Кирпичные печи Кузнецова: классификация, варианты, строительство. Колпаковые печи «Кузнецова»: в чем секрет? Печи кузнецова своими руками порядовка

И. В. Кузнецов ещё с 1962 года занялся проектированием печей и посвятил этому большую часть жизни. Он постоянно изобретал новые конструкции и постоянно их усовершенствовал. Печи Кузнецовым разработаны лично и по его собственной технологии. Эта технология чудесно подходит для печей, которыми и сейчас обустраивают современные жилища. Кузнецовские печи хорошо вписываются в интерьер дома и гарантируют качественное обеспечение теплом. С самого начала деятельности, его печам не нужна была реклама, так как положительные отзывы о них распространялись от одного заказчика к другому.

Проекты печей Кузнецова: виды и назначение конструкций

Бытовые печи Кузнецова бывают разными по своему назначению. Если её назначение – приготовление пищи, то это варочная печь . Для отопления помещения используют отопительные печи. В бани устанавливают печи для бань. Для улучшения эстетического вида помещения устанавливают камин (каминную печь).

Существует возможность построить смешанные виды печей. Создают также даже целые комплексы с многофункциональным назначением. Очень большим спросом и популярностью пользуются отопительно-варочные печи И. В. Кузнецова.

Основным показателем, к которому стремился в своих разработках И.В. Кузнецов, он считал повышение эффективности действия печи. Свои печи он дополнял улучшенными свойствами. Одним он устанавливал дополнительное оборудование, другим вносил изменения в топку, третьи обладали повышенным теплосбережением.

Подразделение печей в зависимости от их назначения:

• Варочные печи;
• Печи для отопления;
• Банная печка из кирпича ;
• Просто барбекю или комплексы для улицы;
• Хлебная печь;
• Отопительно-варочные комплексы;
• Каминопечь.

Все эти конструкции доказали своё высокое качество широкой известностью и многолетней эксплуатацией. За всё время деятельности Кузнецовым разработано большое количество проектов печей. Сами проекты и их чертежи предоставлены на сайте В.И. Кузнецова. Отопительные печи Игоря Кузнецова маркируются – ОИК. Порядовки на печи различаются по присутствию букв в аббревиатуре. Если это будет отопительно-варочная печь, то ОВИК, если есть лежанка то, в названии будет буква «Л» и т. д.

Как сделать кирпичные печи Кузнецова своими руками

В.И. Кузнецовым разработано большое количество проектов печей. Некоторые виды печей можно сделать своими руками. Для этого понадобятся порядовки печей и их чертежи.

Перед тем как приступить к строительству любого вида печи самостоятельно, рекомендуем разобраться в принципе работы и особенностях её устройства.

Многие, зная о положительных отзывах о печках Кузнецова, а также в целях экономии средств, принимаются за их строительство самостоятельно. Всё конечно получится, но для этого нужно использовать соответствующие материалы и строго следовать порядовкам.

Материалы, используемые для строительства печи Кузнецова:

• Шамотный кирпич;
• Глиняный кирпич марки М150;
• Хорошего качества глина;
• Очищенный песок;
• Металлическая фурнитура.

Для возведения внутренней кладки используют шамотный кирпич. Согласно порядовке, можно рассчитать его количество. Для строительства наружной кладки используют глиняный кирпич, желательно марки М 150. Его количество также рассчитывается с помощью всё той же порядовки. Глину для раствора рекомендуется использовать только хорошего качества. Очищенного песка для кладки используется в два раза больше глины. Можно использовать глинопесчаные смеси, имеющиеся в продаже. На 500 кирпичей понадобится около 0,2 куб. м глинопесчаной смеси. Кроме этого понадобятся колосники, две дверки (поддувальная и топочная), два стальных уголка и пять метров проволоки. Книга Кузнецова «Строим печи и камины: практическое руководство» поможет построить вам нужную конструкцию. В ней представлены все типы и конструкции печей и каминов.

Принцип действия колпаковых печей Кузнецова: порядовка

Принцип работы печей Кузнецова не сложен. При строительстве печи необходимо все работы производить согласно чертежам, схемам и конечно пользоваться порядовками.

Порядовка для печей Кузнецова – набор чертежей, где мастеру укажут очерёдность выкладки отдельно каждого ряда кирпича.

Все колпаковые печи Кузнецова работают по принципу, предполагающему разделения продуктов горения. Принцип этот заключается в том, что газ, образующийся в результате сгорания топлива, разделяется на два потока: холодный и горячий. Движение газов внутри конструкции печи очень грамотно продумано. Горячий воздух задерживается в печи и долго хранит тепло. Холодный же воздух быстро улетает в дымоход, по специально сделанному углублению. Печь, действующая по этому принципу, называется колпаковая (купольная). Внутри такой печи очаг объединён с нижней её частью и образовывает что-то вроде колпака. Он то и выступает разделителем газов на два потока. Поток горячего воздуха поднимается и задерживается в колпаке, таким образом происходит концентрация тепла.

Достоинства печей Кузнецова:

• Экономичность;
• Длительное сохранение тепла;
• Небольшое сажообразование;
• Нет необходимости частых чисток;
• Возможен выбор разных форм и дизайна.

Высокий показатель КПД (95%) печей Кузнецова – результат принципиально новой разработки и конструктивных особенностей. Для сравнения традиционная русская печка имеет КПД 25-40%. Если у печей Кузнецова есть недостатки, то их немного, и они теряются на фоне достоинств.

Двухколпаковые печи своими руками: помощь специалиста

И.В. Кузнецовым и его единомышленниками разработано и построено огромное количество печей разного назначения. Из всего разнообразия этих конструкций двухколпаковая печь заслуживает чтобы ей уделили особое внимание.

Конструкция двухколпаковой печи Кузнецова проста. Но выполнить её строительство самостоятельно очень непросто. Чтобы избежать ошибок при строительстве, вам нужен настоящий печник и его помощь.

Наличие в конструкции печи нескольких куполов даёт возможность по максимуму использовать энергию топлива. Вызывают особый интерес печи Кузнецова с водяным отоплением . Так называемые кирпичные котлы серии КИК. Двухколпаковая отопительно-варочная печь имеет два автономных режима работы.

Автономные режимы отопительно-варочной печи:

• Летний;
• Зимний.

Двухколпаковая отопительно-варочная печь, устроена так, чтобы тепловая энергия максимально накапливалась и подольше сохранялась. У данной модели есть два автономных режима. В тёплое время года печь используют для процесса готовки. В это время, имеющаяся задвижка, блокирует все другие части конструкции. Горячий воздух туда не поступает и все элементы могут оставаться холодными. Зимой все задвижки открываются, горячий воздух перемещается по каналам свободно. Горячие воздушные массы длительное время находясь внутри, прогревают кирпичные стены и выходят через дымовую трубу.

Каминопечь Кузнецова: порядовка

Каминопечь Кузнецова – это большой накопитель тепла. Кирпичная конструкция, похожая на камин, и тёплая как печь. За счёт своей массы каминопечь обогревает помещение уникальным способом.

