2-х колпаковая печь

Отопительные печи Кузнецова: порядовка своими руками

Прежде чем приступать к выполнению работ, необходимо определиться с основной функцией печи. Давайте рассмотрим обычное отопительное оборудование наиболее простой конструкции. Хотелось бы отметить, что вместе с домом желательно сразу строить печи Кузнецова своими руками. Порядовка также может быть возведена и в случае, если здание уже стоит — это, конечно, нежелательно, но возможно.

На первом этапе необходимо подготовить фундамент. Он должен быть выполнен из бетона и иметь ширину на 10-15 см больше, нежели размеры печи. Это одна из наиболее трудоемких работ, которые вам придется выполнять, поэтому в отдельных случаях имеет смысл вызвать специалиста. Фундамент не должен связываться с основанием дома, не забывайте об этом. Также недопустимо его отсутствие, так как полы не выдержат высокой нагрузки

Дальше крайне важно правильно обустроить дымоход на крыше дома. Для выполнения этих работ желательно воспользоваться смехами и советами профессионалов

Давайте же посмотрим, как возводятся печи Кузнецова. Порядовки в своем простейшем исполнении изготавливаются достаточно просто и быстро.

Достоинства и недостатки

Тяга в печи осуществляется за счет пустот внутри

Коэффициент эффективности превышает показатель традиционных печек, у которых он составляет значение в диапазоне 70 – 85%. В конструкциях Кузнецова полностью выгорает сажа, поэтому срок между двумя соседними чистками исчисляется 3 – 4 годами.

Достоинства моделей изобретателя:

• тяга осуществляется за счет пустот внутри (колпаков), а не каналов, поэтому уходит меньше кирпича;
• печи работают на любом топливе, не только на дровах;
• использование короткого дымового канала также экономит средства на обустройство;
• происходит равномерная теплоотдача в течение суток;
• есть возможность обогрева нескольких уровней дома от одного устройства;
• в конструкцию вставляют контуры ГВС и пароводяного отопления, ее совмещают с варочной плитой, лежанкой, духовкой, камином.

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.

Печь Кузнецова, изготовленная из металла

Печи Кузнецова можно устанавливать в небольших по площади помещениях. Чтобы уместить такой агрегат в маленьких комнатах, необходимо уменьшить его габариты. Это приводит к существенному снижению продуктивности, что негативно сказывается на эффективности всей отопительной системы.

Чтобы избавить колпаковую печку от этого недостатка, рекомендуется выполнять ее из металла. В данном случае не желательно использовать чугун. Он не только хрупок, но и довольно тяжел. Предпочтительней сделать корпус агрегата из стали и обработать его порошковой краской. Высокая прочность и надежность колпаковых моделей из стали обеспечивается отсутствием больших нагрузок на сдвиг.

Единственная проблема стальной печи Кузнецова – устройство свода первого колпака. Именно в этом месте собираются отработанные газы, имеющие большую температуру. Сделать футеровку таких печек довольно сложно, особенно если они характеризуются небольшими габаритами. Поэтому кирпичные колпаковые модели никогда не утратят актуальности.

Основа — прежде всего

Именно Кузнецов впервые использовал автоматическое распределение тяги по каналам. Этот метод хорош тем, что угар исключен, поэтому вьюшку можно держать открытой. Система таких дымоходов отличается не только своей уникальностью, но и простотой. Если печи со сложной конфигурацией дымохода обычно имеют КПД порядка 60%, то «Кузнецовки» — 80% и выше. Кроме того, отсюда вытекает принцип свободного прохода газов. Именно поэтому порядовки нередко сравнивают с термоядерными реакторами. Дело в том, что энергия газов, в отличие от газовой вьюшки, не закручивается в вихрь, а сразу же пропитывает печь. Естественно, что выделяемое тепло уходит или на нагрев помещения, или же на ГВС, в зависимости от потребностей.

