Печи кузнецова порядовка

Схема колпаковой печи Кузнецова

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.

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.

С хлебной камерой

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

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

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:

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

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

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

Материалы

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

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

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

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

Инструменты

Для выполнения всех типов работ требуется заранее подготовить набор инструментов:

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

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

Подготовка места

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

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

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

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

Выполнение кладки

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

1. Замешивается раствор в приготовленной емкости — перед началом работ глину замачивают на двое суток. Помимо лопаты, для перемешивания эффективным будет использование строительного миксера.


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

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

Возможные сложности

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

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

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс кладки печи Кузнецова на заранее залитый фундамент.

Преимущества печей Кузнецова

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.

Источник: ogon.guru

Конструктивные особенности

Все печи Кузнецова (а их, напомним, более 150 образцов) можно разделить по функционалу:

• отопительные;
• варочные;
• камины;
• гриль;
• комплексные.

И хотя самой популярной моделью являются варочные, где предусмотрена функция приготовления пищи, все указанные агрегаты работают по одному и тому же принципу –разделение горячих газов на потоки.

Фото 2 Варочная печь по системе Кузнецова

На фото вы видите печь Кузнецова, сделанную своими руками, где топливник располагается возле самого пола и на всю длину. Получается очень эффективный нижний прогрев с последующим переходом на верхний уровни. Сразу за топливником располагается колпак с нижним выходным отверстием, который и сепарирует горячий газ. Наиболее горячая его часть поднимается вверх, а остывшая, более холодная, оседает на колпак и выходит через отверстие. Такая циркуляция происходит постоянно, пока в топливнике горят дрова.

Так выглядит схема печи с водяным контуром:

Усиление нижнего прогрева повышает уровень комфортности человека. Пол прогревается не только под пятном конструкции, но практически по всему периметру, соответственно, увеличивается площадь теплоотдачи, помещение прогревается быстрее и эффективнее.

Некоторые специалисты пытаются доказать неэффективность подобной технологии, ссылаясь на то, что задерживаемый дым ухудшает тягу. Однако, уже более 50 лет такая конструкция считается самой эффективной. Именно поэтому мастера пытаются сделать печи Кузнецова своими руками, находят  чертежи, консультируются с автором технологии.

Фото 3 Печь системы Кузнецова

Агрегат можно использовать не только для отопления и приготовления пищи, но и для обеспечения горячего водоснабжения. Достаточно на обратной стороне колпака наварить чугунный или стальной теплообменник.

Почему колпаковый метод такой результативный?

1. Дымные газы расслаиваются по температурному признаку за пределами топки.
2. Чем больше колпаков в пределах одной конструкции, тем больше препятствий встречает горячий газ и тем дольше он задерживается внутри.
3. Расположение колпака непосредственно за топкой – горячий газ моментально попадает в колпак и сохраняет высокую температуру. В колпаке собираются одновременно все продукты сгорания, что увеличивает время их переработки и сокращает сажный налет на дымоходе. К слову, именно поэтому самодельные отопительно-варочные печи Кузнецова не нуждаются в частой чистке.
4. Теплообменник также располагается вне топки, соответственно, не забирает часть тепла и не снижает КПД.

Говоря иными словами, продукты сгорания, попадая в колпак (-и) вынуждены отдавать все свое тепло, чтобы выйти оттуда. Нижнее выходное отверстие выпускает наружу только холодный газ, уже отдавший всю свою температуру.

Если речь идет о печи с водяным контуром, то в теле присутствует двойной регистр стальных труб, выдающие мощность 17-63 кВт. Предусмотрены также двухконтурные агрегаты, производящие одновременный с отоплением нагрев воды.

А теперь приступаем к ответственному процессу – делаем печь Кузнецова своими руками, публикуем чертежи, видео, пошаговое руководство.

Подготовительный процесс

Необходимые материалы:

• песок – 150 кг
• кирпич красный полнотелый – 755 штук;
• шамотный кирпич – 65 штук;
• среднефракционная огнеупорная глина – 135 кг;
• чугунная дверца на поддувало (можно изготовить самостоятельно из спаренного стального листа);
• стальная проволока;
• арматура для колосниковой решетки или уже готовый колосник;
• уголок 350х400х400 мм;
• задвижка.

Все кирпичи перед кладкой проверяются вручную, на них не должно быть полых трещин, минимальное количество сколов.

Сделать кузнецовку может даже начинающий мастер, при этом важно соблюдать технологию кладки и порядовку.

Фундамент

Идеальным фундаментом считается связанный с домом, но только в том случае, если дом и печка строятся одновременно. В противном случае следует готовить новый, а не пытаться связать с прежним.

На фундамент укладывается слой битумной изоляции или рубероид, чтобы исключить проникновение грунтовых вод и намокания нижнего ряда.

Сам конструктор рекомендует изготавливать фундамент из силикатных печей полностью по пятну.

Порядовка

Перед тем, как начинать порядовку, необходимо заранее рассчитать расположение дымохода в соответствии с чертежом. Только после этого можно приступать к собственно укладке

Для того, чтобы не ошибиться в количестве рядов и последовательности укладки, посмотрите видео порядовки печи Кузнецова

Видео 2 Порядовка

Пошаговая инструкция

1. Первые 2 ряда выкладываете насухо из шамотного огнеупорного кирпича. Сам конструктор рекомендует делать нижнюю часть толще, но 2 ряда – оптимально для эффективной конвекции. После того, как выложен первый ряд, замеряете углы – они должны быть ровно по 900. С 3-го ряда начинается подготовка траектории дымовых каналов.

