печь Кузнецова по готовым порядовкам, сможет сделать человек без опыта. Однако стоит помнить, что строгое исполнение правил и технологий готовых чертежей – прямой залог успеха. Можно изменять размер, но следует помнить о правильной порядовке. Собственные изменения могут привести к разрушительным последствиям.
При появлении определённых сложностей, лучше обратиться к специалистам. Особенно при строительстве печи с 2 и более колпаков.
Колпаковая печь своими руками: порядовка
Колпаковая печь своими руками, чертежи колпаковой печи
дея, заложенная в основу колпаковой печи, была разработана и впервые реализована русским профессором, основоположником отечественной школы теплотехники Владимиром Ефимовичем Грум-Гржимайло. В настоящее время его работы, в части совершенствования конструкций имеющихся и создания новых проектов кирпичных печей, достойно продолжает и развивает Игорь Викторович Кузнецов.
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.
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.
Достоинства рассматриваемой конструкции
Сравнение колпаковых печей с канальными позволяет отметить их значительную устойчивость к возможным деформационным нагрузкам. Изделие требует минимального времени для прогрева и сохраняет тепло очень долго, даже если заслонка приоткрыта.
Подобные печи характеризуются:
- длительными сроками эксплуатации;
- минимальными количествами сажи и копоти. Практически всё это сгорает до состояния золы;
- КПД подобных печей ≥ 80%;
- Технология кладки доступна даже начинающему печнику. Достаточно строго следовать порядовкам;
- Система имеющегося нагрева тела печи превосходит по эффективности аналогичную конструкцию у канальных печей;
- Простота обслуживания. Требует чистки значительно реже иных конструкций кирпичных печей;
- Может возводиться на объектах любого назначения (жилой дом, баня, офис, квартира и т.п.);
- В настоящее время существует свыше ста вариантов чертежей (порядовок) и схем двухколпаковых печей разной конфигурации, объёмов и назначения;
- Не требует специального расчёта тяги и высоты дымохода;
- Требуется минимальное время на растопку;
- Допустима установка значительных нагревательных элементов;
- Тело печи прогревается равномерно (верх/низ);
- Способна долго сохранять тепло.
Кладём колпаковую печь
Чтобы печь, идеальная в теории, хорошо грела на практике, варила и сушила, её требуется правильно сложить и использовать для этого нужные материалы. Это утверждение справедливо вдвойне, когда речь идёт о печах рассматриваемого типа.
В двухколпаковых печах тепловая нагрузка на материалы предельно высокая. Поэтому легко совершить ошибку и выполнить подобную конструкцию с массивными стенами. Огонь в ней гореть будет, а вот вместо ожидаемого тепла получите дым и копоть.
Анализ порядовок печей Кузнецова различного назначения, в основу которых положен 2-ухколпактовый вариант, (отопительно-варочных, для бани, с установкой водогрейного котла двухконтурного и т.д.), позволяет выявить весьма характерную особенность. На единицу Nвыд, равную 500 Вт/м² внешней поверхности материала расходуется меньше почти в 1,5 раза, чем в изделиях традиционных конструкций.
Это имеет как плюс (удешевление конструкции из-за необходимости меньшего количества кирпичей и раствора для кладки), так и минус.
Такие изделия предъявляют высокие требования к разработке и неукоснительного соблюдения всех технологических нюансов ведения кладки.
Так как фактическая тепловая нагрузка, безопасная для толстостенной печи, способна разрушить стенку тонкую уже на стадии разгонной топки.
Строительная механика тоже должна быть близка и понятна печнику, решившему выложить колпаковую печь своими руками.
Простейшее подтверждение данному тезису – прочностные характеристики стенки, выложенной с использованием глиняного раствора, если уменьшается её толщина, падают значительно быстрее, чем у цементной кладки. Это предъявляет повышенные требования к фундаменту подобной печи.
Печник обязан неукоснительно следовать рекомендациям автора порядовки, с которой он работает. Причём, не только при обустройстве фундамента, но далее, на всех остальных этапах кладки печи.
Их первоосновой является плавающая топка. Выкладывается она из огнеупорного кирпича (шамотного). Наиболее востребованными марками являются Ш-5, а также ШБ-8. Остальное тело печи кладётся из кирпича рядового керамического, марок от М150 и выше.
Напомним, плавающей, она называется потому, что:
- Вокруг топливника со всех сторон, либо в строго установленных порядовками местах, формируется сухой шов.
Техника его выполнения следующая. После завершения кладки последнего ряда шамотного кирпича, производится удаление кладочного раствора изо всех швов между ним и керамическим кирпичом.
В образующиеся пустоты вставляются специальные прокладки, которые готовятся из различных типов минерального картона. Чаще всего используются каолиновый и базальтовый.
Возможно использование иных технологий, которые обязательно оговариваются в спецификации, имеющейся на конкретную печь.
- Несвязность модулей. Этот принцип подлежит неукоснительному соблюдению. Шамотный кирпич в любых вариантах не должен вставляться в пазы между керамическим кирпичом (обратное утверждение также справедливо), даже если имеются демпфирующие швы.
Теплоёмкость шамотного кирпича и его ТКР значительно отличаются от тех, которые имеет рядовой керамический кирпич. Поэтому топка, при наличии связи с основным телом печи, просто порвёт кладку уже на стадии растопки.
Именно поэтому требуется выполнять топливник для подобных печей в качестве достаточно компактного модуля, вставленного в гнездо, подготовленное из кирпича керамического. При этом существует ряд технических нюансов обеспечения отведения газов через дымоход.