Особенности колпаковых печей

1. Отличительной чертой печей Кузнецова является изолированный от основной кладки топливник (камера сгорания) которая выполняется из шамотного кирпича. Это обусловлено высокой температурой внутри камеры, которая может достигать 1200 °С . Неравномерное расширение шамотного кирпича и обычного керамического без устройства зазора между топочной камерой и стенкой неизбежно привело бы к растрескиванию печи. Пространство между топливником и стенкой обычно составляет 5 мм. В целях повышения теплоотдачи оно заполняется минеральным уплотнителем: асбесто — или минеральным картоном.
2. Второй особенностью коппаковой печи является наличие «сухого шва» — узкой (20 — 30 мм) щели в стенке топочной камеры, которая заполняется воздухопроницаемым минеральным материалом (минеральной или асбестовой ватой). Сухой шов предназначен для дополнительного притока воздуха в топочную камеру из внутреннего объема печи. Приток нагретого воздуха повышает температуру горения топлива и способствует более экономичному расходованию дров.
3. Еще одной особенностью колпаковой печи является расположение калориферов, водогрейных баков и духовок в объеме второго колпака. Такое расположение исключает непосредственный контакт труб или металлического корпуса дополнительного оборудования непосредственно с открытым пламенем или раскаленными газами. Температура во втором колпаке обычно не превышает 400 ° С , что вполне безопасно для металла.
4. Колпаковая печь имеет относительно короткий дымоход. Его задача – отведение продуктов горения, и только во вторую очередь создание тяги в печи.
5. КПД колпаковых печей некоторых моделей достигает 80% по сравнению с max. 60% для печей других конструкций. Благодаря небольшим размерам топочной камеры расход топлива очень экономичный. Он на 20 — 50% ниже, чем в печах с прямоточным отведением печных газов.

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.

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

Виды

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.

Механизм работы

В процессе закладки печи важно понимать, какими принципами работы руководствуется устройство. Функциональность устройства обеспечивается двумя колпаками. Колпак — специальная печная камера, которая имеет отверстие для выхода и входа соответствующих газовых потоков

Важным конструктивным элементом является то, что печь способная быстро нагреваться, отапливать помещение и при этом долгий промежуток времени сохранять необходимое тепло в доме даже в условиях открытой задвижки. Более того, все продукты, полученные в процессе горения, в свободном доступе покидают печную конструкцию самостоятельно

Колпак — специальная печная камера, которая имеет отверстие для выхода и входа соответствующих газовых потоков. Важным конструктивным элементом является то, что печь способная быстро нагреваться, отапливать помещение и при этом долгий промежуток времени сохранять необходимое тепло в доме даже в условиях открытой задвижки. Более того, все продукты, полученные в процессе горения, в свободном доступе покидают печную конструкцию самостоятельно.

Различают 2 варианта работы конструкции:

Конструкция постройки так продумана, что ее можно использовать в летнем и зимнем режиме.

Летний тип. В жаркое время года, когда необходимость в отоплении помещения отпадает, конструкцию используют исключительно для процесса приготовления пищи

В этом случае важно грамотно воспользоваться системой задвижек, чтобы горячий воздух не попадал в другие отделы печи и не нагревал конструкцию. Зимний тип

При резком похолодании необходимо открыть все задвижки, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение газовых потоков в системе каналов.

Расчёт колпаковой печи

Расчёт размера будущей печи, основывается на теплопотери обогреваемого помещения. Это не простой процесс, которые требует помощи разбирающегося человека.

Для начала необходимо высчитать кубатуру помещения. Размеры берутся по наружному периметру здания. Связанно это с тем, что помещение отдаёт тепло наружной стороной стен. Далее общую кубатуру необходимо умножить на 21.

Почему именно на 21? Это число килокалорий необходимых для прогрева 1метра кубического до 18 градусов при уличной температуре в -30. Однако это не точное число. Оно может варьироваться от 21 до 50.

Полученное число и есть теплопотеря рассчитываемого помещения. Дальнейшим действием будет деление теплопотери на 300. Это число обозначает теплоотдачу квадратного метра печи, именно прогреваемой поверхности. Получившееся число, это внешние габариты будущей печи.

Если приступать к строительству без опыта, то конструкцию внутреннего устройства печи лучше взять из готовых схем, а не придумывать самостоятельно.

Подготовительные работы перед сборкой печи

Перед тем как начать возводить печь необходимо подробно изучить план помещения, где будет стоять печь. Так как она весит достаточно много, фундамент должен быть хорошо укреплён.

Следующая информация поможет правильно и качественно построить печь, чтобы избежать проблем при её дальнейшей эксплуатации.

• Колпак и очаг должны совмещаться сухим швом — размер 2–3 сантиметра. Он необходим для правильного перемещения потоков воздуха. Насыщенные парами воды тяжёлые газы будут перемещаться в очаге, и создавать определённую вибрацию, повышая качество сгорания дров.
• Нельзя объединять топочную с колпаком, так как дрова должны сгорать в определённом объёме. Только так сможет создаваться максимально высокая температура.
• Над топочной камерой должен быть устроен катализатор из огнеупорных кирпичей в виде решётки. Здесь они раскаляются до максимума и дожигают то, что сгорело в очаге.