Основным отличием каминопечей от других отопительных конструкций является способность накапливать тепло. Тепло сохраняется в массе конструкции, а потом медленно отдаётся в помещение.

Строительство каминопечей сложное дело, но при желании всё можно сделать своими силами. Начинать такой сложный процесс нужно обязательно имея под рукой порядовки. Каминопечь Кузнецова имеет массу достоинств.

Преимущества каминопечей:

• Красота и изящество каменной кладки;
• Эффективность кирпичного нагревателя;
• Незначительный выброс окиси углерода и сажи;
• Длительная поддержка комфортной температуры в доме;
• Экономичность.

Некоторые любители каминов делают их похожими на произведения искусства, украшая их решётками и элементами декора, воспользовавшись услугами кузнеца. Приятное ощущение лучистого тепла, можно почувствовать на себе, если оборудовать свой загородный дом или дачу такой каминопечью.

Отопительно-варочные печи Кузнецова (видео)

Издавна профессия печника была уважаема и востребована. Народные умельцы даже, не имея соответствующего образования, сооружали печи отличного качества. Одним из них был Гнусин Д.Е. Родился он в 1862 году в Ярославской губернии. Паровентиляционные печи Гнусина Д.Е. отличались большой экономичностью.

Печи, созданные по проектам Игоря Кузнецова, в настоящее время являются одними из самых эффективных среди всех существующих конструкций. Вот уже полста лет такими печами пользуется огромное количество людей не только в нашей стране, но и за её пределами. Построить своими руками такую печь в своём доме или на даче можно, если придерживаться рекомендуемой схемы кладки определённой модели.

Что такое колпаковая печь Кузнецова и где она используется: достоинства и недостатки

Кузнецов начал разрабатывать проекты различных видов печей ещё в середине прошлого века. За все время своей работы он создал более 150 вариантов конструкций печей различного предназначения.

Колпаковая печь Кузнецова

Самые популярные проекты печей:

На самом деле разновидностей печей Кузнецова намного больше, так как существует возможность строительства смешанных видов.

Основным показателем работы печи является повышение КПД (коэффициента полезного действия). Именно к этому и стремился Игорь Кузнецов, создавая колпаковые печи. В зависимости от своего предназначения мастер оснащал их улучшенными функциями и возможностями. Одни печи получили повышенную степень теплосбережения, другие новую усовершенствованную топку, а третьим обеспечили длительный срок службы.

Благодаря грамотной разработке проектов колпаковых печей, раскалённый воздух задерживается в них намного дольше, чем в обычных конструкциях, а охлаждённый быстро уходит в трубу дымохода по специальному углублению. Такое название они получили за счёт того, что внутри печи создаётся своего рода «колпак», который соединяет две части конструкции - нижнюю часть и топку. Также он разделяет газы на горячие и холодные.

Хлебная колпаковая печь Кузнецова

КПД колпаковых печей достигает 95%, в то время как обычные печи имеют только от 25 до 40% эффективности. Благодаря «свободному перемещению газов», которое обеспечивается за счёт внедрения системы Кузнецова, снижается образование сажи и увеличивается плавный нагрев печи. Такая печь на 4 кВт сможет быстро обогреть дом, площадью около 100 квадратных метров. При необходимости конструкция колпаковой печи позволяет установить в доме водонагревательный контур. А так как тяга по каналам распространяется в автоматическом режиме, то риск угара практически нулевой. Поэтому вьюшку можно не закрывать.

Преимущества колпаковых печей

• Равномерное прогревание печи и теплоотдача.
• Оснащается большим количеством мест, где можно установить металлический нагревательный элемент.
• Горят без сажи и дымообразования.
• Редко нуждаются в чистке (раз в несколько лет).
• Имеют низкий уровень теплопотери.
• Высокая степень экономичности.
• Устойчивость к появлению трещин.
• Возможность совершенствования дизайна.
• Имеют максимальную температуру сгорания топлива.
• Возможность топки различными видами твёрдого топлива.
• Сильная тяга даже при дымоходе небольшого размера.

Такие печи практически полностью лишены недостатков, кроме, естественно, сложностей при их возведении и расходов на приобретение материалов.

Конструкция и её отличительные черты

Принцип устройства колпаковых печей достаточно простой и заключается в том, что нижний ярус конструкции и очаг совмещаются в общее пространство. Его и называют колпаком, внутри которого осуществляется циркуляция раскалённых газов.

Самые лёгкие раскалённые газы, которые образуются при сгорании топлива, поднимаются кверху колпака. Там они будут находиться до тех пор, пока всё их тепло не перейдёт кирпичным стенкам кладки.

Стандартная конструкция колпаковой печи

При остывании они становятся тяжёлыми и опускаются вниз. На их место «приходят» следующие горячие газы, и такой круговорот происходит до тех пор, пока в очаге горит топливо. Таким образом, горячий воздух всегда находится под своеобразным колпаком, пока кирпич не заберёт на себя всё тепло. Он не сможет выйти пока полностью не остынет и не станет тяжёлым, чтобы опуститься вниз.

Особенности конструкции колпаковых печей

Для того чтобы понять как действует такая печь, мы можем рассмотреть вариант со стеклянной ёмкостью, когда в ней горячий дым не может никуда выйти и постепенно опускается вниз при охлаждении.

Но необходимо знать, что остывший газ, который снижается книзу, не холодный в прямом смысле этого слова. Он имеет температуру более 200°С, а температура горения твёрдого топлива около 800°С, поэтому и воздух, поднимающийся вверх, будет такой же горячий. Остывая, газ опускается к выпускным каналам, которые расположены внизу печной кладки. А затем он поступает в следующий колпак, находящийся над первым. И если для этого колпака газ был достаточно холодными, то для верхнего он будет раскалённым и поэтому опять поднимется в самый верх. Там они также нагреют материал стенок печи. После остывания опустятся вниз, как и в первом случае, но уже с температурой около 130°С.

Вот и весь процесс работы печи, но, как и у каждого эффективного устройства, здесь присутствует небольшой нюанс, который называется «сухой щелью». Она представляет собой проём, расположенный вертикально в печи шириной около 2–3 сантиметров, который совмещает топку с нижним колпаком от самого пола до конечной точки камеры. Благодаря сухой щели тяжёлый холодный воздух напрямую может выйти в трубу, не перемешиваясь с поднимающимся горячим газом и не уменьшая эффективности сгорания твёрдого топлива.

Сухой шов в кладке колпаковой печи

Банная печь имеет такой же принцип работы, как и отопительная, но по своей конструкции немного отличается.

• Нижний колпак оснащён специальным металлическим противнем с камнями.
• Есть доступ для поступления воды и специальные отверстия для выхода раскалённого пара.
• Печь имеет более толстые наружные стенки, которые дают возможность камням максимально нагреваться, а само помещение не перегревается.
• Колпак имеет контур для нагрева воды в моечной комнате.