2. Со второго ряда начинается подготовка зольника и поддувала. Через эту камеру будет подсасываться воздух для горения, а также удобно убирать золу. Все кирпичи кладутся в шахматном порядке, толщина шва в пределах 5 мм. Кладка – только на глиняный раствор.

3. Делаете внутренние перегородки и стенку из шамотного кирпича между поддувалом и печкой. На 5м ряду монтируете желательно чугунную колосниковую решетку. Толщина колосника зависит от того, какие поленья будут загружаться в камеру.

Для теплового расширения при укладке колосника необходимо оставить деформационный зазор 5-7 мм между решеткой и стенкой. Саму решетку следует монтировать под небольшим углом к дверце, но оставить при этом небольшой порожек, чтобы щепки или горячие угольки не попадали в помещение.

В этом же ряду делаете дверцу для топливной камеры. Топливная камера обязательно должна быть облицована шамотным кирпичом, положенным на ребро. Футеровка – а именно так называется этот процесс – необходима для защиты стенки печи от высокой температуры.

4. На 16-м ряду закрываете полностью камеру, чтобы установить колпак. После чего начинаете выкладывать вторую камеру сразу же поверх первой – это будет уже второй колпак.

5. Далее, следуя порядовке, доходите до 26 ряда, после которого верхнюю часть сплошь закрываете кирпичом.

6. Спустя сутки можно провести первый пробный запуск с минимальным количеством топлива. Это необходимо для проверки наличия сквозных щелей и обжига кирпичей и раствора. Не стоит злоупотреблять количеством дров – конструкция должна нагреться очень медленно и не раскалиться.

На видео представлена подробная инструкция, как сделать печь Кузнецова своими руками:

Источник: www.PortalTepla.ru

История создания колпаковой печи

И. В. Кузнецов – самый талантливый печной конструктор в России. В 60-е годы мастер занялся решением актуальной проблемы: как при наименьшем потребление топлива добиться максимальной теплоотдачи в отопительном устройстве. И вот спустя более пятидесяти лет печи Кузнецова остаются самыми эффективными.

[Фото 1 Небольшое печное устройство Кузнецова.]

На сегодняшний день насчитывается более 150 моделей печей, изобретенных великим конструктором. Коэффициент КПД у большинства устройств не менее 90%. И. В. Кузнецов продолжает создавать новые и усовершенствует старые варианты печей, работая уже с большой командой и открыв свой сайт.

Характеристики устройства

Печные конструкции Кузнецова объединены общим принципом работы, предполагающим перераспределение газов, получающихся в результате сгорания топлива. Образующийся газ, разделяется на две струи: горячую и холодную. Уникальность устройства колпакового вида заключается в следующем: горячий воздух задерживается в устройстве, тогда как холодный, через специальный канал, выводится через дымоотвод.

В рабочем состоянии печь накапливает самую высокую температуру в колпаке, и за счет своих конструктивных особенностей равномерно распределяет тепло, при этом показатели КПД повышаются, достигая 95%.

Важно знать! Классическая модель буржуйки обладает КПД в 40-45%. Это связано с особенностями конструкции: потоки горячего воздуха не задерживаются в печной системе и покидают ее через дымовую трубу. Устройства, сконструированные В. И. Кузнецовым, работают по другому принципу: за счет удержания горячего воздуха в системе, происходит ее эффективное прогревание.

[Фото 2 Принцип действия колпаковой отопительной конструкции, созданной по проектной схеме Кузнецова.]

Некоторые модели печных устройств возводятся с удлиненным дымоходом. В такой конструкции присутствуют попытки найти решение проблемы, связанной с быстрым выведением потоков горячего газа. Но в данном варианте возникает другая проблема – снижение силы тяги, в следствии чего уменьшается и КПД. Задачей же Кузнецова, было увеличить теплоотдачу, при этом не нарушая силу тяги.

Отличительные особенности печей Кузнецова

Печи Кузнецова представлены в различных модификациях, отличающихся функционалом. Такие устройства бывают:

Отопительные. Применяются исключительно в отопительных целях.

Камины. Такие конструкции имеют эстетически привлекательный внешний вид, при этом с неизменно высоким коэффициентом КПД, что свойственно всем печным устройствам Кузнецова.

Хлебные. Такого рода печь имеет духовой шкаф, используемый для запекания, в том числе и приготовление хлебобулочных изделий.

Варочные поверхности. Используются для различных способов термообработки продуктов.

Уличные. Барбекю комплексы или стационарные мангалы.

Комплексные. Совмещают в себе несколько функций в одной конструкции.

Самые востребованные варианты печи – комплексные. Данное устройство укомплектовано различными элементами, предназначенными для отопления помещения и приготовления пищи. В такой модели топливник расположен близко к полу, тем самым
обеспечивая прогревание нижней части, в то время когда потоки горячего воздуха медленно распределяются к верхним отделам, нагревая все устройство в целом.