Весьма важно использовать в работе только материал, поименованный в спецификации к печи, а также указанный в порядовке. Конструкции подобных печей просчитаны и высокотехнологичны. Поэтому замена весьма негативно сказывается на работоспособности готового изделия. В лучшем случае, печь придётся ремонтировать. В худшем, разбирать полностью и выкладывать по-новому.
Практические шаги
В настоящей статье мы затронем только основы практической кладки. Помочь разобраться в вопросе более детально позволит знакомство с видео, которые в избытке имеются в интернете.
Если вы хотите разобраться в вопросе всесторонне и приступить к работе «во всеоружии», рекомендуем приобрести какой-либо учебник по кладке печей. Например, Симаков В.Г. «Печи, камины, барбекю». Москва, ЭКСМО, 2011 год.
На сайте И.В.Кузнецова, в разделе колпаковые печи, чертежи (именуемые порядовками) на печи любого назначения, мощности и комплектации доступны для ознакомления и скачивания без ограничений.
Материалы
Если вы планируете класть печь по одному из существующих проектов, то вам следует получить на неё два документа: спецификацию, в которой перечислены все необходимые материалы в варианте: название материала / марка/ потребное количество/ средняя цена на рынке. Последний пункт требуется уточнять на дату принятия решения о кладке печи.
Как правило, независимо от выбранного варианта будущей колпаковой печи, для её возведения потребуется приобрести:
- Мастику огнеупорную (специальная сухая смесь для кладки шамотного кирпича);
- Огнеупорный кирпич (шамотный);
- Керамический одинарный полнотелый кирпич (от М150 и выше);
- Материалы для приготовления кладочных растворов: цемент, глина, песок;
- Фанера многослойная листовая для опалубки;
- Лист стальной для пола перед топочной дверцей;
- Арматура и армирующая проволока;
- Уголок стальной;
- Брус строганый деревянный;
- Печная фурнитура (задвижки, дверки, вьюшки);
- Фольга металлизированная;
- Варочная панель (если плита отопительно-варочная);
- Решётка колосниковая.
Инструмент
Чтобы иметь возможность выполнить любую технологическую операцию в процессе изготовления кирпичной колпаковой печи мастеру потребуется:
- Электродрель со специальной насадкой, либо миксер строительный;
- Пила дисковая;
- Болгарка ;
- Кусачки и плоскогубцы;
- Кельмы (мастерок);
- Лопата совковая;
- Уровень (лучше лазерный).
У профессионального печника этот перечень значительно длиннее. Здесь перечислен только основной инструмент.
В идеале кладкой печи следует озаботиться на стадии строительства дома. Это гораздо проще, дешевле и эффективнее.
Однако современные технологии позволяют вписать печь в готовый дом. Подобная работа требует больше времени и расходов, а также проведения дополнительных расчётов.
В заключение настоящей статьи предлагаем вам фотоотчёт о кладке двухколпаковой отопительно-варочной печи Кузнецова. С приложением порядовок и вертикальных разрезов.
Возведение отопительной колпаковой печи Кузнецова своими руками
Большой вклад в развитие печного дела внес И.В. Кузнецов, посвятивший практически всю свою жизнь изобретению и совершенствованию большого количества новых конструкций печей. Он целенаправленно трудился над тем, чтобы его разработки эффективно работали и приносили пользу людям.
Усовершенствование спроектированных ранее тепловых конструкций основывается на оснащении их более рационализованными возможностями. Таким образом, у некоторых моделей претерпевала изменения топка, повышалась сохранность тепла, добавлялось определенное оборудование и прочее.
То, что конструкции, созданные Кузнецовым, работают качественно, уже давно доказано их большой популярностью и многими годами эксплуатации. Положительные отзывы о печах Кузнецова мотивируют многих на самостоятельное изготовление бытовых тепловых устройств.
В таком случае можно немного сэкономить, но нужно правильно подбирать материалы и неукоснительно выполнять схему порядовки печей Кузнецова.
Принцип функционирования кузнецовской печи
Кузнецовым был предложен совершенно новый подход к построению печи из кирпича. Как известно, в печах традиционной конструкции имеются каналы, по которым происходит движение горячих газов, нагревающих кирпич. Главным фактором, поддерживающим данный процесс, является тяга.
Такой принудительный метод прогревания корпуса печи характеризуется неравномерностью распределения тепла. Кроме того, он часто приводит к образованию трещин в стенках конструкции.
При строительстве подобной печи, занимающей довольно много места в помещении, используется множество кирпичей.
Возникает вопрос и относительно наличия места для установки теплообменника. Это устройство теряет указанный производителем срок службы, если его разместить в самой топке.
Постоянный контакт с огнем губительно сказывается на прочностных характеристиках теплообменника.
Такое соседство приводит также к ухудшению условий горения топлива, снижению коэффициента полезного действия печи и образованию большого количества сажи.
В сооруженной по кузнецовскому методу печи газы движутся свободно.
Схема работы колпаковой печи Кузнецова
Такая конструкция основывается на установке внутри нее колпаков, представляющих собой сосуды, перевернутые днищем вверх. В некоторых моделях печей колпаки могут иметь верхние отверстия.
Сосуды располагаются в различном порядке, однако основным условием их размещения является наличие между ними вертикальных пустотных щелей, называемых сухим швом. Образованное таким образом пространство шириной до 3 см не заполняют ни теплоизолятором, ни раствором.
Вследствие этого газы свободно движутся, перемещаясь из одного сосуда-колпака в другой.
Чтобы легче представить себе схему работы колпаковой печи Кузнецова, нужно визуализировать в своем воображении костер, разожженный на открытом воздухе.