Камни подогреваются двумя методами:

• Непосредственно от раскалённых газов.
• В стальном закрытом поддоне.

Так как камни располагаются вверху первого колпака и поэтому они прогреваются до максимальной температуры. Это происходит за счёт того, что раскалённый воздух «обволакивает» камни со всех сторон одновременно.

Для такой печи лучше всего приобретать округлые обтекаемые камни. Такая форма будет отлично справляться с нагревом воздуха.

При возможности к камням можно добавить 1/3 часть чугунных чушек.

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

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.

Необходимые материалы и инструменты

Для строительства печи нам понадобится достаточно большое количество материалов и инструментов. Данный список не учитывает устройство фундамента и дымохода.

Инструменты

• Кельма.
• Отвес и строительный уровень.
• Ёмкость для замеса раствора.
• Шпатели.
• Уголок строительный.
• Перфоратор.
• Болгарка.
• Насадка миксер.

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.

• 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.

Строительство колпаковой печи своими руками

Возведение печи мы будем начинать с фундамента, так как именно он является её основой и одним из главных элементов обеспечения прочностных характеристик конструкции.

Оставляем бетон застывать на несколько недель, так как чем дольше выстаивается фундамент, тем он будет прочнее и надёжнее.

Пошаговая инструкция по кладке печи Кузнецова своими руками - порядовка (фото)

1. Выкладываем первый ряд кирпича. Он должен быть идеально ровным, так как является прочной основой для будущей порядовки. Толщину швов делаем около 5 мм. Проверяем правильность углов. На эту кладку у нас уйдёт 20 кирпичей.

   

   Выкладываем первый ряд кирпича для печи

2. Начинаем создавать камеру поддувала и нижний колпак. Для того чтобы можно было очистить его основание после окончания кладки, мы ставим две половинки кирпича, выступающие из основного ряда, и не садим их на раствор. Устанавливаем дверцу поддувала и временно подпираем кирпичами.

   

   Кладём второй ряд печи

3. Кладём 3 ряд по чертежу. В период кладки плотно закрепляем дверцу поддувала.

   

   Укладка третьего ряда

4. Выкладываем частично 4 ряд из шамотного кирпича. Из него создаём боковые стенки топочной и торцевую стенку. Дверцу поддувала перекрываем 2 обычными кирпичами, немного выпускаем их над ней и стёсываем наискось. Также с торца поддувала кладём 2 обтёсанных кирпича. Между двумя видами кирпичей мы оставляем пятимиллиметровый зазор. Для этого мы кладём между ними простой пятимиллиметровый гофрокартон. В будущем он просто выгорит и останется необходимое нам тепловое отверстие. Такие щели мы должны будем делать и в других рядах, где будут стыковаться два вида кирпичей.
5. Продолжаем кладку 4 ряда. После того как мы укладываем кирпичи сбоку над дверцей поддувала, перекрываем середину двери огнеупорным и обычным кирпичом, обтёсанным с обеих сторон сбоку. Нам надо будет взять 1 обычный и 1 шамотный кирпич.

   

   Укладка четвёртого ряда

6. С пятого ряда мы создаём топливную камеру. Срезаем наискось кирпич и кладём переднюю стенку очага. Внутреннее пространство топочной между кладкой должно быть аналогично размеру колосника, чтобы он легко встал в кирпичный прямоугольник и на выступающие на 10 -15 мм кирпичики предыдущего ряда. Между стенками и решёткой делаем пятимиллиметровый зазор. За топкой, где располагается первый колпак, создаём канал в ½ кирпича для соединения двух колпаков. Нам понадобится 12 и ½ красного и 4 огнеупорных кирпича. Здесь же на выпирающие кирпичи предыдущего ряда выкладываем колосник (не закрепляем раствором). Отверстия засыпаем песком.

   

   Укладываем пятый ряд

7. На шестом ряду мы устанавливаем дверцу камеры сгорания. Отверстия между кирпичами и дверцей заполняем асбестом.

   

   Укладка шестого ряда

8. Кладём следующий ряд. При кладке торцевой стенки топочной с левой стороны делаем зазор в 2–3 см, который и будет служить сухим швом. Используем 12 обычных и 3 огнеупорных кирпича.

   

   Укладка седьмого ряда

9. Восьмой ряд кладём по чертежу, используя 12 керамических и 3 огнеупорных кирпича.

   

   Укладка восьмого ряда

10. В 9 ряду мы делаем стенки очага, а между ним и колпаком снизу создаём проход, куда будут уходить продукты сгорания. Боковые стенки мы делаем ниже остальной кладки на десять миллиметров. Кирпичи, которые мы кладём над топкой, немного сдвигаем, чтобы перекрыть небольшую часть её обрамления. Перед этим стёсываем кирпичи наискось и так создаём «выемку», в которую будем укладывать основной центральный кирпич. Используем 12 обычных и 2 с половиной огнеупорного кирпича.
11. Здесь же между фасадными боковыми кирпичами, которые находятся над дверцей камеры, кладём центрирующий кирпич, накрывающий ободок дверцы. Перед этим стёсываем его наискось. Боковую часть камеры слева накрываем полоской из асбеста 10 мм. Она выровняет весь 9 ряд.

    

    Укладка девятого ряда

12. На кирпичи десятого ряда, которые накрыты огнеупорным асбестом, на «сухую» кладём обычный кирпич. В кладке, которая обрамляет топочную, делаем маленький десятимиллиметровый вырез, на котором будет лежать варочная панель. Между плитой и кирпичом со всех сторон мы оставляем щель в 5 мм для нагрева металла. Шамотный кирпич, который укладываем спереди и справа топки, стёсываем наискось. Делаем небольшой десятимиллиметровый зазор между плитой и кладкой.
13. После того как мы выложили 10 ряд, на проёмы в кладке мы помещаем бечёвку из асбеста, которая пропитана смесью глины. Сверху кладём панель. Все отверстия между ней и кирпичами засыпаем песком.

    

    Укладываем десятый ряд

14. На 11 ряду мы начинаем создавать стенки камеры для приготовления еды и устанавливать рамку с дверцами. Между стальной рамой и кладкой делаем щель в 5 мм. Для формирования рамы мы обматываем её огнеупорной верёвкой.

    

    Укладываем одиннадцатый ряд

15. Выкладываем 12 ряд по чертежу из 11 керамических кирпичей.

    

    Укладываем двенадцатый ряд

16. На 13 ряду мы продолжаем формировать камеру и боковые каналы.

    

    Укладываем 13 ряд

17. Выкладываем 14 ряд строго по чертежу.

    

    Укладываем 14 ряд

18. Кладём 15 ряд в два подхода. Сначала стенки камеры и каналов мы поднимаем на уровень стальной рамы дверцы, а затем создаём для неё перемычку. На этот ряд мы помещаем металлический лист 600х550 мм и делаем в нём вырез для вытяжки. Для прочности мы сверху листа кладём 4 железных уголка и 1 полоску.