[Фото 3 Печь-лежанка по проекту Кузнецова.]

За счет специального колпака, расположенного в нижнем выходном отверстии, проводится сепарация горячего потока газа. Процесс происходит по следующей схеме: потоки горячего воздуха, образующиеся на нижнем уровне, поднимаются вверх, нагревая печку, струя холодного – остается в колпаке и выходит через это отверстие. Процедура имеет непрерывный циркулирующий цикл, до полного исчерпания запасов топливных материалов.

Важно знать! За счет прогревания печного устройства в нижней части, происходит прогрев напольного покрытия, охватывающий весь периметр комнаты. За счет этого, обогрев помещения становится более эффективным.

Печь Кузнецова может применятся не только в качестве альтернативы кухонной плите и отопительного прибора, но и для обеспечения водоснабжения горячей водой. С этой целью, на изнанке колпака монтируют чугунный или стальной теплообменник.

Показатели результативности колпакового метода

Высокая эффективность колпаковых печей Кузнецова достигается за счет таких характеристик:

расположения колпака – за камерой топки, именно из-за этого потоки горячего газа моментально попадают в колпак, не теряя в процессе перехода своей температуры;

[Фото 4 Строительный процесс колпаковой печи.]

за счет того, что колпак задерживает весь поток продуктов горения, увеличивается время на их переработку, защищая при этом дымоотвод от копоти. Таким образом печное устройство Кузнецова приобретает еще одно преимущество – процесс очистки проводится намного реже нежели в других печах.

Теплообменник расположен в отдельности от топочной камеры, поэтому он не забирает полученное тепло, что также не снижает показатели КПД.

Совет! От количества колпаков в одной печной конструкции зависят показатели КПД, т.е. чем их больше, тем больше преград у горячего воздуха, следовательно, и его присутствие в печи будет дольше. Поэтому, рост КПД пропорционален увеличению количества колпаков.

Пошаговая инструкция по возведению печной конструкции

Для осуществления кладки, такого рода отопительного устройства понадобится схема.

Материалы, требующиеся для работы:

• Полнотелый красный кирпич – 755 шт.
• Шамотный кирпич – 65 шт.

Для приготовления раствора понадобится:

• Песок – 150 кг.
• Высокодисперсная огнеупорная глина средней фракции – 135 кг.

Совет! Первоначально необходимо произвести проверку каждого кирпича на дефективность. Материал со сколами или трещинами должен быть забракован и заменен.

Укладка фундамента

Любой вид печи необходимо устанавливать на прочное основание. Для фундамента можно выбрать один из вариантов:

• Соединенный с домом. Этот вариант подходит только в том случае, если обустройство печи производится одновременно со строительством дома.

[Фото 5 Укладка основного ряда фундамента.]

Совет! Не стоит совершать попытки по связке фундамента дома с печным, после завершения строительных работ.

• Отдельный.Фундамент делается исключительно для установки печи.

При укладке фундамента необходимо с помощью битумной изоляции или рубероида, защитить его от попадания грунтовых вод.

Возведение печной конструкции

Для того, чтобы приступить к постройке печного устройства, нужно сделать чертежи или воспользоваться готовой схемой. Процесс возведения осуществляют согласно такой порядовки:

• Для получения оптимального уровня термоконвекции, рекомендуется уплотнить ее нижнюю часть. Для этого будет достаточно укладки двух сплошных рядов, не забывая проводить замеры углов.

[Фото 6 Порядовка кирпичной кладки печной конструкции.]

Совет! Для продления эксплуатационных характеристик, каждый четный ряд фиксируется стальной проволокой.

• В третьем ряду производится укладка с отверстием для зольника и поддувала.
• Между печкой и поддувалом, делается внутреннее разделение на секции посредством перегородки и стенки, выполненные из шамотного кирпича.
• В пятом ряду монтируется чугунная колосниковая решетка, с небольшим углом в соотношении с дверцей. Между решеткой и стенкой оставляют люфт диаметром 5 мм.

Совет! Толщина колосниковой решетки должна определяться планируемой нагрузкой, т.е. размером поленьев. В пятом ряду монтируется дверца топочной камеры. Для ее облицовки используют шамотный кирпич (укладка делается методом в четверть кирпича). Весь процесс именуется футеровкой и применяется в целях защиты печных стенок от высокой температуры.

• В 16-м ряду необходимо закрыть топочную камеру, вмонтировав колпак.
• Поверх первой камеры, в 17-м ряду производится укладка второй.

[Фото 7 Каждый укладочный ряд проверяется пузырчатым уровнем.]

• Далее, согласно порядовки, продолжают выкладку. В 26-м ряду, с помощью кирпича, полностью закрывают верх печной конструкции.

Важно знать! Первое использование печи должно осуществляться не раньше, чем через 1 день, по окончанию строительных работ. Проверка должна быть с минимальной загрузкой дров, т.к. в первый раз, устройство должно медленно прогреваться.

За счет высокого показателя КПД, печь Кузнецова вот уже пол века не оставляет лидерских позиций, среди отопительных конструкций.

Ещё больше материалов на сайте компании КаминОчаг – kaminochag.ru. Строим печи и барбекю с 2009 года.