Если печь будет строиться в деревянном доме, то очень важно оградить стены от сильного перегревания. Для этого на стыках стен и самой печи рекомендуют установить прокладки из огнеупорного материала

Также на стыках печи зазоры, которые будут заполнены огнеупорным материалом, нужны для свободного хода расширения кладки во время её нагревания. Иначе раствор на швах будет давать трещины, и печь будет деформироваться.

Полезные советы мастерам перед началом работы

• Огнеупорная защита внутри печи должна располагаться таким образом, как — будто она зависла в воздухе. То есть она не должна соприкасаться со стенками печи.
• Внутреннюю кладку необходимо устанавливать на ребро. Внешняя кладка делается на усмотрение мастера.
• Проволока нужна для усиления кирпичной связки. Поэтому через каждые 2–3 ряда необходимо её прокладывать, чтобы печь была более прочной и устойчивой.
• После полного высыхания раствора стенки печи надо обработать специальным огнеупорным веществом.
• Пробная растопка должна осуществляться с минимальной возможной температуры, с поэтапным прибавлением жара.

Сушка

Эксплуатировать кирпичные печи непосредственно после их строительства категорически запрещено

Но сушить поверхности важно начинать непосредственно после окончания работ. Для этого не потребуется много сил и времени

Работы проводят в несколько этапов:

• первый, начинается непосредственно после окончания строительных работ. В топочный отсек укладываем максимум 2 кг дров, с уровнем влажности от 20%. Открываем в помещении все двери, окна, задвижки дымохода и поддувала. Зажигаем пламя и закрываем дверцу. Не пугайтесь большому задымлению в комнате. В первый раз испаряется основное количество влаги из материалов и дыма от выгорания остатков смазки и покрасочных материалов с поверхностей металлических деталей;
• второй этап обработки проводится по аналогичной схеме, после остывания поверхностей. Количество дров не увеличиваем.

Третий и последующие этапы сушки проводим в течение 2-3 суток. Так мы добиваемся испарения влаги, если такую обработку не проводить, велик риск деформации печи и сильного задымления комнаты при начале эксплуатации. Если в процессе обнаружится брак в кладке и подсос воздуха, эти места заделываем раствором или герметиком.

Расчёт основных параметров

Для того чтобы правильно построить печь Кузнецова необходимо точно соблюдать разработанную специалистами схему. Мастера, которые имеют большой опыт работы в строительстве таких печей, рекомендуют перед тем, как начать капитальную кладку потренироваться положить её «насухо», если вы делаете это в первый раз.

Если печь будет возводиться на стадии строительства самого дома, то необходимо составлять проект таким образом, чтобы она смогла отапливать сразу несколько помещений.

Фундамент для печи должен быть качественным и иметь обязательно гидроизоляционный слой. Также необходимо учесть, что фундамент дома не должен переходить в основу для печи. Эта конструкция должна иметь собственный фундамент, дающий свою усадку.

Бетонное основание должно быть больше размеров печи примерно на 10 сантиметров со всех сторон. Степень его заглубления будет зависеть от высоты конструкции и грунтового состава, где будет строиться печь. Обычно глубина котлована составляет от 40 до 60 сантиметров. На дно укладывается подушка из песка для гидроизоляции и слой щебня для упрочения постройки. Для формирования боковых стенок устанавливают опалубку из досок.

Схема порядовки колпаковой печи ОВИК-9

• Печь (ОВИК-9) имеет варочную камеру с 2 конфорочной плитой и стальными закрывающимися дверцами.
• Оборудована отдельным вытяжным каналом, который позволяет регулировать температурный режим внутри запертой ниши.
• Может использоваться в качестве духовки, поэтому в стенки встраиваются металлические полозья для противней.

• Двухколпаковая печь может использоваться в «летнем» и «зимнем» режиме. Поэтому летом на ней можно только готовить.

Глубина топки 450х470 мм с сухим швом для расширения кирпича в 2–3 см. Если топочная необходима больших размеров 510х530 мм, то задняя стенка выкладывается не в ½ кирпича, как показано в порядовке, а в ¼ кирпича.

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.

Печь «Кузнецовка»

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