    

    Укладка 15 ряда

19. На уголки 16 ряда и полоску мы кладём обычный кирпич как указано на чертеже. Оставляем открытыми проёмы каналов. На кирпичах, которые обрамляют ближний канал и для вытяжки перед кладкой мы делаем отверстия для задвижек дымохода. Делаем в кладке щель в 5 мм.
20. Здесь же на площадке с проёмами мы ставим 2 задвижки.

    

    Укладываем 16 ряд

21. На следующем ряду очаг для приготовления еды и задвижки мы перекрываем керамическим кирпичом, чтобы отводные каналы были открытыми.

    

    Укладываем 17 ряд

22. Далее мы формируем второй колпак. Для этого без раствора устанавливаем две половинки кирпича, которые поднимаем выше главной кладки. Это необходимо для того чтобы затем можно было почистить основание печного колпака. После окончания кладки мы закрепляем эти кирпичи раствором.

    

    Кладём 18 ряд

23. Кладём 19 ряд по чертежу из 12 с половиной красных кирпичей.

    

    

    Кладём 27 ряд

24. На 28 ряду в кладке, которая обрамляет дымоходный канал, мы делаем вырезы в 10 мм для монтажа главной задвижки дымохода. Делая проёмы, мы регулярно прикладываем задвижку, чтобы она располагалась в 5 мм от стенок печи и свободно вставала в сделанный нами зазор.

    

    Кладём 28 ряд

25. Здесь же в проём на раствор мы устанавливаем и саму задвижку
26. На 29 ряд мы берём 19 обычных кирпичей и практически полностью перекрываем поверхность конструкции. Оставляем нетронутым только отверстие дымохода с задвижкой.

    

    Кладём 29 ряд

27. На 30 ряду мы также практически полностью перекрываем поверхность печи по схеме.

    

    Кладём 30 ряд

28. На 31 ряду мы закладываем основание трубы в 1 кирпич. Размер её должен соответствовать сечению дымохода. Кладка осуществляется из 5 кирпичей.

    

    Кладём 31 ряд

29. Затем создаём трубу дымохода. Для каждого ряда нам надо по 5 керамических кирпичей. Печь построена. Теперь она должна выстояться до полно высыхания раствора.

    

    Выкладываем дымоходную трубу нужной высоты

Особенности эксплуатации

Отличие печей Кузнецова в том, что они не требуют особенного ухода и очень просты в эксплуатации. Для них достаточно только заготавливать соответствующее сухое твёрдое топливо (дрова) в нужном количестве.

Так как КПД колпаковой печи очень высокое, то расход дров будет намного меньшим, чем в обычных печах, к которым мы привыкли.

В колпаковых печах практически не образуется сажа, так как она уходит на вторичное сгорание и прирост тепловой энергии.

• Перед началом эксплуатации печи её необходимо хорошо просушить. Для этого её надо протопить 2 раза в сутки по одному - полтора часа небольшим количеством топлива. Дверца поддувальной и топочной должна быть открытой.
• Не рекомендуют использовать для растопки щепки и картон в больших объёмах. Только на небольшое время они дадут максимальную температуру, что повлечёт за собой растрескивание кирпичей.
• Для растопки печи лучше всего использовать бумагу, лучины или бересту. Это позволит убрать холодный воздух из трубы дымохода, создать необходимую тягу и получить температуру горения дров около 350°С. Зимой, если печь длительное время не использовалась, то растопку рекомендуют проводить при открытой «летней» задвижке.
• После начала горения в камеру топки надо положить дрова для того, чтобы получить максимальную рабочую температуру 800–900°С.

Колпаковые печи практически не нуждаются в чистке, а если возникает необходимость, то лучше всего обратиться за помощью к профессионалам печникам. Они быстро и качественно очистят дымоход, топочную, колосниковую решётку и другие элементы печи.

Видео: строим печь Кузнецова своими руками

Следуя подробной инструкции и разработанной схеме, вы сможете самостоятельно построить удобную и функциональную печь Кузнецова в своём доме. Правильно подобранная схема модели сможет украсить собой дизайн любого интерьера помещения, а также будет полностью выполнять возложенные на неё функции - отапливать дом и служить кухней для приготовления пищи.

Принцип колпаковых печей был известен давно, но детально разработан и приспособлен для устройства домашних обогревательных приборов был благодаря известному печнику и изобретателю Игорю Викторовичу Кузнецову . Получил широкое распространение не только в России, но и за рубежом.

О чем эта статья

Принцип действия печи

Большинство конструкций печей действуют за счет непосредственного нагрева стенок от сгорания топлива в камере сгорания или за счет прогрева кирпичной кладки от печных газов проходящих через сложную систему воздуховодов в которых раскаленные печные газы отдают тепло кирпичной кладке.

В первом случае теплоемкость печи определяется толщиной стенок. Чем они толще, тем более теплоемкой будет печь. Недостатком их является большое потребление топлива для прогрева. Как только прекращается горение печь начинает остывать.

Печи со сложной системой воздуховодов позволяет более равномерно прогревать «тело» нагревательной конструкции, но длительное прохождение печных газов по сильно изогнутым воздуховодам предъявляет повышенные требования к тяге и высоте печной трубы.

Колпаковые печи лишены этих недостатков благодаря своей конструкции, в которой образуются два независимых контура аккумулирующих тепло. Внутренний, сильно прогретый контур колпака находится внутри наружного, менее нагретого контура. Поэтому остывание при отсутствии непосредственного контакта с наружным воздухом происходит гораздо медленнее. Печь остается теплой значительно дольше. Все нагретые печные газы остаются внутри и не выбрасываются наружу.

Виды колпаковых печей

И.В. Кузнецов разработал более полутора сотен моделей печей, которые могут использоваться для самых разных целей.

При этом их конфигурация и размеры могут варьироваться в зависимости от расположения колпаков. Обычно, в целях экономии площади занимаемой печью, колпаки располагаются вертикально. Друг над другом. Но могут быть расположены горизонтально. В этом случае печь получается низкой, но длинной.

На нем , в открытом доступе, есть несколько десятком наиболее распространенных и универсальных печей для любых нужд. От простых отопительных, до специальных хлебных, превосходящих по своей функциональности популярные ныне тандыры или помпейские печи.

Печное отопление в деревенских домах, загородных коттеджах, на дачах – не такая уж и редкость. В городском частном секторе наряду с централизованными системами в качестве обогревательного сооружения и декоративного интерьерного элемента многие используют камины. А для тех, кто планирует установить в доме мощный универсальный источник тепла, заменяющий и радиаторы, и варочную плиту, и духовку, подойдет колпаковая печь – изобретение русского инженера Игоря Кузнецова.

Отопительный эффект открытого огня заметили еще наши предки, зажигая костры в пещерах. На смену кострам пришли частично закрытые очаги, а затем – первые неэффективные камины, большая часть тепла которых уходила в дымоход.