В результате того, что воздух имеет неограниченный доступ к пламени, от костра идет незначительное тепло, которое сразу же рассеивается в пространстве.
Можно изменить характер процесса нагревания воздуха вокруг костра, если накрыть его колпакообразным сосудом, например, казаном большого размера. При этом внизу важно оставить зазор, чтобы совсем не загасить пламя.
Как результат, горячий газ естественным путем поднимается к днищу казана и ограничивает доступ поступающего снаружи воздуха. После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара.
Такой саморегулирующийся процесс характеризуется возможностью дозировки наружного воздуха и нахождения разогретого газа в сосуде до полного остывания.
Схема работы колпаковой печи Кузнецова
Описанный выше принцип используется в печах Кузнецова, для которых применяются сразу два колпака, соединенные сухим швом.
Такая нестандартная конструкция способствует повышению эффективности передачи достаточного количества тепла от печки в помещение, где она установлена. Горячие газы сначала заполняют собой первый колпак, тем самым нагревая его стенки, а затем, охлаждаясь, уступают место горячему потоку, который поднимается из топки.
Стараясь оптимизировать этот процесс, изобретатель еще на первой его стадии, которая начинается после топливника, решил разделить поток газов в соответствии с их температурой. С этой целью он использовал перегородку для отделения пространства колпака от топки. При этом барьер не достигает дна сосуда.
В результате такого разделения горячие газы сразу же устремляются к своду колпака, а поток более низкой температуры направляется по сухому шву через щель в перегородке. Таким образом, за счет скопления под сводом горячих газов и наличия барьера в первый колпак воздух поступает только в необходимом количестве.
Это способствует полному сгоранию топлива с образованием определенного количества золы.
Аналогичный процесс движения газов происходит и в колпаке, установленном над первым.
Чертеж колпаковой печи Кузнецова
Менее горячие продукты горения размещаются внизу сосуда, а раскаленные газы стремятся к своду и при остывании отдают тепло на кирпичные стенки.
Затем они опускаются вниз и по дымоходу выводятся наружу.
За счет оснащения печи двумя колпаками, в которых происходит естественное нагнетание и движение газов, создание принудительной тяги в дымоходной трубе не требуется.
Разновидности печей
Колпаковые печи Кузнецова, спроектированные в основном с целью использования в быту, сооружаются для выполнения определенных функций. Различают следующие виды таких конструкций:
- варочного типа – для приготовления пищи;
- отопительные – для обеспечения жилого помещения теплом;
- банные печи Кузнецова – для обогрева бань;
- уличные печи имеют вид простых барбекю или целых печных комплексов;
- для выпекания хлеба часто совмещаются с другими видами печей;
- печи-камины, выполняющие скорее эстетическую роль.
Печь колпаковая Кузнецова – порядовка своими руками :
Создание хорошей кирпичной печи – довольно тяжелый труд, это еще и искусство, а также умение мастера. А вот печи Кузнецова известны не только специалистам кирпичного дела, но и множеству владельцев частных домов, где это оборудование создает тепло и уют.
Данные конструкции известны с 1962 года, сегодня они значительно усовершенствованы и обросли более 150 разработками, которые охватили весь диапазон отопительного печного оборудования. Возможно, и вам стоит обратить внимание на данное высокотехнологичное оборудование.
Принцип работы
Печь колпаковая, о которой ведется речь в статье, сконструирована по особому принципу, он предполагает движение горячих газов по каналам. Кирпич нагревается, вследствие этого сами газы охлаждаются. Причём тяга здесь совершенно необходима, ведь благодаря ей возможно движение воздушных масс.
Такой отопительный прибор состоит из отдельных колпаков, которые перевернуты вверх дном. Иногда они располагаются друг над другом, в остальных случаях – один за другим, однако конструкции сообщаются между собой с помощью сухого шва.
Его заполняют теплоизоляцией или раствором, через это пространство газ переходит из одного колпака в другой.
О строительстве фундамента
Колпаковая печь, порядовка которой представлена в статье и должна быть вами изучена перед началом работ, предусматривает наличие фундамента. Его следует установить на твердую поверхность. Вес сооружения будет солидным, поэтому к строительству фундамента необходимо подойти со всей серьезностью. Он должен быть заложен еще при строительстве дома.
Его ширина должна оказаться больше размера отопительной конструкции на 10 см по периметру. Встраивать печь в уже готовый дом будет достаточно сложно, поэтому при таких условиях необходимо обратиться к профессионалам.
Если вас заинтересовали колпаковые печи Кузнецова, порядовка своими руками вами вполне может быть выложена, однако предварительно необходимо заняться основанием, которое при наличии готовой постройки не следует связывать с главным фундаментом.
В этом случае конструкцию может повести в сторону.
Особенности кладки: подготовка материалов
Печь колпаковая, которая описывается в статье, создается из полнотелого глиняного кирпича, который кладется в основу дымохода и корпуса.
Следует выбирать изделия марки М-150 и выше, тогда как размер кирпича должен составить 250 x 120 x 65 мм. Для того чтобы определить количество кирпича для укладки такой печи, необходимо умножить количество рядов на 0,8.
Этого объема будет достаточно для кладки корпуса, учитывая отбраковку и бой.
Для расчёта материала, который лежит в основе дымохода, необходимо действовать по другой схеме. Для начала определяется число кирпичей на один ряд, это число умножается на количество рядов. Для каждой конструкции это значение будет зависеть от высоты здания и габаритов печи. К полученному значению следует добавить 10% на бой, так удастся получить искомое число.
