Порядовка и схема строительства колпаковой и двухколпаковой печи Кузнецова своими руками на inbliss.ru

Кузнецов Игорь Викторович (г. Екатеринбург) — специалист по разработке и кладке кирпичных печей Печи Кузнецова известны не только на территории нашей родины, но многим зарубежным специалистам и любителям кирпичных печей. Причем о них не только знают, но и очень часто заказывают проекты. Заказы идут из таких «продвинутых» в печном деле стран как Канада, Финляндия, США, Швеция.

Уникальность печей Кузнецова в том, что КПД некоторых моделей превышает 80%, в то время как лучшие зарубежные проекты дают чуть больше 60%. Такая высокая эффективность использования тепловой энергии, достигается благодаря двум колпакам в одной печи. Колпак – это кирпичный свод закрытый или с отверстием для выхода газов, который поддерживается кирпичными столбиками. Для экономии места, в некоторых моделях печей, второй колпак располагается над первым, соединяются они дымоходом или каналами, по которым движется нагретый воздух.

Такая система позволяет в нижнем колпаке длительное время поддерживать стабильно высокую температуру (900-1200оС), что дает возможность дожигать любое топливо полностью. В печах Кузнецова любое топливо сгорает до золы в любую погоду. При этом сильно манипулировать заслонками нет нужды. Они используются чаще для обеспечения нестандартных режимов работы.

В верхнем колпаке температура значительно ниже (200-400оС), что позволяет устанавливать там теплообменники и баки для воды и камней без риска, что они в скором времени прогорят. Разделение внутреннего пространства печи на две почти изолированные зоны хорошо еще тем, что расход тепла на обогрев воды/камней вверху не делает погоды в нижнем колпаке — там она остается высокой.

Печи Кузнецова. Особенности конструкции движения воздуха

Особенности печи Кузнецова

Печи инженера Кузнецова известны не только на родине, но и во всем мире с 60-х годов прошлого века.

Причем актуальность разработок полувековой давности нисколько не стала меньше, а наоборот — печи Кузнецова все более популярны.

Целью модернизации старинной конструкции русской печи при не столь значительном изменении ее внутреннего устройства было создание отопительного агрегата с более высоким КПД при экономии топлива.

Колпаковые печи — одни из самых распространённых и по характеристикам ничуть не уступают канальным печам.

Данная печка — новейшая разработка в консервативной сфере: монтаже и проектировании печей. Эту печку отличает принципиально новый метод использования горячего газа.

В конструкции стандартного типа движение холодного и горячего газа происходит за счёт тяги воздуха, поступление которого происходит через зольник.

Колпаковая печь по своему принципу очень похожа на работу ракетных печей, где горячие газы движутся не под воздействием тяги дымовой трубы, а благодаря силе тяжести самих газов.

Преимущества и недостатки печи

Преимущества:

высокий показатель коэффициента полезного действия 75-85% (КПД);
топливо сгорает при высоких температурах;
печь работает на всех видах твердого топлива — древесина, каменный и бурый уголь, брикеты и т.д.;
несложность в обслуживании, нет необходимости чистить протяженные каналы (малое образование сажи);
долговечность эксплуатации печи;
эстетичный, оригинальный внешний вид;
высокая эффективность, многофункциональность;
экономичность;
длительное сохранение тепла;
форма и дизайн печей могут варьироваться в зависимости от назначения;
при периодичности топливных закладок в кузнецовку всего два раза в сутки можно иметь тепловой режим в доме, выгодно отличающийся даже от режима квартир с центральным отоплением.
Квартира в многоэтажке имеет более частые температурные колебания, чем частный дом, отапливающийся печью Кузнецова, дающей равномерную тепловую отдачу между топками;
Читайте также: Как выжать из дров максимум: 9 способов продлить горение, увеличить теплоотдачу и сократить расход

совмещение печи Кузнецова и водяного отопления дома несложно и часто применяется на практике.
Внутри топки устанавливают трубчатый теплообменник и соединяют его с трубопроводом отопительного контура. Основной плюс — теплотехника и теплоотдача печи при модернизации остаются неизменны, без малейших снижений эффективности;
конструкция кузнецовки позволяет устраивать невысокие дымоходы, причем снижения тяги при этом не происходит. Данный факт несколько удивляет тех, кто впервые знакомится с конструкцией и работой данных печей;
особенности внутренней конструкции печей Кузнецова позволяют устанавливать агрегат практически в любых помещениях любых размеров, независимо от того, для чего помещение предназначено.
И в кухнях, и в общих комнатах печь выглядит солидно и эстетично, и органично вписывается во многие интерьеры;
самая интересная и необычная в контексте домовой печи особенность кузнецовки: можно не закрывать вьюшку. Эта важнейшая деталь печи и одно из условий безопасной повседневной эксплуатации — для печи Кузнецова нужна только в том случае, если наступает внештатная ситуация.
Дело в том, что когда процесс сгорания топлива подходит к завершению и начинается остывание, тяга в каналах печи перераспределяется самопроизвольно, «автоматом».