Русская печь, выложенная по канальной технологии, в отличие от знаменитой «кузнецовки» эффективна лишь на 30-40 %

Со временем придумали своеобразный колпак, задерживающий горячие газы внутри сооружения, и научились разделять раскаленный воздух на несколько потоков. Перелом в технологии произошел, когда вопросом занялся И. С. Подгородников, известный в нашей стране инженер-теплотехник. Он изобрел «двухэтажный колпак», который немного по-иному организовывал выход топочных газов. Однако практики было недостаточно, и окончательное воплощение в жизнь идея получила благодаря И. В. Кузнецову.

Вариант колпакового устройства дровяной печи с духовкой

Игорь Викторович создал мощную теоретическую базу о колпаковом горении, которую и сумел благополучно воплотить на практике. Только благодаря его трудам печное отопление стало по-настоящему эффективным. Им разработано более 150 различных стандартов, собраны десятки типовых решений и схем. Максимально усовершенствованные модификации стали популярны, сотни мастеров взяли на вооружение порядовки колпаковых печей Кузнецова. Попробуем разобраться, как работает «кузнецовка».

Принцип действия колпаковой конструкции

Ранее, до открытий Кузнецова, отопление было канальным, то есть горячий воздух из топки поднимался вверх внутри устройства, нагревая его стенки. Отдавая тепло кирпичам, газы охлаждались и под действием тяги уходили в трубу. Со временем в связи с неравномерным нагревом возникали трещины, и кладка требовала ремонта. Минусы канального нагрева – быстрое остывание, большое количество сажи.

Движения газов, по теории Кузнецова, происходит свободно. Горячий воздух внутри сооружения задерживают два колпака, расположенные или один над другим, или рядом. Существую варианты с отверстиями в середине куполов. Оба элемента соединены посредством так называемого «сухого шва» — свободного пространства, необходимого для циркуляции газов.

Схема движения газов в колпаковой печи

Когда топливо сгорает, горячие газы поступают под первый колпак, соединенный напрямую с топкой. Расширяясь, они не могут двигаться вверх и останавливаются в ограниченном пространстве, где со временем охлаждаются, либо поступают вниз, снижая тягу и задерживая процесс горения. Таким образом, регулировка температуры и мощности горения происходит самостоятельно.

Второй колпак создает дополнительную тягу, в результате чего сначала происходит полное сгорание твердого топлива, а полученное тепло сохраняется благодаря пиролизным газам, скопившимся под сводом. Благодаря тому, что раскаленный воздух не улетучивается моментально, а циркулирует внутри устройства, КПД источника тепла достигает 93%. Кроме этого, происходит ощутимая экономия топлива (брикетов, дров или угля), а осаждение сажи сводится к минимуму.

Возведение «кузнецовок»: схемы и порядовки

Создавая «продукт» для массового пользователя, автор позаботился о практическом применении своих изысканий, создав огромный набор схем и чертежей. Для точного возведения великого множества модификаций колпаковых печей используют порядовки – пошаговые схемы с изображением каждого ряда кирпичей.

Порядовка печи для бани

В отличии от русских печей, «кузнецовки» менее габаритны и, соответственно, занимают минимум места. Количество кирпича также уменьшено, что объясняется большим количеством свободного внутреннего пространства. Благодаря оптимальной толщине стенки прогреваются быстро, а что особенно ценно – остывают довольно медленно. Если вы внимательно проанализируете купольные порядовки, то увидите, как много незаполненного кирпичом места находится внутри конструкции.

Многофункциональное исполнение печи Кузнецова

Часть свободного пространства занимают колпаки, зафиксированные в горизонтальном или вертикальном порядке, не обязательно симметричном. Размер куполов может быть одинаковым или разным. Вертикальное расположение часто применяют для экономии места в помещении, особенно если запланировано устройство духовки или сушилки. Благодаря вариативности установки куполов можно возвести сооружение любой формы, спроектированное под конкретное помещение или специальные условия.

Пространство под вторым колпаком часто используют для монтажа теплообменников, варочных поверхностей, хлебных духовок и т.д. В проектах, составленных для бани, в нем устанавливают бак для горячей воды или каменку.

Если правильно «прочитать» порядовку, составленную опытным мастером, можно достичь поразительных результатов. Например, для поддержания комнатной температуры в доме из оцилиндрованного бревна в зимний период потребуется 2 топки (утром и вечером) всего по 5-6 поленьев, в межсезонье достаточно одной топки.

Порядовки для строительства камина

Различные модификации колпаковых печей

Последователи И. Кузнецова создали бессчетное количество вариантов, пригодных для самостоятельного строительства, однако каждый раз они отталкивались от одного из типовых проектов. Рассмотрим некоторые из них, которые можно использовать для благоустройства частного дома или дачи.

Отопительные сооружения для дома

Существует более 25 стандартных схем-порядовок возведения обогревательных внутри домовых конструкций, часть из которых выполняет только отопительную функцию, но некоторые варианты имеют полезные дополнения в виде лежанки или духовки.

Место выбирают не у стены, а в центре комнаты, что влечет за собой ряд преимуществ:

• равномерное и эффективное прогревание комнаты;
• отсутствие охлаждающего элемента (наружной стены дома);
• возможность свободного доступа для обслуживания (например, чистки сводов);
• возможность добавления встроенных элементов (варочной поверхности, сушилки, водогрейного контура).

Следует отметить эстетическое совершенство колпаковых сооружений: они занимают минимум места и выглядят изящно, несмотря на наличие таких деталей, как фундамент. Модификации, выполненные «под потолок», имеют короткую трубу (характерная черта многих «кузнецовок») и стройные очертания. Возможности дизайна безграничны и зависят исключительно от вкуса и пожеланий владельцев жилья.

Варочные модификации для кухни

Превратить отопительное кирпичное устройство в варочное не так уж и сложно – достаточно добавить металлическую плиту с парой конфорок и слегка изменить конструкцию основания. Однако полноценные варочные сооружения включают в себя несколько дополнительных горизонтальных поверхностей (лотков или решеток для сушки), а также духовую камеру.

Варочная «кузнецовка» в интерьере деревенского дома

По качеству приготовленных блюд купольное устройство не уступает брендовому газовому или электрическому оборудованию, которым привыкли пользоваться жители городов. Среди типовых конструкций есть специально созданные для выпечки хлеба, которые так и называются – хлебные. Для фермеров, садоводов и завзятых огородников это настоящая находка: можно и ягоды парить, и фрукты с грибами сушить, и овощи консервировать по старинным рецептам.

Очевидно, что устройство для готовки является одновременно и источником тепла, поэтому его более точное название – отопительно-варочное. Лучшим местом для установки является кухня или большой зал, объединяющий в себе и кухонное помещение, и столовую, а иногда и гостиную – в русских национальных традициях.