О конструктивных особенностях
Печь колпаковая будет иметь ещё и шамотное ядро. Для его укладки следует использовать кирпич Ш-5, его размеры равны 230 x 114 x 40 мм.
Если вы планируете использовать кирпич марки ШБ-8, то его габариты должны быть равны 250 x 123 x 65 мм. Количество материала высчитывается по схеме.
Важно учитывать, что ядро в таких вещах не будет связано с корпусом, между ними нет точек соприкосновения.
Щель в 6 см будет располагаться между параллельными стенками, а именно шамотным рядом и корпусом. Для упрощения работы по выдержке данного расстояния необходимо выкладывать ядро в самом начале, обернув его картоном соответствующей толщины. Для повышения качества теплоизоляции топки необходимо уложить базальтовый картон или другой теплоизолятор.
Рекомендации по проведению работ
Когда выкладывается печь колпаковая, вы должны учитывать, что керамический кирпич в рядах не будет совпадать по высоте с соответствующим параметром рядов из шамотного кирпича. В этом случае нужно будет осуществить подгонку. Важно выдерживать горизонтальность и вертикальность, отслеживая угол и ширину шва.
На практике вы сможете понять, что размеры керамического кирпича отличаются от стандартного. Однако отклонения могут быть некритичными, при этом можно осуществить корректировку с помощью толщины шва.
При расчётах по этой причине высоту нужно брать с учетом высоты кирпича и толщины шва. Этот параметр составляет 70 мм.
Однако шов не должен оказаться больше 7 мм, именно поэтому следует искать в продаже кирпич нужных размеров и качества.
Для справки
В том месте, где заканчивается укладка шамота, необходимо обустроить компенсационные зазоры, они будут учитывать коэффициент и расширение материала. Их наличие обязательно, так как расширение шамотного кирпича гораздо больше по сравнению с керамическим. Если зазора не будет, то ядро в процессе эксплуатации печи разобьет кладку из-за того, что расширяется сильнее.
Дополнительная информация о величине зазора и внутренних конструктивных особенностях
Колпаковая печь своими руками вами вполне может быть сложена. Для этого важно учитывать величину зазора, высчитывая его по отметкам на порядовке.
Высота стенки из керамического кирпича должна быть рассчитана следующим образом: число рядов нужно умножить на высоту ряда, учитывая толщину шва.
Это позволит получить искомую величину, которая должна оказаться больше высоты шамота на 15 мм. Этот зазор и будет компенсационным.
Образовавшиеся пустоты должны быть заполнены базальтовой каменной ватой, но стоит отказаться от стекловаты, которая обладает температурой эксплуатации больше 1200 °С.
Когда колпаковая печь своими руками выкладывается, внутри могут быть стенки и столбики, толщина первых из которых обычно равна четверти кирпича. При этом изделие обычно укладывается на ребро или плашмя.
Существуют места, где в одном ряду кирпич может располагаться плашмя, тогда как в другом – на ребре. При этом размер следует подогнать, разрезав кирпич.
Рекомендации специалиста
В том месте, где будет располагаться печное литье, важно учитывать некоторые нюансы. Над дверцей топки шамот следует устанавливать на ребро. Если существует перепад высот, то пустоты можно будет заполнить пластинами из шамота.
Между кладкой и металлическими частями должен быть оставлен промежуток 5 мм, он необходим из-за разницы температурных расширений. В зазор должен укладываться теплоизолятор, температура эксплуатации которого составляет 1200 °С и выше.
Для теплоизоляции литья раньше использовались картон или базальтовая вата.
Какой раствор для кладки печи Кузнецова использовать
Если будет выкладываться колпаковая печь Кузнецова своими руками, то необходимо позаботиться о выборе раствора. Кладка корпуса из керамического кирпича осуществляется на основе глиняно-песчаного раствора. Для огнеупорного шамота необходимо подготовить состав, это может быть огнеупорная мастика.
Вымачивать кирпич перед кладкой печи не рекомендуется. Делать это необходимо, лишь когда сырье используется вторично. Сразу после завершения работ конструкция просушивается, даже если вы не планируете ее немедленно вводить в эксплуатацию. Если этой рекомендацией пренебречь, то первые несколько топок будут сопровождаться выделением запаха угара.
Особенности порядовки
Печи колпакового типа выкладываются с учетом наличия канала, который располагается между первым и вторым ярусом. Этот узел должен обустраиваться в четверть кирпича, тогда удастся увеличить длину топки. Верхнее перекрытие колпаков делается на 17-м или 18-м ряду.
Два прохода оставляются на 21-м ярусе, они должны быть вдоль боковых внутренних стенок. Боковые стены должны быть выложены кирпичом, укладываемым на ложок. Двигаться необходимо справа налево. Это позволит видеть кирпичи: два – справа, четыре – впереди и сзади, три – слева.
На втором ряду будет располагаться поддувало и дверки для чистки. Печь имеет удобную конструкцию во внутренней части, благодаря этому можно установить ее в любое место, однако дверки должны располагаться под топкой.
Что касается третьего ряда, то он укладывается по такому же принципу. Когда выполняется колпаковая печь своими руками, порядовка вами должна быть учтена.
В четвертом ряду она должна предполагать уменьшение отверстия, для того чтобы обеспечить падение остатков сгоревшего топлива. В ширину сужение должно быть равно 1,5 кирпича.
В дальнем углу должна находиться перегородка, которая будет соединять нижний и верхний уровни по типу трубы. Следующий ряд укладывается по той же технологии, однако для ободка нужно применить огнеупорный кирпич. Сверху выкладывается колосник.
Шестой ряд станет первым рядом будущей топки. Дымоход будет выходить из неё, направляясь в другое отделение.