Именно печи колпакового типа и стали основой для создания многих бытовых, отопительных и варочных печей нового типа, которые дают значительно лучший эффект при меньшем расходе топлива.

Что можно сказать о недостатках печи.

В техническом отношении их нет, но кое-что учитывать все же нужно.

Печь Кузнецова не может иметь массивных стенок — это свело бы на нет многие из её достоинств. Но при этом она подвергается довольно высоким тепловым нагрузкам.

Поэтому данный агрегат должен быть тщательно рассчитан и выверен на этапе разработки и столь же тщательно, со скрупулёзным соблюдением всех требований технологии, построен. При малейших отклонениях от технического регламента «кузнецовка» получится весьма недолговечной.

Советы по укладке

Чтобы правильно произвести кладку кирпичей во время строительства колпаковой печи своими руками, нужно придерживаться некоторых советов:

Не нужно делать топочную камеру какой-либо частью колпака, потому что топливу для горения нужно определенное пространство, чтобы в конструкции была высокая температура. Если же топка будет частью колпака, то у вас получится обычная русская печь с плохой тягой.
Обжиг нужно делать при минимальной температуре и постепенно увеличивать интенсивность горения.
При максимальной температуре кирпич начинает расширяться, по этой причине шамотный короб, установленный внутри, начинает “подвешиваться”, другими словами, вокруг него появляется пустое пространство.
После того как кладка закончится, нужно на весь кирпич нанести огнеупорный состав.
После каждого второго ряда кирпичей нужно прокладывать стальную проволоку, чтобы усилить связку.
Двери и остальные металлические детали необходимо монтировать так, чтобы они смогли расшириться при высокой температуре. Чтобы отделить кирпич от металла, необходимо создать новую прокладку.

Отопление парников из поликарбоната зимой: варианты обогрева

Колпаковая печь Кузнецова, порядовка которой создана с максимальной точностью поэтапных шагов, бывает не только с одним колпаком, но еще и еще двухколпаковой, что позволяет прогревать помещение большой площадью.

Как видно, простую колпаковую конструкцию можно возвести своими руками, но если вы хотите в своем загородном жилье более функциональную печь, схема укладки которой сложна, то лучше всего прибегнуть к помощи опытных печников. Они сделают свою работу быстро, придерживаясь порядовки, а готовая конструкция прослужит долгое время. Ведь тонкостей и различных нюансов в строительстве постройки Кузнецова много, и это займет некоторое время.

Несмотря на это, можно построить колпаковую печь своими руками с помощью порядовки и схемы. Главное — желание, и тогда печь принесет радость и уют в доме.

Принцип действия печи

В основе лежит принцип свободного движения газов. Для циркуляции воздуха в обычной печи необходимо воздействие внешней энергии, то есть, создания принудительной тяги в трубе.

Когда газы находятся в замкнутом пространстве, при наличии постоянного источника тепла, они под собственной тяжестью разделяются – холодные оседают вниз, горячие поднимаются наверх. При этом в области высоких температур давление растет, а там, где холодно – падает и вырабатывается энергия.

Выходит, турбулентное движение возникает автоматически благодаря законам физики. Это значит, что если грамотно направить конвекционные потоки, то тепловая энергия будет переноситься самими массами газа.

При электрической подаче тепла тяговой трубы не требуется. Если печь отапливается дровами, то неизменно продукт горения должен выходить наружу.

Благодаря хитрой конструкции, он скапливается на последней стадии своего пути, оказываясь как будто под колпаком. Там он снова перегорает, до конца отдавая своё тепло, и затем уже в виде бесполезного газа выводится на улицу, не охлаждая систему. Такие печи ещё называют колпаковыми.

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

Вот почему подобные печи – это инновация в системе печного отопления.

Они сами себя регулируют и, какую бы конфигурацию им ни придавали, они всегда работают по естественному принципу.

Принцип устройства печи довольно прост: нижний ярус и топливник (его еще называют очагом) объединены в единое пространство – колпак, внутри которого и происходит свободное движение горячих газов.

Самые горячие, более легкие, газы перемещаются к верхней части колпака, а «тяжелые» холодные – находятся в нижней. А между ними циркулируют газы, имеющие промежуточную температуру.

Нагретый воздух долго удерживается в печи, передавая жар стенам колпака, а остывший по специальному проходу отводится в дымоход. В колпаке температура горения очень высока. Коэффициент полезного действия подобной печи в три раза выше, чем у традиционной русской.