Банные печки-каменки

Для обозначения банных устройств существует специальная маркировка – БИК. Даже внешне готовые «кузнецовки» выгодно отличаются от других каменок. С одной стороны, очень тщательно отбирается материал для изготовления, с другой – установка купола не мешает возводить аккуратные и практичные конфигурации. Например, владельцы бань оценили закругленные углы, при которых нанесение травм и получение ожогов сводится к минимуму.

Печи-каменки для бани

Установив печь в правильном месте, можно одновременно отапливать и снабжать горячей водой несколько помещений – парилку, душевую, предбанник (или комнату отдыха). Причем части сооружения, выходящие в то или иное помещение, будут выполнять различные функции: создавать пар для парной, нагревать воду для помывочной, умеренно отапливать предбанник.

В бане прекрасно реализуется принцип длительного сохранения тепла, характерный для «кузнецовок». Обслуживание сводится к минимуму, так как поленья или брикеты необходимо подкидывать изредка – и все благодаря купольному исполнению.

Камины для украшения гостиной

Камины Кузнецова, в отличие от большинства купольных модификаций, имеют открытую конструкцию и уменьшенный показатель КПД, однако параметры теплоотдачи у них достаточно высокие. Колпак препятствует быстрому выходу тепла в дымоход, задерживая раскаленные газы в верхней части строения. При использовании обычного камина по окончании процесса горения помещение начинает охлаждаться, при колпаковом обогреве в комнате еще долго сохраняется комфортный микроклимат.

Строительство камина по порядовке Кузнецова

Возможности изменять конструкцию и декорировать фасад камина безграничны. Кроме привычной полочки можно соорудить ряд функционально полезных элементов – небольшие сушилки для обуви или одежды с нишами и крючками, а также облицевать внешнюю сторону керамической плиткой или изразцами. Интересно то, что камины входят в конструкцию некоторых многофункциональных сооружений.

Решения для приготовления пищи на улице

Специально для готовки на свежем воздухе разработаны целые печные комплексы, которые отличаются функциональностью и удобством использования. Наиболее простое исполнение – кирпичная мини-конструкция для барбекю. Она держит жар продолжительное время и позволяет увеличить период готовки.

Барбекю, построенное по чертежам Кузнецова

Любители летних кухонь, шашлыков и блюд гриль будут рады конструкционному разнообразию уличных печей с послойным, с пиролизным, нижним и верхним типом горения. Существуют модели, позволяющие одновременно жарить, запекать, тушить сразу несколько блюд. Варианты порядовок колпаковых печей с духовкой или грилем можно найти в общем доступе или на официальном сайте автора.

Решив возвести печь по одной из порядовок Кузнецова своими руками, приготовьтесь к тщательной и скрупулезной работе. На схемах вы найдете графическое изображение каждого ряда, однако перед началом кладки необходимо познакомиться с особенностями техники, в частности:

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

Лучшим материалом для внутренней кладки «кузнецовок» признан шамотный огнеупорный кирпич (Ш-5, ШБ-8), для внешнего оформления – керамика (М-150). Для усиления кирпичных стен используют металлические элементы (арматуру, проволоку). Чтобы печь функционировала с максимальной теплоотдачей, опытные мастера оттачивают не только свои умения, но и каждый кирпичик – в буквальном смысле. Они шлифуют каждую деталь, именно поэтому проекты, выполненные профессионалами, выглядят безупречно.

Кладка из шамотного кирпича

Подборка тематических видеоуроков

Строительство отопительно-варочной печи

Процесс возведения «кузнецовки» с лежанкой

Проект отопительно-варочного варианта

Строительство печи Кузнецова – одно из наиболее удачных решений для дачного или деревенского дома. Выполненная по вашему заказу в профессиональном исполнении купольная конструкция станет незаменимой помощницей и украшением интерьера. Если вы хотите самостоятельно возвести источник тепла, воспользовавшись порядовкой, начните с простого варианта, например варочной летней плиты.

Говоря об искусстве конструирования и возведения кирпичных печей, нельзя не вспомнить об одном из самых талантливых русских печных мастеров современности – И.В. Кузнецове. Его имя стоит в одном ряду с такими знаменитыми печными разработчиками прошлого, как В.Е. Грум-Гржимайло и И.С. Подгородников. На счету Игоря Владимировича свыше полутора сотен разработок, воплощенных в жизнь, а колпаковые печи Кузнецова обрели широкую популярность как на постсоветском пространстве, так и за рубежом. В данной статье мы попытаемся разобраться, в чем секрет успеха этих разработок, а также рассмотрим разновидности кузнецовских печей.

Немного теории

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

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

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

Очень подробно и доступно об этой теории изложено в статьях, размещенных изобретателем на страницах собственного веб-ресурса www.stove.ru. Там же в открытом доступе есть проекты печей, уже введенных в эксплуатацию. Мы рассмотрим теорию вкратце, сравнивая традиционный способ сжигания твердого топлива с процессами, происходящими в колпаковой печи. Итак, в обычной или канальной печи типа «голландки» движение воздуха и продуктов сгорания обусловлено наличием тяги в дымоходной трубе.

Естественная тяга является внешним фактором, действующим в зависимости от:

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

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

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

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

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

Схема печи Кузнецова

С целью визуализировать принцип действия печи, приведем примитивный пример. Представьте небольшой костер, горящий на открытом пространстве. Доступ воздуха неограничен, но температура горения невысокая, а тепло беспорядочно рассеивается во все стороны. Если накрыть пламя большим чаном - колпаком, оставив внизу достаточный просвет, то костер не погаснет, но характер процесса изменится.

Раскаленные газы естественным образом поднимутся в верхнюю зону чана и создадут препятствие неограниченному потоку воздуха извне. И только отдавая тепло стенкам чана, они будут охлаждаться, опускаться к проему и постепенно выходить наружу, уступая место более нагретому потоку. Таким образом, в зону горения попадет ровно столько воздуха, сколько нужно для сжигания топлива. Разогретые газы не могут быть вытеснены холодным воздухом, пока не остынут сами, процесс становится саморегулирующимся.

Фокус в том, что строительство печей по системе Кузнецова происходит с использованием не одного колпака, а двух, соединенных между собой вертикальным каналом. Цель такого усовершенствования – решить проблему с эффективной передачей теплоты сжигания в пространство помещения. Продукты горения с высокой температурой поднимаются под свод первого колпака, отдавая теплоту его стенкам. В результате газы охлаждаются и начинают опускаться вниз под собственным весом и давлением восходящего горячего потока из топки.

В оптимизации процесса И.В. Кузнецов пошел еще дальше, он изобрел метод разделения потока газов по температуре еще на первом этапе процесса – сразу после топливника. Для этого пространство колпака отделяется от топки перегородкой, не доходящей до самого свода. Благодаря этому горячий поток с ходу попадает в верхнюю зону. Для газов с низшей температурой предназначается сухой шов в печах Кузнецова, устроенный в перегородке в виде щели заданного размера. Суть процессов изображена ниже на схеме печи:

В результате под первым колпаком образуется постоянное турбулентное движение газов с равномерным распределением по температуре. Это приводит к тому, что в печь не может попасть больше воздуха, чем требуется, его «не пустят» горячие продукты под сводом и перегородка. В таких условиях топливо сгорает целиком, оставляя отход в соответствии с зольностью.