В следующем ряду необходимо действовать почти так же, тогда как в восьмом топка накрывается обычным кирпичом, а изнутри выкладывается огнеупорными изделиями.
В десятом ряду используются целые кирпичи, которые лягут в основу внутренней части топки. Решетка из огнеупорных изделий выкладывается на 11-м ряду.
Когда вами выстраивается колпаковая печь для отопления дома, в 12-м и 13-м рядах необходимо убрать решетку, в этом месте появятся два дымохода. В следующем ряду дымоход перекрывается, чтобы сделать его отделением для воздуха.
Можно применить при этом стальную пластину, тогда как кирпич пойдёт на перекрытие нижнего сборника дыма.
Укладка второго уровня
В большинстве случаев описываемая конструкция укладывается по стандартным размерам, однако вы можете подобрать габариты индивидуально. При этом можно добавить пластину-заборник, уложив следующий уровень в 15-м ряду. При этом пластина укрепляется с трех сторон, применить для этого нужно цементный раствор. В центре дымосборника укладывается кирпич, который станет колонной для крышки.
За плитой должна быть пазуха для перемещения продуктов сгорания из сборника дыма. Эту процедуру следует продублировать в следующем ряду. Когда выполняется колпаковая печь для отопления, в рядах с 17-го по 22-й необходимо перекрыть доступ к трубе, через пазуху дым будет выходить наружу.
Для поддержки кирпича паросборника следует использовать стальную пластину, уложив ее на передние стены. Для паросборника специалисты рекомендуют использовать кованые ободки. Здесь же осуществляется перекрытие, а следующий ряд выкладывается по такой же методике. Еще одна ступень должна быть в 23-м ряду.
В этом месте происходит соединение дымохода с трубой для сбора пара. При этом нужно использовать закрытое соединение. Ряды до 24-го укладываются так же, затем можно приступать к укладке трубы, диаметр которой будет равен одному кирпичу. Вся конструкция накрывается крышей, дальше ведется однокирпичная труба.
На этом можно считать, что колпаковая кирпичная печь почти готова.
Заключение
Печь Кузнецова обязательно должна быть разделена между фундаментом и основной кладкой рубероидом.
Некоторые специалисты используют в качестве гидроизоляции слой фольги, которая имеет способность к отражению и сохранению тепла. Теплоотдача конструкции будет зависеть от количества отделений внутри.
Но для сооружения теплой колпаковой печи важно соблюсти ещё и условия объёма, а также порядок кладки.
Изделия для формирования стенок следует предварительно отшлифовать. Лучше порядовку самостоятельно не изменять, однако ряды с 23-го по 27-й можно модифицировать с учетом фантазии, тогда вы получите сооружение уникальной конструкции.
Лучшая в своём роде! Печь Кузнецова, изготовление своими руками: схемы и порядовка
Принцип действия устройств Кузнецова учитывает естественные свойства горячего воздуха и, выделяющихся при сгорании топлива, газов.
Конструкция кирпичной печки отличается тем, что дым удерживается внутри самой печи.
Для этого оборудуется так называемый колпак — топочная камера, представляющая собой закрытый купол, куда поднимается наиболее раскаленный воздух, вытесняя остывающий через нижний боковой отвод.
Фото 1. Схема колпаковой печи Кузнецова, показаны особенности движения газовых потоков в устройстве.
Вентиляционное отверстие под днищем топки обеспечивает постоянный приток холодного воздуха. Из-за того, что раскаленный воздух удерживается в печке как можно дольше, эффективность теплоотдачи увеличивается в три раза по сравнению с другими подобными устройствами.
Добиться таких результатов конструкторы пытались и в случае традиционных печей — для этого разработаны модели с системой дымоходных каналов. В них горячий воздух также задерживается внутри устройства, но удлинение дымохода естественным образом ухудшает вытяжку, поэтому эффективность обогрева вырастает ненамного.
В случае устройств Кузнецова тяга не нарушается, а горячий воздух удерживается не за счет увеличения длины канала. Это происходит благодаря естественным свойствам раскалённых газов подниматься и вытеснять более холодные.
Размеры такого типа печи могут варьироваться в зависимости от необходимой мощности и площади помещения, которое требуется отапливать.
Модели с одним колпаком обычно компактны и подойдут для обустройства небольшого дачного домика.
Двухколпаковая печь
Наиболее распространенный вариант для качественного отопления частного дома — устройство Кузнецова с двумя колпаками.
Его КПД значительно выше за счет более длительного удержания горячего воздуха.
Колпаки из термостойкого кирпича располагаются один над другим с небольшим смещением — вытесняемый из первого колпака воздух сразу попадает во второй, из которого уже уходит в вытяжную трубу.
Размер такой печки имеет прямую зависимость от площади дома, возможна даже постройка с внутренним объемом до 5 куб. м. Топливник обычно занимает всю площадь основания, это помогает увеличить мощность нагрева воздуха в печи.
Справка. В конструкции двухколпаковой печи часто устанавливают специальные задвижки, позволяющие изолировать второй колпак и снизить теплоотдачу устройства. Это необходимо в более теплое время года, когда уже не требуется большой мощности обогрева.
При использовании задвижек горячий воздух из первого колпака направляется прямо в дымоход.
Отопительно-варочный вариант устройства
Особенностью такой конструкции будет измененное расположение первого колпака — он делается выступающим и в его своде устанавливается варочная поверхность, чаще всего из чугуна.
Плита обязательно должна быть цельной, так как из-за конструкции дым не вытягивается из колпака, поэтому будет неизбежно поступать в помещение через разъемные конфорки.