Источник: zen.yandex.ru

Что такое печь Кузнецова и где она используется

Отопительные бытовые печи подразделяют на два типа: канальные и колпаковые. В канальных движение газов по дымоходу происходит под принудительным действием тяги. Проходя по узким каналам внутри массива печи, газ отдаёт тепло в стены и, раскаляя кирпичную кладку изнутри, обогревает помещение. Но неравномерное прогревание печи под действием усиленной тяги изнашивает кладку, появляются трещины. К тому же узкий дымоход выстраивается на большую высоту — это усложняет работу в невысоких зданиях.

Колпаковые печи внутри устроены иначе: с большими полостями в виде перевёрнутых колпаков. Они располагаются или горизонтально, или вертикально друг над другом. И дым покидает топочную камеру за счёт свободного течения: горячий воздух поднимается, ударяясь о колпак, надолго задерживается там, а при постепенном остывании опускается. За счёт циркуляции холодных и горячих потоков тепло не выходит сразу из печи, длительно поддерживая температуру стенок. Степень теплообмена при этом возрастает, так как время контакта горячих газов с теплообменником увеличивается. Коэффициент полезного действия в некоторых моделях превышает 90%.

Рождение систем отопления и обогрева, использующих свободное движение газов, связано с именем выдающегося профессора теплотехники Грум-Гржимайло В.Е., который заложил теоретические основы колпаковых печей в конце 19 — начале 20-го столетия. Далее развитию темы способствовали работы его ученика и последователя, кандидата технических наук Подгородникова И.С. В результате система СДГ (свободного движения газа, в отличие от ПДГ — принудительного движения газа, которое используется в русских печах) была усовершенствована и запатентована Кузнецовым И.В. в Российской Федерации.

Печи используются не только для обогрева помещений, но и в химическом производстве, в металлургии для плавки металлов. Так, например, на крупнейшем сталелитейном заводе в г. Запорожье, наряду с доменными, используются две колпаковые печи. В химической промышленности широко применяются муфельные печи, которые по своей сути являются нагревательными системами со свободным движением газов (СДГ).

Достоинства и недостатки печи Кузнецова

Колпаковые печи — явление в строительстве достаточно новое. Отопление домов такими печами не носит массовый характер. Чаще предпочтение отдаётся традиционной русской печи, проверенной веками. Печи Кузнецова пока не могут похвастать такими сроками эксплуатации. Зато уже сейчас видны явные преимущества новой системы обогрева.

Достоинства:

• высокий коэффициент полезного действия (КПД) — до 95% (для сравнения КПД русской печи в диапазоне от 30 до 60%);
• значительная экономия материалов при строительстве: колпаки — это пустоты, экономия кирпича составляет до 50%;
• укороченный дымоход — экономит материалы и время работы, не требует высоких потолков в здании;
• доступность различных модификаций (многофункциональность): печь может быть совмещена с камином, варочной плитой, сушилкой, лежаком и т.д.
• несложный механизм встраивания для контура водяного отопления и горячего водоснабжения;
• нет жёстких ограничений для дизайна: печь может размещаться в любом месте — в углу, в центре помещения, вдоль стены (существуют многокаскадные конструкции, которые обогревают несколько этажей одновременно из одной топки и с одним дымоходом);
• фундамент под печь в 1,5–2 раза меньше;
• «тело» печи прогревается равномерно, снизу вверх — износ материалов минимальный, тепло удерживается намного дольше.

Дополнительные плюсы в эксплуатации:

• простота обслуживания: чистка печи производится один раз в несколько лет, профилактика не требует специальной подготовки и наличия инструментов;
• используется любой вид топлива — твёрдый, жидкий и газообразный;
• практически отсутствие золы и пепла в зольной камере: все топливные материалы полностью (без твёрдого остатка) сгорают;
• минимальное количество сажи в дымоходе: в трубу попадает «холодный» дым, и конденсат, вызывающий коррозию дымохода, почти не образуется;
• простота эксплуатации: регуляция горения топлива в камере сгорания происходит автоматически (при чрезмерном огне газы из колпака опускаются в топку и притормаживают горение, а при слабой интенсивности пламени возникает дополнительная струя приточного воздуха, которая приводит к усилению горения);
• экономия топлива: высокая эффективность пиролиза позволяет при небольших затратах равномерно обеспечивать помещение теплом.

К примеру, в доме площадью 100 м² достаточно сжигать 5–7 поленьев два раза в день (в целом 15–17 кг) для поддержания температуры +25^оС при наружном морозе -25^оС.

Важные свойства такой печи при эксплуатации: колпак всегда заполнен горячим воздухом, который не позволяет холодным потокам подниматься, прижимая их к нижней части печи. Поэтому несвоевременно закрытая задвижка почти не оказывает влияния на остывание конструкции.

А недостаток у печей Кузнецова всего один — мало мастеров, способных грамотно и со знанием дела воздвигнуть конструкцию. Поэтому стоимость работы высока. Оптимальный вариант — доверить кладку сертифицированному специалисту, прошедшему практическое обучение на авторских семинарах Игоря Кузнецова. Их контакты можно найти на официальном сайте изобретателя.