Во втором, верхнем колпаке, происходит такое же движение. Продукты с низкой температурой стелются понизу, в то время как горячие газы поднимаются под свод и продолжают остывать, передавая энергию кирпичным стенкам. Охладившись, они опускаются вдоль вертикальной перегородки, после чего попадают в дымоход.

В верхнем и нижнем колпаках постоянно присутствует давление газов, под его воздействием они и побуждаются к естественному движению, тяга дымоходной трубы не нужна.

Разновидности печей Кузнецова

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

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

Выборочно рассмотрим самые популярные разновидности печей – отопительные и банные.

Печки для бани

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.

Помимо готовых модификаций банных печей И.В. Кузнецов дает рекомендации по их правильной установке, по планировке помещений с целью выбора оптимального варианта. Также есть возможность выбора, среди разработок имеются как малые печи для протапливания небольших бань, так и более серьезные модели с большими баками для нагрева воды.

Печи с водяным отоплением

Современные печи Кузнецова с водяным отоплением серии КИК (кирпичные котлы) представляют особый интерес. По сути, это колпаковый котел, выложенный из кирпича и обладающий неплохим КПД – порядка 70-80%, то есть, аналогичным своим железным «собратьям». Как достигается столь высокая эффективность, было нами описано выше.

В тело печи встраивается 1 или 2 регистра из стальных труб (в зависимости от мощности). Готовые модификации котлов имеют ряд мощностей 17, 34 и 63 кВт. Кроме того, автором предлагаются и двухконтурные модели с возможностью подогрева воды для хозяйственных нужд. В своих рекомендациях по строительству подобных обогревателей И.В. Кузнецов указывает, что для повышения экономичности и эффективности работы корпус кирпичного котла стоит утеплить базальтовым волокном.

В большинстве купольных моделей печей внедрено современное техническое решение, обеспечивающее дожигание горючей составляющей дымовых газов. С этой целью под свод верхнего колпака или другое место, в зависимости от конструкции, организована подача вторичного воздуха. При использовании древесины соответствующего качества такой тепловой прибор будет функционировать как пиролизная печь.

Заключение

Мы изложили множество полезных теоретических сведений о «кузнецовках», но претворить теорию в кирпич и раствор, а затем и в тепловой прибор не так уж просто. В консультациях на эту тему большую помощь может оказать сам изобретатель или другой человек из его команды. Если у вас имеется желание и хотя бы небольшой опыт в печном деле, то колпаковая печь Кузнецова, сделанная своими руками, обязательно порадует вас своей безупречной работой.

Колпаковая печь Кузнецова своими руками: схема, порядовка, чертежи, печи с водяным отоплением

Чем отличаются колпаковые печи Кузнецова от всех остальных. Принцип действия купольной печки, функциональная схема, существующие разновидности.

Двухколпаковая печь Кузнецова

Игоря Викторовича Кузнецова знают печники всего мира. Его вклад в дело разработки новых конструкций отопительных приборов невозможно переоценить. Главный принцип, положенный в основу любой конструкции, именуемой «печь Кузнецова », заключается в следующем: они функционируют, используя физические принципы, обуславливающие движение горячих газов вверх.

Общее представление об устройстве двухколпаковой печи

Печи, функционирующие благодаря использованию принципа, упомянутого выше, имеют достаточно простую конструкцию. Это пара колпаков, размещённых друг над другом, либо рядом друг с другом. Колпаком, в рассматриваемом случае, именуется кирпичный стакан, перевёрнутый вверх дном. Последнее поддерживается стенками и столбиками, выложенными из кирпича. В нижней своей части колпак имеет пару отверстий. Одно из них является входным. Через него поступают разогретые газы. Второе – выходным. Отсюда истекают холодные газы.

Рассмотренную схему имеет колпак, расположенный сверху. Роль отверстия для отведения газов, в данном случае, играет вход в вытяжную трубу. Из нижнего колпака в верхний по специальному вертикальному каналу поступают отработанные газы. В этом же колпаке у такой конструкции, как двухколпаковая печь , оборудована топка, выложенная в строгом соответствии с существующими правилами. Высокотемпературные газы в процессе движения остывают, отдавая своё тепло поддерживающим конструкциям и стенкам.

Принцип работы, заложенный в основу конструкции двухколпаковой печи

Разогретым газам в подобной конструкции печи для движения не требуется создание тяги. Оно возникает благодаря разнице в весе, которой обладают слои газа, разогретые до разных температур. Наиболее лёгкие, имеющие максимально высокую температуру, поднимаются вверх, под перекрышу колпака. А тяжёлые холодные собираются внизу колпака. При этом газы с промежуточными значениями температур перемещаются от основания к перекрытию колпака и обратно, создавая турбулентность. Это способствует тому, что стенки колпака прогреваются гораздо лучше. С ростом температуры во внутреннем объёме колпака создаётся избыточное давление. Это также способствует росту тепловосприятия формирующими его стенками. В данном случае теплоотдача осуществляется, благодаря конвекции. Тепловая энергия перемещается непосредственно газовыми струями. Для моделей печи, которые функционируют на электричестве, создание тяги не нужно. Если отопление осуществляется дровами, то продукты сгорания удаляются, благодаря формируемой тяге. В подобных случаях, под сводом колпака формируется определённый объём разогретых газов, т.н. «мешок». Он представляет собой идеальный вариант камеры дожига отводимых газов.

Основные свойства, присущие подобному принципу работы

• Колпаку, который имеет колпаковая печь , можно придать любые объёмы и форму (существуют реализованные конструкции с объёмами в 5,0 м3);
• Тепловая энергия перемещается благодаря естественным физическим законам;
• Внутри конструкции колпака образуется газовая турбулентность;
• Газы с максимально высокой температурой собираются под сводами колпака;
• В переходный канал попадают холодные газы;
• Возрастание температуры под колпаком приводит к росту давления;
• В каждом произвольно выбранном горизонтальном сечении стенки колпака прогреваются одинаково. Показатель нагрева растёт при переходе от нижних горизонтов к верхним;
• Источник, отдающий тепловую энергию, можно разместить в любой точке нижней зоны 1-го колпака. На характер нагрева это не влияет;
• Допустимо наличие нескольких источников тепла;
• Если реализована схема последовательного размещения 1-го и 2-го колпаков друг над другом достигается равномерный прогрев конструкции по всем горизонтальным сечениям конструкции. Колпак, расположенный внизу, воспринимает больше энергии, отдаваемой разогретыми газами, чем каждый следующий.

Учёт этих свойств позволяет правильно рассчитывать и проектировать печи упомянутой конструкции.