Иногда устанавливают плиту и над вторым колпаком — она не так сильно нагревается и не может служить для приготовления пищи, но будет превосходным средством для сушки овощей, фруктов, грибов и трав. Там часто делают нишу для хранения поленьев и их подсушки перед использованием.
Вам также будет интересно:
Такой вариант почти не отличается от стандартной отопительно-варочной печи, но дополнительно снабжен духовым шкафом, монтирующимся в пространстве первого колпака. Камеру обычно делают из чугуна или особо прочной стали, изнутри футеруют шамотным кирпичом для обеспечения более мягкого жара для выпекания.
Помимо хлебной камеры, часто устанавливают бак для нагрева воды — для этого подходит также область второго колпака. В зависимости от количества дополнительных функций размеры печи будут увеличиваться, она потребует больших затрат на топливо.
Печь Кузнецова для бани
По принципу действия банная печь не отличается от описанных выше вариантов. Но всё же она имеет несколько особенностей:
- в нижний колпак устройства вмонтирован поддон с камнями;
- в устройстве предусмотрен доступ для воды и отверстия для выхода пара;
- обладает более толстыми стенками для максимального прогрева камней и во избежание перегрева помещения.
Чертежи печей
Фото 2. Чертёж и порядовка двухколпаковой печи Кузнецова. Устройство представлено в цельном виде и в разрезе.
Фото 3. Чертёж колпаковой печи Кузнецова. Также устройство оснащено системой дымоходных каналов.
Постройка своими руками, порядовка устройства
Прежде чем браться за выполнение работ, необходимо правильно рассчитать проект устройства, для этого учитываются следующие факторы:
- Мощность печи — зависит от общей площади помещения и качества его теплоизоляции.
- Количество колпаков — в печах Кузнецова их нередко делают три и больше, что значительно увеличивает КПД обогрева, почти не требуя лишнего расхода топлива. Учитывается только изменение массивности устройства.
- Основная функция печи — будет ли прибор использоваться только для отопления или понадобятся дополнительные возможности: приготовление пищи, нагрев воды.
Фото 4. Пошаговая порядовка печи Кузнецова. Также показано устройство в готовом виде с разных ракурсов.
Частый вариант для постройки — двухколпаковая печь с варочной плитой. Она функциональна при довольно компактных габаритах и хорошо подходит для размещения в небольших загородных домах.
Материалы
Внутри области колпаков образуется очень высокая температура, поэтому для кладки прибора подойдет только огнеупорный кирпич и шамотная глина с мелкофракционным песком для кладочного раствора. Смесь собственного приготовления часто рекомендуется заменить готовыми смесями из строительных магазинов — так уменьшается риск того, что колпак растрескается при эксплуатации и потеряет герметизацию.
Для выкладки внешних стен и верхних ярусов достаточно будет обыкновенного керамического кирпича с плотностью М150 и цементного раствора.
При работе нельзя забывать, что укладка обычного и шамотного кирпича в один ряд исключена — они имеют разные показатели расширения и при эксплуатации кладка разрушится.
Помимо материалов для кладки, понадобится приобрести дополнительные элементы — металлические уголки, дверцы и петли, задвижки, варочную поверхность. Все это доступно для покупки в специализированных магазинах. Понадобится армированная проволока для выполнения связывания кладки.
Инструменты
Для выполнения всех типов работ требуется заранее подготовить набор инструментов:
- емкость для приготовления раствора и лопата для его перемешивания;
- печной молоток-кирка для разбивания кирпичей;
- болгарка с отрезным диском по камню;
- плоскогубцы и ножницы по металлу для нарезки проволоки;
- мастерок для накладывания раствора;
- правило для разравнивания;
- защитные перчатки и очки.
Для проверки правильности кладки понадобятся также различные измерительные инструменты: рулетка, строительный уровень, отвесы, шнуры и т. д.
Подготовка места
Сооружение кирпичной печи всегда начинается с оборудования основания. Под кузнецовку подойдет фундамент стандартного типа — глубиной полметра и со сторонами, выходящими за границы периметра будущей кладки на 10 см. Порядок работы:
- Подготавливается котлован, дно на 15—20 см закрывает дренаж — слой песка и битого щебня.
- На хорошо утрамбованный дренаж ставится деревянная опалубка, выступающая над поверхностью на 20 см.
- Фундамент заливается бетонной смесью и оставляется для застывания.
- После правильной закладки фундамента получается ровная площадка, выступающая над поверхностью пола на 10—15 см (зависит от усадки).
Поверхность основания закрывается слоем гидроизоляции (хорошо подойдет рубероид), затем укладывается отражающий слой металлической промышленной фольги. В случае с постройкой кузнецовки жар от печи будет сильнее, чем от обычных приборов, особенно в нижнем ярусе, поэтому фундамент защищают от перегрева.
Соседние с будущим местом расположения устройства стены закрываются термоизоляционным материалом, на пол перед топкой рекомендуется набить металлический лист, чтобы избежать риска возгорания от выпадающих угольков. Заранее рассчитывается местоположение дымохода — его не рекомендуется располагать рядом с коньком крыши.
Выполнение кладки
После того как подготовлен фундамент, начинаются работы по возведению самого устройства:
- Замешивается раствор в приготовленной емкости — перед началом работ глину замачивают на двое суток. Помимо лопаты, для перемешивания эффективным будет использование строительного миксера.
- При выполнении кладки рекомендуется каждый ряд сначала класть на сухую поверхность для точного определения размеров нарезки кирпичей. Первый ряд основания делается сплошным.