Там же представлены проекты для частного пользования (если вы решили построить самостоятельно) и множество моделей — от печи с сушилкой до банной, отапливающей одновременно парилку с предбанником в разных режимах. Есть и совмещённые разноплановые варианты для дома, дачи или служебных помещений. Единственное ограничение — нельзя тиражировать модели в сети без ссылки на первоисточник.

Много слышала положительно-восторженных отзывов о чудо-печах Кузнецова. Две из них видела. На вид — замечательная аккуратная и достойная работа. По словам счастливых обладателей этих творений — Новый год на даче им встречать не страшно: и в тепле, и накормлены, при том что дачи-то у них для летнего проживания… К лету обязательно обзаведусь такой же печечкой! Спасибо Кузнецову, живёт на Урале, а тепло его печей всю Московскую (и не только!) область обогревает!

Виды «печей-кузнецовок»

Печи изготавливают из кирпича или металла.
Металлические — для небольших помещений, времянок. Они меньше габаритами и быстро разогреваются. Но и быстрее остывают, так как теплопроводность металла значительно выше, чем у кирпича. Существуют специальные металлические печи круглой формы, имеющие очень высокий КПД.

По своим функциям печи Кузнецова разделяют на следующие типы:

• отопительные;
• варочные;
• барбекю и гриль;
• камины;
• комбинированные печи.

Каждый вид печей приспособлен для конкретной цели и решения определённых задач.

Популярными стали варочно-отопительные комбинированные печи. Они не только согревают дома, но и очень удобны для приготовления пищи. Наличие духового шкафа со стабильной температурой позволяет не только тушить и запекать, но и печь хлеб. Печи с сушильной камерой прекрасно справляются с заготовкой сушёных грибов, фруктов и ягод. Ещё в печь встраивают водонагревающий шкаф, получая тёплую воду для бытовых нужд.

Банные печные устройства обогревают одновременно парилку, воду для мойки и комнату отдыха. Существует, например, банная печь, совмещённая с камином, где готовят пищу на тлеющих углях, а в парильном отделении можно изменять режим влажной бани на режим сауны.

Самой яркой отличительной чертой печей Кузнецова является её универсальность. Печь работает не только от традиционных видов топлива, но и от электричества. В этом случае в топке располагают электронагревательные приборы (ТЭНы).

Фотогалерея: съёмка работы печи Кузнецова тепловизором

У всех моделей распределение тепла по корпусу печи происходит снизу вверх. Но после прекращения топки остывающая печь в течение длительного времени держит тепло как в верхней части, так и в нижней. Благодаря этому, обогрев помещения осуществляется равномерно, без резких перепадов температуры.

Конструкция печи Кузнецова, её отличительные особенности

Отличие колпаковых печей от тяговых заключается в устройстве теплообменника. В традиционном варианте горячие газы из топки до трубы проходят сквозь несколько ходов дымохода, по дороге отдавая часть тепла в кирпичную кладку. Скорость их движения зависит от интенсивности пламени в камере сгорания и тяги, создаваемой печной трубой. КПД при таком устройстве колеблется от 30 до 60%, часть тепла «вылетает в трубу». Тягу регулируют при помощи дверцы поддувала и печной задвижки. Для поддержания тяговой печи в рабочем состоянии необходимо регулярно счищать сажу с дымохода и освобождать зольную камеру от остатков топлива.

У печи Кузнецова внутренняя полость представляет собой свободное пространство, называемое колпаком. Попавшие в него горячие газы, отдают тепло в стены и, остывая, опускаются вниз.

Наглядно представить процесс можно, накрыв горящую спичку стеклянной банкой. Дым от потухшего пламени сначала поднимется вверх, к донышку банки, а, остывая, вдоль стенок опустится вниз. Дым движется без принуждения, как и горячий поток воздуха в печи Кузнецова.

Между колпаками обязательно оставляется «сухой шов» в 2–3 см — это узкое отверстие, через которое происходит перетекание остывающих газов из одного резервуара в другой. Более горячий дым движется иным путём, фактически не пересекаясь с холодными струями. В результате общая теплоотдача становится максимально возможной.

Эффективность работы печи возрастает при выкладке двух и более колпаков. Их расположение не имеет значения: в вертикальной плоскости или горизонтальной. Размеры и формы их могут быть различными. Толщина теплообменных стен выкладывается обычно в один кирпич — так ускоряется передача тепла.

Проекты печей для частного малоэтажного строительства

Создано уже около 150 проектов колпаковых печей, воплощённых в жизнь. Все они прошли испытание временем и успешно работают. Команда единомышленников Кузнецова продолжает разрабатывать новые варианты, совершенствуя действующие. На его сайте выложена полная информация с детальным описанием и рекомендациями по изготовлению печей.

Модели проиндексированы и записаны аббревиатурой. Например, ОВИК обозначает «отопительно-варочная печь Игоря Кузнецова». ОИК — просто «отопительная» и т.д. Каждый проект сопровождается пошаговой инструкцией и наглядной порядовкой, выполненной в программе «AutoCAD»

Заниматься расчётами и вычислениями не нужно: на сайте даны точные замеры и описания готовых проектов. При необходимости можно связаться с Кузнецовым и обсудить условия проектирования с постановкой конкретной задачи.