Экономные печи – результат многолетних разработок

Насущная проблема, которую столетиями решают изобретатели, актуальна и по сей день – КПД или эффективность печи. Эту же цель преследовал И.В. Кузнецов, постоянно совершенствую конструкцию своих изобретений. На своем сайте в интернете автор демонстрирует множество конструкций, имеющих усовершенствования в разных проекциях. Некоторые из них имеют улучшенные теплосберегающие возможности, усовершенствованную топку или дополнительное оборудование.

«Конек» кузнецовок – особая система движения газов, дающая теплому воздуху дольше удерживаться внутри своеобразного колпака, а холодному воздуху дающая быстрый выход через особое углубление. Так, горячий воздух сохраняет тепло, а холодный не успевает охлаждать кирпич, быстро высасываясь через дымоход. Внутри сооружения образуется напоминающая колпак конструкция, которая сочленяет очаг и нижний сегмент.

Такая конструкция дала этим печам название «колпаковые». Как раз этот колпак является разделяющим моментом для газов разной температуры, где горячие поднимаются в колпак и накапливают тепло, задерживаясь там. Благодаря тому, что температура горения увеличивается, КПД колпаковой печи достигает 95%. Это чрезвычайно высокий показатель для кирпичной печи – та же русская печь выдает КПД до 40%.

Разновидности печей Кузнецова

По выполняемым функциям кирпичные печи Кузнецова можно разделить на несколько основных групп:

Отопительные.
Их основная задача – обогрев помещений.
Варочные.
Они используются для приготовления пищи. К этой же группе можно отнести хлебные печи и плиты, приспособленные под казан.

Банные.
Принцип работы банных печей Кузнецова остается неизменным – естественное перемещение газов через два колпака. Другое дело, что здесь присутствует каменка, которую нужно хорошенько прогревать для получения качественного пара.
Разработчиком предложено и по сей день используется оптимальное техническое решение, где каменная засыпка располагается в духовке из жаропрочной стали. Духовка располагается непосредственно над топливником.
Тепловая энергия, аккумулирующаяся в нижнем и верхнем колпаках, используется для подогрева воды и отопления не только помещения парной, но и всех прилегающих комнат. Змеевик для воды устанавливается под первым колпаком таким образом, чтобы его можно было легко отремонтировать или заменить.
Место установки можно определить, изучив чертежи печей.

Камины.
Грили и барбекю.
Комбинированные конструкции, комплексы.
Пожалуй, наиболее востребованными являются отопительно-варочные печи Кузнецова. Они и дом согреют, и голодными не оставят.

Отопительно-варочный вариант наиболее востребован как дачниками, так и жителями сельской местности. Здесь имеет место простая практичность: если огонь уже есть, почему бы не воспользоваться им дополнительно для приготовления пищи.

У Кузнецова также есть такие проекты.

Прежде чем приступать к постройке, убедитесь, что это именно тот вариант, который вы хотите видеть у себя дома.

Подобные печи подразумевают наличие удобного выступа с чугунной поверхностью, с возможностью частичного открытия отверстий для повышения температуры. Также возможно сделать дверцу для казана, по типу старинных русских печей.

Выкладка отопительно-варочных печей требует своего подхода и индивидуальных чертежей.

Колпаковые печи можно возводить практически в любых помещениях. Это может быть квартира, жилой дом, хозяйственная постройка или же баня. Например, для бани колпаковая печь станет идеальной заменой обычной стандартной печки.

Построив данную печь для бани, можно решить сразу несколько проблем. Эта конструкция способна обогреть несколько помещений: мойку и парилку, а также комнату для отдыха. Помимо всего, на печи очень удобно разогревать воду, создавая параллельно пар в необходимом количестве.

В доме можно оборудовать двухколпаковое отопление при помощи печи, данная установка является очень функциональной. Прежде чем возводить такую конструкцию, необходимо тщательно проработать проект.

Систему, которая сжигает сырьевое топливо нужно организовать самым оптимальным способом. В печи необходимо всегда поддерживать правильную температуру, иначе газы, которые образуются после горения могут трансформироваться во вредоносные отходы сажи и смолы.

Кузнецовки: чертежи и их разнообразие

Благодаря основным принципам, используемым при конструировании, появилась возможность добавлять дополнительные функции без увеличения габаритных размеров печи. Основные плюсы и преимущества можно охарактеризовать следующим:

прогрев и отдача тепла происходит равномерно, — нижняя часть печного агрегата нагрета так же, как и верхняя;
размеры варочной панели могут быть различными, — нет жёсткой привязки с конструкцией;
нагнетание жара в колпаковой конструкции ведет к полному сгоранию углеводородов, потому сажи и дыма практически не наблюдается;
очень высокий КПД, вплоть до 95%;
равномерный прогрев оберегает кирпич от растрескивания, а кладку от деформации;
формы могут быть разнообразные, — печники с удовольствием помогают подобрать и разработать подходящую конструкцию;
многие оснащают печки водными контурами для локального отопления своего дома.