- Начиная со второго ряда выкладывается поддувало, а затем область первого колпака. По мере необходимости устанавливаются петли для топочной дверцы. Каждый третий ряд кладки связывается проволокой, нарезанные куски которой закладываются в раствор.
- Внутренняя часть топки выкладывается шамотным кирпичом, наружная — обычным керамическим. Между этими слоями нет связующего раствора, оставляется небольшой зазор. Кирпичи из двух рядов также не должны выступать, пересекаться с соседним слоем.
- Внутри свода первого колпака на опоры из шамотного кирпича устанавливается варочная чугунная поверхность, которая герметично фиксируется раствором.
- После выполнения свода первого колпака, начинается выкладка основания для второго с небольшим смещением (на ширину варочной плиты).
- Выкладывается второй колпак, колонна дымохода, устанавливаются задвижки для изоляции второго уровня в летнее время года.
После выкладки навершия и установки трубы дымохода, готовую печь оставляют на просушку, которая занимает не менее месяца. Первые две недели устройство просушивается при открытых окнах и дверях, начиная с третьей недели производят постепенное протапливание, увеличивая объем топлива, пока он не дойдет до полноценной закладки.
Возможные сложности
Кладка кузнецовки отличается некоторой спецификой, поэтому при отсутствии опыта часто допускаются ошибки:
- Не оставляется зазор между стенами топки и наружными — шамотный кирпич расширяется при нагреве, поэтому может разрушить кладку.
- Не используется проволока для связки кладки — из-за большей степени нагрева стены печи могут растрескаться.
- Не оставлен зазор при установке металлических деталей — также приводит к расширению металла при сильном нагреве и появлению трещин.
- Неправильный прогрев нарушит процесс просушки кладки и приведет к возникновению деформаций, трещин.
- Не проведена правильная термоизоляция стен и перекрытий (в месте установки дымохода) — из-за большой температуры нагрева риск возгораний в случае использования кузнецовки выше, чем у простой печи.
Внимание! Из-за высокой теплоотдачи готовую печь необходимо снаружи покрыть огнеупорным составом, это поможет снизить риски возникновения пожароопасной обстановки, а также улучшить декоративные качества устройства.
Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс кладки печи Кузнецова на заранее залитый фундамент.
После завершения всех работ получается высокоэффективное устройство, идеально отвечающее условиям жизни за городом. Многофункциональность, простота в эксплуатации и ухода будут выгодным дополнением к отличным отопительным качествам.
Благодаря очень высоким температурам внутри топочной камеры, большая часть золы и сажи прогорает, позволяя снизить периодичность чисток.
Одно из достоинств кузнецовки — возможность выбора любого доступного на данный момент твердого топлива: дров, сухих кусков торфа, опилок.
При небольших изменениях конструкции существует возможность установки системы нагрева газом или электричеством. Доступно подключение печи к водяному контуру, что позволит качественно прогревать отдаленные помещения. Несомненным плюсом будет сравнительно невысокая стоимость материалов, возможность выполнить все этапы работ самостоятельно.
Колпаковая печь для теплицы: длительность горения на опилках, порядовка для изготовления своими руками, схема, фото, видео
Колпаковая печь является одной из наиболее распространенных вариаций, которая ничем не уступает канальной конструкции. Подобные изделия раньше чаще всего использовались в промышленных условиях, однако сейчас печки широко применяются и в быту. Такие конструкции быстро прогреваются, а их строение позволяет не тратить много времени на просчет высоты трубки.
С помощью колпаковой печи можно не только отапливать собственное жилище, но и готовить вкусную еду.
Самыми совершенными являются самодельные печи Кузнецова, которые соответствуют всем требованиям для размещения в частных домах.
Подготовительные работы
Колпаковая печь своими руками изготавливается несложно. Прежде всего, понадобится подготовить такие элементы:
- штыковая лопата;
- совковая лопата;
- опалубка;
- песок;
- цементная смесь;
- вода;
- армирующие прутки небольших размеров;
- пленка из полиэтилена.
На начальном этапе нужно подготовить основания для колпаковой печи. Выполнить это можно следующим образом:
- Прежде всего, следует выкопать яму размерами 1,5х1 м. Все стены следует по максимуму разровнять. Глубина котлована — приблизительно 0,8 м.
- На дно понадобится насыпать песок тонким слоем, после чего оставить на несколько дней, чтобы он успел осесть. В таком случае конструкция будет более устойчива.
- Рекомендуется изготавливать опалубку из фанеры. Однако если данного материала нет, но есть какие-либо неиспользуемые доски или старые двери, то можно соорудить конструкцию и из них. На качество материал не влияет. Следует учесть, что основание должно заканчиваться за 2 кирпича до напольного основания. Верхняя часть конструкции должна быть гладкой.
- Для укрепления конструкции лучше использовать прутки маленькой толщины. Печь для теплицы длительного горения имеет небольшой вес, поэтому нагрузки будут небольшими.
- Цементную смесь необходимо заливать не спеша. Рекомендуется перепахивать ее лопатой для того, чтобы убрать весь воздух — это позволит сделать прочную конструкцию. После того как смесь будет залита, ее надо будет оставить для высыхания. На это может уйти примерно 7 дней, однако следует знать, что в некоторых случаях на полное созревание может уйти 22-24 дня. Спешить не нужно, так как чем лучше настоится основание, тем прочнее будет стоять печь колпакового типа.
На следующем этапе можно будет выкладывать печь на опилках своими руками.
Отопление теплицы при помощи кирпичной печи (видео)
Распространенная схема кладки печки колпакового типа
Порядовка подобной печи для отопления частного дома изображена на рис.1 и рис. 2.