Печь можно устанавливать в любой дом: новостройку или в уже построенный. Но строительство в готовом доме обойдётся дороже, так как придётся частично разбирать крышу для вывода дымохода. Работы лучше запланировать на тёплое время. Чтобы правильно выбрать место для установки печки, следует помнить о том, что чем ближе она расположена к центру помещения, тем равномернее будет обогрев. В то же время печь располагают ближе к входной двери — удобнее заносить топливо.

Видео: постройка печи Кузнецова с водяным котлом

С наибольшей отдачей тепла работает купольная печь округлой формы. Но если речь идёт о небольшом помещении и радиус окружности печи менее 2 м, возникают осложнения с установкой печного литья — дверок топки, очистных карманов и т.п. Металлические детали, рассчитанные на ровные плоскости, не ставят в полукруглые формы: появятся зазоры и щели, что недопустимо.

Опытный мастер с помощником выкладывает колпаковую печь за 2–3 недели (в зависимости от сложности модели). Процесс неспешный, требует большой аккуратности, подгонка всех деталей должна быть тщательной, с замерами. Новичку же потребуется больше времени, и к этому надо быть готовым до начала работ.

Материалы и инструменты

Для самостоятельного выполнения работ по установке печи потребуется:

1. Кирпичи двух видов: красный полнотелый (марки не ниже М150) и жаропрочный шамотный (ШБ-8).Посчитать их количество можно с точностью до одного, если внимательно изучить порядовку. Но как показала практика, в запасе всегда должны находиться 3–4% от общего количества (на случай брака и боя кирпичей).
2. Песок и цемент в соотношении 3 к 1, либо готовая заводская сухая смесь, расфасованная по мешкам 25–30 кг. На 500 кирпичей — около 0,2 м³ сухой смеси.
3. Чугунное литьё — дверцы топки и зольной камеры, дверцы очистных отверстий, колосниковая решётка, печные задвижки, вьюшки.
4. Проволока для перевязки кирпичной кладки (около 5–7 м), диаметром до 2,5 мм. Перевязка осуществляется через каждые 2 ряда по наружному контуру.
5. Два стальных уголка для перекрытия топочной камеры.
6. Арматурная сетка для фундамента.

Из инструментов необходимы:

1. Мастерок каменщика, молоток, кельма, расшивка.
2. Вёдра или иные ёмкости для замеса раствора.
3. Измерительные приборы: гидравлический или лазерный уровень, отвес, угольник, рулетка.
4. Из электроинструмента большую помощь окажет болгарка и электрическая дрель с миксерной насадкой.

Подготовительные работы перед сборкой печи

Важнейший этап перед возведением печи — закладка фундамента. К его устройству необходимо подходить со всей ответственностью, ибо неверно залитый фундамент может свести на нет все труды — просевшая печь в итоге даст трещины и развалится.

Для того чтобы фундамент соответствовал требованиям нормативов, его линейные размеры должны на 10–15 см превышать размеры печного основания.

Порядок закладки фундамента под печь следующий:

1. Выкапывается приямок в грунте на глубину не менее 0,9 м (на глубину промерзания почвы в холодное время года). Края ямы должны быть по возможности ровными и вертикальными — это предотвратит излишний расход цементного раствора.
2. На дно котлована засыпается чистый песок на высоту не менее 15 см. Строители называют это подушкой. Время усадки подушки — 2–3 суток.
3. Сбивается опалубка из досок и подручного материала. Высота верхней точки опалубки должна совпадать с уровнем пола в доме (минус 2 кирпича, т.е. примерно 13 см).
4. Монтируется арматура. Это может быть металлическая сетка с ячейкой от 50 мм и толщиной прутка от 5 мм и выше. Сетка не должна лежать на дне ямы, а располагается внутри толщи фундамента. Оптимальное место — выход бетона из почвы наружу.
5. Заливается бетонный раствор. В состав может включаться гравий и тяжёлые минеральные добавки. Хорошим практическим дополнением будет гидрофобизатор, предотвращающий впитывание влаги в фундамент в процессе эксплуатации. После заливки верхнюю поверхность выравнивают в горизонтальной плоскости и сразу же устраняют все крупные дефекты, разглаживая мастерком или шпателем.

Время полного высыхания фундамента считается от 20 до 30 суток, в зависимости от погодных условий. Но начинать монтаж печи можно уже через неделю, когда раствор схватится и окаменеет. Идеальный вариант усадки фундамента — один год (полный цикл промерзания и оттаивания грунта).

Один из вариантов сооружения печи Кузнецова своими руками

Перед началом кладки обратите внимание на следующие важные моменты:

• между фундаментом и первыми рядами печи прокладывается гидроизоляционный слой. Это может быть рубероид или фольгированная изотермическая плёнка (фольгой вверх, для отражения тепловой энергии);
• вносить изменения в порядовку крайне нежелательно. Это может привести к неправильной работе печи в дальнейшем. Авторские проекты Кузнецова проверены на практике, что гарантирует качество и сроки службы печей. Единственное исключение составляют ряды сплошного перекрытия, которые в эстетических целях можно видоизменять;
• для лицевой кладки подбираются кирпичи без сколов, трещин и других заметных дефектов;
• резка кирпичей производится при помощи болгарки. Края и плоскости должны оставаться гладкими и ровными: рваная форма недопустима.