Возможность конструировать различные формы и оснащать эти конструкции отопительными контурами позволило расширить их функционал.

Кузнецовка в разрезе

Отопительные варианты, предусматривают узконаправленное применение для эффективного обогрева домов различных размеров и этажностей.
Варочные варианты — используют минимальное количество дров для быстрого приготовления полноценного обеда или ужина.
Банные конструкции отличаются высоким КПД, быстротой нагрева помывочных помещений, а также согрева воды.
Печи-камины, барбекю, грили и коптильни – могут найти своё отражение в печах этого типа.
Комбинированные варианты, — возможность соединить многочисленные функции в одном месте.

Печь Кузнецова своими руками

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, максимальная мощность достигается при правильном расположении.

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

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

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

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

Для выполнения процесса строительства нужно запастись штыковой и совковой лопатой, а также следующими материалами:

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

Этапы строительства:

Начинается все с устройства фундамента. Он должен быть несвязанным с основным фундаментом бани. Его размер на 10-15 см больше предполагаемых размеров печи. Высота фундамента для печи подбирается исходя из высоты фундамента бани: они должны заканчиваться на одном уровне.
Поверх готового основания для печи в два слоя укладывается гидроизоляция (толь, рубероид). Пол вокруг будущей печи должен иметь противопожарное покрытие. Есть варианты: это металлические листы, керамическая или керамо-гарнитная плитка, натуральный или искусственный камень, кирпич и т.п.

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

Чтобы определить нужное количество кирпича для строительства печи, считаем число кирпичей в первом ряду порядовки, умножаем на 0,8 (средний коэффициент заполнения рядов) и на количество рядов.
Этого количества кирпича хватит на печь точно, даже с учетом битых и отбраковки. Для кирпичной трубы нужно добавить по 4-6 кирпичей на каждый ряд.
После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.
Перед началом кладки стоит продумать местоположение дымоотводной трубы внутри помещения и снаружи на крыше, что должно отвечать определенным требованиям. Напомним, что любая печь Кузнецова имеет готовые чертежи, в соответствии с которыми выполняются строительные работы.
Для кладки первых двух рядов используется шамотный огнестойкий кирпич. Для соединения кирпичей готовится специальный кладочный раствор. Не рекомендуется использовать смесь, приготовленную для обустройства фундаментного основания.
После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
Чтобы улучшить тепловую отдачу устройства, рекомендуется установить 4 чистки для каналов – в задней части, в поддувало и по бокам. Размеры чисток выбираются в индивидуальном порядке. На этом этапе проверяется горизонтальность всех поверхностей при помощи уголка.
Со 2-го ряда формируется зольник и поддувало. Эти рабочие камеры предусмотрены для чистки золы и создания необходимой тяги для горения. Кирпичная кладка выполняется в шахматном порядке со швом толщиной 6 мм. Для фиксации кирпичей используется раствор на основе огнеупорной глины.
Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи.
При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом.
При монтаже колосника соблюдаются технологические зазоры в 7 мм между решеткой для колосника и внешней стеной печки. Монтаж решетки выполняется под небольшим углом по отношению к дверке.
Здесь же выполняется установка дверки для топки. При обустройстве камеры сгорания она дополнительно облицовывается шамотным кирпичом, который укладывается ребром. Это обеспечивает надежную защиту внешних стенок печи от воздействия высоких температур.
До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам.
С 17-го ряда устанавливается колпак, после которого можно приступать к обустройству второй камеры, расположенной над первой. Она будет являться вторым колпаком. На этом этапе выполняется перекрытие колпака, а на 21-м ряду обустраиваются проходы, которые направлены вдоль внутренних стен по обе стороны.
Работы проводятся в соответствии с предложенной порядовкой до 26-го ряда, после завершения которого верхняя часть колпака надежно закрывается кирпичной кладкой.

Спустя 24 часа после завершения кладки можно выполнить тестовый запуск печи с добавлением небольшого количества топливного материала. Это позволит проверить готовую конструкцию на герметичность и отсутствие зазоров между кирпичами.
При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.
Топка выполняется из шамотного кирпича, а тело печи из керамического, а это значит, что при нагревании и остывании они ведут себя по-разному. Поэтому сама топка должна быть плавающей, с этой целью вокруг нее делают специальный сухой шов.
Это делается для того, чтобы разные по физическим характеристикам кладки шамотного и керамического кирпича не порвало при эксплуатации. «Сухой шов»: между шамотным и керамическим кирпичом нужно удалить кладочный раствор, а в образовавшуюся пустоту нужно вложить минеральный картон.
Нужно строго соблюсти еще одно правило – выступы из шамотной кладки не должны входить в углубления из керамической кладки, и наоборот. Таким образом, мы получаем абсолютно независимую топку.