Для изготовления колпаковой печи будут необходимы такие элементы:
- перфоратор;
- строительный миксер;
- глиняная смесь;
- вода;
- болгарка;
- обыкновенный кирпич;
- огнеупорный кирпич;
- пластинка из стали;
- колосниковая решетка;
- схема печки на опилках или другом топливе.
Перед выкладкой начального ряда понадобится постелить фольгу небольшой толщины. Данный материал позволяет обеспечивать защиту от потери тепла и перенаправлять поток в нижней части обратно. Материал должен быть большей ширины, чем основание. В конце крайние части фольги надо будет подрезать.
В печке с двумя колпаками топливник располагается в нижней части, что позволяет низу печки для теплицы хорошо прогреваться. В таком случае исключается образование сажи.
Для кладки печи длительного горения лучше всего использовать отшлифованные кирпичи.
Печь на опилках своими руками должна выкладываться исключительно согласно схеме, которая разработана профессионалами. Порядовка колпаковой печи состоит из таких этапов:
- По всей площади печки кирпичи выкладываются равномерно. По бокам стены устанавливаются ложковым методом. Спереди и сзади должно быть видно по 4 кирпича. Правый ряд располагается между крайними элементами переднего и заднего рядов.
- На следующем этапе понадобится смонтировать окно для чистки и поддувало. За счет внутреннего строения печи длительного горения подобного типа можно выбирать любое подходящее место для данных элементов. Следует учитывать лишь то, что чистка должна размещаться под топкой.
- Следующий ряд ничем не отличается от предыдущего.
- Разъем для отходов следует уменьшить до размеров 1,5 кирпича. В крайней части от топки понадобится установить перегородку, которая из данного отсека будет переходить в верхний.
- Следующий ряд выкладывается так же, как и предыдущий. Обод нужно обложить огнеупорным кирпичом. Далее устанавливается колосниковая решетка.
- На следующем ряду устанавливается топка-камин.
- Из топки понадобится вывести дымоход в полкирпича в соседний отсек.
- Следующий ряд ничем не отличается от предыдущего.
- Топку следует накрыть кирпичом, внутри конструкцию нужно обложить огнеупорным кирпичом.
- Этот ряд выкладывается так же, как и предыдущий.
- Топка выкладывается целым кирпичом.
- Из огнеупорного кирпича нужно выложить решетку. Все работы в дальнейшем выполняются в полкирпича.
- Далее надо будет еще раз убрать решетку и смонтировать 2 дымохода.
- Данный ряд выкладывается так же, как и предыдущий.
- Схема печки на опилках предусматривает монтаж боковых кирпичей в полный размер. В воздушном отсеке понадобится перекрыть дымоходы.
- Пластинкой из стали следует плотно перекрыть ход дымохода наверх. Нижний дымосборник нужно выложить из кирпича. Ход наверх должен быть только через канал, который остался при кладке 4 ряда.
На следующем этапе формируется еще один уровень кладки печи длительного горения для обогрева теплицы.
Как сформировать дополнительный уровень кладки печки
Чтобы сделать качественную печь на опилках своими руками, нужна выкладка второго уровня. Будут нужны такие элементы:
- красный кирпич;
- пластинка из стали.
Порядовка второго уровня состоит из следующих этапов:
- Пластинку из стали следует закрепить с 3 сторон. С 4 стороны элемент закрепляется только строительной смесью.
- В средней части дымосборника нужно установить кирпич, которой будет использоваться в качестве упора крыши печки для отопления теплиц. За плитой понадобится сделать пазуху для того, чтобы дым выходил из дымосборника в трубу.
- Схема печки на опилках предусматривает выкладку еще одного аналогичного ряда.
- На данном этапе следует перекрыть доступ к трубке. Дым должен будет выходить через пазуху.
- На передних стенках нужно закрепить пластинку из стали, которая будет поддерживать кирпич под паросборник.
- Из паросборника можно создать вытяжку в ¼ кирпича, остальной потолок следует обязательно перекрыть.
- Для декора можно повернуть ряд тычковой стороной, после чего наполовину удлинить его.
- На данном этапе формируется еще одна ступенька. Дымоходная конструкция и трубка скрепляются закрытым соединением, чтобы снаружи не мог проникнуть дым.
- Этот ряд выкладывается так же, как и предыдущий.
- На трубку следует установить пластинку.
- Из кирпича формируется крыша печи для теплиц.
- На данном этапе нужно будет вывести трубку дымохода диаметром в 1 кирпич.
- Чтобы сделать прочную печь для теплицы своими руками, можно сформировать еще один уровень.
На данном этапе кладка колпаковой печи для отопления теплиц или частных домов завершена.
Колпаковая печь (видео)
В данном варианте схемы кладки печей использовалась фольга, но некоторые предпочитают укладывать рубероид.
Чем больше секций будет изготовлено, тем лучше будет тепловая отдача. Однако следует учесть, что все отделения должны быть большими.
Каждый кирпич перед кладкой понадобится шлифовать. Если пренебречь данным этапом, то ухудшатся характеристики печи для отопления теплиц подобного типа.
Говоря о том, как сделать печь, стоит знать, что все просто. Качественно составленная порядовка способна обеспечить максимальное время движения дыма в печке. Точные размеры конструкции рассчитываются индивидуально. Кладка позволяет создавать дополнительные секции, на которых можно устанавливать лежаки, если это необходимо.
Источник https://veka-slide.ru/remont-i-stroitelstvo/kolpakovaya-pech-s-lezhankoj-poryadovka.html
Источник https://applesakhalin.ru/uteplenie/kolpakovaya-pech-svoimi-rukami-poryadovka.html
Источник