Ниже приводится порядовка колпаковой печи И.Кузнецова с комментариями и рекомендациями.

1. Первый и второй уровни выкладываются шамотным жаропрочным кирпичом. При этом применяется печной скрепляющий раствор. Огнеупорный слой предотвратит уход тепловой энергии в фундамент.
2. В дымоходах монтируется четыре очистные дверцы (размеры стандартные) для удобства при обслуживании печи.
3. Колосниковая решётка укладывается на 5 уровне. Одновременно закладываются перегородки между поддувалом, топкой и колпаком.
4. Начиная с 5 ряда до 14, выкладывается топочная камера из шамотного кирпича. Важно помнить, что между шамотными и красными кирпичами кладки необходимо оставлять компенсационный зазор. Это сохранит печь от повреждений, возникающих при термическом расширении материалов.
5. Установка дверей топки и поддувала производится при помощи асбестового уплотнителя.
6. В рядах 17 и 18 перекрытия колпаков имеют сплошную плоскость (за исключением отверстий дымохода).
7. В 21 ряду остаётся два прохода, идущих вдоль внутренней стенки.
8. В 28, 29 и 30 рядах допускаются отклонения в монтаже перекрытий, если нужно оформить необычный внешний вид. При низком потолке в этом месте делаются противопожарные разделки.
9. По мере выкладывания необходимо делать футеровку внутренней поверхности кирпичной кладки (заглаживание стыков производится раствором с добавлением жаропрочного материала).

Перекрытие топки выполняется двумя металлическими опорными уголками. Размеры подбираются в соответствии с нагрузкой, длина плеча начинается от 45 мм.

Следуя точным указаниям порядовки, сложить печь-кузнецовку по силам любому мужчине, умеющему обращаться с камнем и раствором. Главное — соблюдать вертикальные и горизонтальные проекции конструкции.

После окончания кладки печь следует проверить и провести контрольную растопку. Интенсивность первой топки не должна быть высокой. Плавное прогревание корпуса равномерно высушивает цементный раствор по всем направлениям, начиная от зольной камеры до выхода дымоходной трубы наружу.

Видео: проект печи Кузнецова в 3D

Видео: проект печи Кузнецова в 3D (часть 2)

Особенности эксплуатации колпаковых печей

Первое — это автоматический режим горения топлива.
В обычной печи при растопке поддувало рекомендуется открыть на максимальную ширину, чтобы создать большую тягу в печи. Затем, по мере усиления огня в топке, дверцу постепенно прикрывают, чтобы температура пламени несколько снизилась, а тепло в большей степени передавалось в помещение.

В колпаковых печах манипуляции дверцами и печными задвижками не имеют смысла. Интенсивность горения регулируется соотношением объёма колпаков и топочной камеры. Это происходит автоматически, нужно лишь разжечь огонь и заложить необходимое количество дров или другого топлива.

Второе, что приятно поражает — это отсутствие необходимости ежедневных чисток зольника. Любой горючий материал сгорает в печи полностью, без твёрдого остатка. Сажа на стенках печи почти не образуется: в результате пиролиза происходит окисление углерода до состояния угарного (и частично углекислого) газа.

Видео: тестирование печки Кузнецова

Дымоходная задвижка, прикрытая неплотно, не приведёт к выхолаживанию печи: горячие газы будут находиться в куполе до тех пор, пока не отдадут всю тепловую энергию кирпичам.

Итак, сооружение колпаковой печи Кузнецова доступно для всех. Однако, если самостоятельная кладка печи вызывает сомнения, лучше обратиться за помощью к профессионалам. Их участие не только сократит время строительства, но также послужит гарантией в дальнейшей эксплуатации печного агрегата.

Источник: legkovmeste.ru

Конструкция и принцип действия

Выражение «Всё гениальное — просто!» в полной мере касается конструкции купольной печи, которая позволяет реализовать достоинства свободного движения газов. Простейший двухколпаковый агрегат, представленный на рисунке слева, работает следующим образом. Воздух, необходимый для горения дров, поступает через поддувало 1. Топку 2 выполняют в виде сужающегося сопла, благодаря чему удаётся не пропускать наружный воздух сверх меры. В противном случае он будет сразу же уходить во второй колпак, увлекая за собой разогретые газы. Препятствует поступлению тяжёлого холодного воздуха и так называемая газовая вьюшка, которая образуется под куполом. К слову, из-за простой конструкции установившаяся внутри печи атмосфера часто бывает неустойчивой — её срывает тяга со стороны внешнего колпака. Именно поэтому двухколпаковые печи, известные задолго до рождения Кузнецова, не имели популярности.

Принцип действия двухколпаковой печи

Во время активного горения дров не успевшие окислиться кислородом воздуха горючие газы поднимаются под купол 4 внутреннего колпака 3. Там они воспламеняются под действием открытого пламени и высокой температуры. Можно сказать, что под колпаком возникает зона, подобная той, которая образуется в камере дожигания обычной пиролизной печи. Немаловажно и то, что процесс пиролитического горения сам себя регулирует — при очень интенсивном пламени затрудняется отток продуктов сгорания, а соответственно, уменьшается и тяга. Если же пиролизные газы выгорают, то процесс восстанавливается. В это же время не менее важные процессы происходят и под сводом второго колпака. В этой зоне вступают в реакцию оксиды азота и монооксиды углерода (угарный газ), которые в результате реакций распадаются на безопасные компоненты. При правильной работе купольного агрегата в дымоход уходит преимущественно водяной пар и углекислый газ.

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

Идеальным вариантом двухколпаковой печи был бы агрегат круглой формы. В этом случае тело отопительного прибора могло бы выполнять функции верхнего купола. К сожалению, на практике соорудить такой теплогенератор сложно не столько из-за сферической формы, сколько по причине трудностей с обустройством прочисток и люков для их обслуживания. Из-за этого колпаки соединяют между собой широким каналом, который проходит в задней части печи. Эта особенность отражена на схеме, расположенной справа.

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

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

Принципиальная схема простейшей печи Кузнецова

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

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

Расчёт купольных отопительных приборов

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

Если за основу планируется взять одну из существующих конструкций, то потребуется посчитать теплопотери помещения. Для этого определяют его объём, основываясь на габаритах внешних поверхностей стен и потолков. Чтобы упростить себе задачу, можно измерить внутренние размеры и прибавить к ним удвоенные значения толщины стен. Получив кубатуру помещения, умножают её величину на 21 — усреднённое значение тепловых потерь для 1 кубического метра общего объёма. Мощность печи должна быть на 15–20% больше полученных значений.

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

Теперь что касается случая, когда по какой-либо причине ни один из найденных проектов вас не устраивает. Выход один — создать отопительный прибор самостоятельно, основываясь на общих принципах строительства колпаковых печей и способах определения их внутренних размеров по методу пропорций. Всё, что для этого потребуется — правильно определить внешние габариты обогревающего агрегата. Методика расчётов в этом случае также не отличается сложностью. Прежде всего, полученное значение теплопотерь надо разделить на 300 — тепловую мощность, которую можно снять с 1 кв. м внешних стенок печи. При этом берутся в расчёт только активные поверхности, то есть те, которые непосредственно участвуют в теплообмене. Таким способом получают площадь стенок, расположенных выше колосников. Прибавив к ним квадратуру остальных частей печи, получают общую площадь твердотопливного теплогенератора. Его высоту и ширину определяют согласно соотношениям конструкции, взятой в качестве примера.

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

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

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

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

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

Что понадобится для строительства

Сразу отметим, что для строительства печи лучше не брать кирпич, бывший в употреблении. Постоянные температурные перепады и так являются не самыми подходящими условиями для его эксплуатации, а если взять материал с усталостными напряжениями, то не исключено, что через пару-тройку лет стенки печи начнут попросту рассыпаться в труху. Итак, что понадобится подготовить для реализации нашего проекта:

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

Если вы когда-либо выполняли кирпичную кладку, то должны знать, что для этого понадобится:

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

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

Подготовительные работы

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

Варианты размещения дымохода для колпаковой печи

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

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

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

Как соорудить печь при помощи схемы порядовки своими руками

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

Укладку первого ряда ведут всплошную

2. Начиная со второго ряда выводят каналы дымохода и монтируют поддувало. В передней и правой боковой стенке устанавливают дверцы для чистки печи. Важно выставить их рамки по уровню или отвесу, иначе сооружение будет выглядеть неопрятно. Крепление металлических элементов производится при помощи стальной проволоки (лучше оцинкованной), уложенной в кладку. Поскольку металл и кирпич имеют различный коэффициент теплового расширения, то при эксплуатации печи швы, примыкающие к чугунным элементам, будут растрескиваться. Чтобы компенсировать смещение конструкций при нагревании, между печным литьём и кирпичными стенками укладывают слой асбеста или базальтовой ваты толщиной 5–6 мм.

Один из способов обустройства компенсационных швов

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

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

4. Начиная с 5-го ряда выполняют огнеупорную футеровку рабочей зоны шамотным кирпичом, поставленным на ребро. Для его кладки лучше использовать не обычную глину, а шамотную — она не будет выгорать под воздействием высокой температуры. На этом же этапе устанавливают и колосниковую решётку. Здесь же придётся и выполнить первый сухой шов — на порядовке он обозначается синим цветом. Для этого после выкладки шамота в строго отведённых местах глиняный раствор из кладки изымается, а образовавшийся зазор заполняется прокладками из каолинового, базальтового либо другого минерального картона.

Высокотемпературная зона выкладывается шамотным кирпичом

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

Монтаж топочной дверцы

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

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

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

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

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

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

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

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

После того как печь будет сложена, проводят первую растопку. Не следует сразу же загружать топливник по полной — агрегат должен нагреваться неспешно, иначе не миновать появления трещин в кладочных швах. В первые минуты испытательного запуска печь может немного коптить, пока полностью не прогреется её внутренний объём. В дальнейшем выбросы дыма из топливника и поддувала недопустимы, и если они появляются, значит, нарушена технология строительства. После прогрева и обжига печи проверяют её работоспособность в различных режимах, а также обследуют наружные элементы на предмет их герметичности.

Что следует учитывать во время строительства

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

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

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

Учитывая некоторые особенности строительства колпаковой печи, хочется дать несколько простых советов.

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

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

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

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

Источник: www.comfortclub.ru