Преимущества двухколпаковых печей Кузнецова

Профессиональные печники, говоря о работах И.В. Кузнецова, используют обобщающий термин «кузнецовки». Основными преимуществами конструкций рассматриваемых печей, которыми объясняется их востребованность по всему миру, являются:

• Значительный КПД, средние показатели которого составляют 80%;
• Конструкции позволяют получить значительные температуры сгорания любых видов топлива, не используя для этого материалов и технологий, требующих их производства в промышленных условиях;
• Универсальность печей, которые способны работать на топливе любого типа, сжигая его до золы. При этом сажа практически не осаждается;
• Простота ухода. В этих печах сгорает даже сажа, поэтому чистить их можно раз в несколько лет;
• Равномерная теплоотдача за время, проходящее между топками, органично сочетается с меньшей материалоёмкостью конструкции;
• Конструктивно возможно встроить контур водогрейный, что практически не ухудшает технические характеристики конструкции подобной печи;
• Отличная тяга с использованием дымохода незначительной длины. Это упрощает и делает дешевле строительство и монтаж рассматриваемой печи;
• Внешний вид изделию может быть придан с учётом общего дизайна помещения, в котором выкладывается печь двухколпаковой схемы. При этом её эксплуатационные характеристики не ухудшаются;
• Тяга по каналам перераспределяется автоматически на этапах перехода от топки печи к её остыванию, что исключает вероятность угара. Вьюшку можно практически не закрывать. Она используется в подавляющем большинстве случаев, только при нештатных ситуациях.

Последнее достигается за счёт того, что поток газов, возникающий под действием тяги, направляется по низовым каналам мимо горячих частей тела подобной печи. Во время топки, формирующиеся конвективные потоки тянут за собой воздух. Это позволяет обходиться без специальной системы вентиляции объекта, в котором сложена печь.

Конструкция двухколпаковой печи позволяет полностью исключить ряд проблем, свойственных печам иных конструкций, при использовании вьюшки. Тепло может выдуваться через вьюшку при сильном ветре, либо холодный воздух может попасть в топку при возникновении обратной тяги. В любой кузнецовке это полностью исключено, т.к. воздушные потоки направляются мимо тех элементов, которые он может выстудить.

Возможные варианты конструкций

Самым главным преимуществом подобной системы является её значительная гибкость. Существует возможность проектировать и класть печи разных габаритов, формы и назначения, обладающие необходимыми функциями.

В имеющийся колпак отлично монтируются водогрейный котёл и электронагреватель, духовка и варочная плита, парогенератор или теплоаккумулятор, вставки тепловые, используемые для организации отопления калориферного типа и т.п. Существуют реализованные проекты, в которых размер колпака достигает пяти кубометров.

Технология колпаковых печей позволяет реализовывать в их конструкциях современные технологии, автоматизировать процессы его сгорания и регулировки теплоотдачи.

Применяя существующие системы рециркуляции можно отапливать подобными печами здания, имеющие различных проектов.

Печи «кузнецовки» можно изготовить в многоэтажном варианте и использовать для решения широкого круга задач. Существуют проекты, которые могут функционировать на электричестве, с реализацией в их конструкциях экономичного режима энергопотребления (ночью энергия накапливается).

В двухколпаковых печах возможна установка котла для ГВС или отопления. Процесс горения здесь идёт при значительных температурах. Это позволяет max полно использовать всю энергию топлива. В данных печах выполняется нагрев не теплоносителя, а специального теплоаккумулятора, который допускает нагрев более значительный (от 4 до 6). В результате аккумулирующие способности подобной системы возрастают.

Конструкции банных печей отапливают одновременно все основные её помещения, греют воду, выполняют вентиляцию, готовят пар требуемого качества, включая перегретый сухой. Отдельные модели позволяют регулировать ТВР в бане, быстро прогревать любое помещение, осуществлять его отопление и т.п.

Особенности работы

Кузнецовки многофункциональны. У всех моделей прогрев нижний. Независимо от типа энергоносителя (дрова или электричество) достигается одинаковый характер прогрева. Вся конструкция прогревается полностью. Можно при этом реализовать работу открытого камина, что допускает возможность приготовления на углях блинов в сковородке (без необходимости их переворачивания) или шашлыков, либо русской теплушки. В последнем случае можно готовить любую пищу.

Ещё одно, присущее подобным печам, техническое качество. Чем дольше топится обычная печь, тем выше температура, до которой прогреваются стенки дымохода. Соответственно сокращается количество тепла, которое может забираться ими от выводимых дымовых газов. Соответственно, они удаляются более горячими, что снижает КПД работающих печей.

В двухколпаковых печах увеличение продолжительности топки не оказывает заметного влияния на снижение КПД, т.к. всё избыточное тепло аккумулируется в мешке верхнего колпака.

Перед тем, как приступить к кладке печи, осуществляют её расчёт и порядовку. Вопрос, касающийся кладки конкретной модели, это тема отдельной статьи.

Наружную кладку следует вести глиняным одинарным кирпичом 250*120*65. Рекомендуется использовать марку М150 и выше. Огнеупорные элементы кладки выполняются из шамотного кирпича марок ШБ-8 (250*123*65), либо Ш5 (230*114*40). Рекомендуемая ширина швов наружной кладки не должна превышать пяти миллиметров.

Приблизительное количество требуемого кирпича, без учёта потребностей на фундаментные работы и кладка трубы, определяется следующим образом: кол-во кирпича, нужное для того, чтобы выложить первый ряд, следует умножить на число рядов (согласно порядовке) и на коэффициент заполнения (для таких печей он равен 0,8). Полученного количества вполне хватит на кладку печи, включая выбраковку, а также возможный бой. На трубу потребуется кирпич, кол-во которого рассчитывается так: 4-6 штук на ряд, с учётом требуемой высоты трубы. Необходимость в кирпиче огнеупорном считается поштучно, согласно порядовке.

Если речь идёт о наружной кладке рядовым кирпичом, то ориентировочная толщина каждого ряда равна 70 мм (при толщине шва в пять миллиметров).

Приобретая кирпич шамотный, следует потребовать сертификат, т.к. высока вероятность приобретения вместо него более дешёвого, кислотостойкого. Визуально они практически не отличаются. Однако последний не держит высоких температур. Попробуйте нагреть кончик кирпича паяльной лампой. Кислотостойкий при этом разрушится.

Запрещено использовать огнеупорный кирпич в одной кладке с рядовым. У них разное линейное расширение и коэффициенты теплопроводности. Поэтому, при нагревании подобной кладки, нарушается её целостность.

Следует учитывать, что кирпич шамотный прогревается более быстро и сильно, чем рядовой, и расширяется на большую длину. Чтобы компенсировать удлинения, обусловленные нагревом, которые возникли в огнеупорной и обычной кладке, оставляется пятимиллиметровый зазор, который заполняется (на выбор печника):

• по ширине и длине - картоном (мулитокремнистым теплоизоляционным, базальтовым и т.п.);
• по высоте (швы, возникающие между кладкой и установленными печными приборами), заполняется каолиновой, либо базальтовой ватой.

Двухколпаковая печь Кузнецова, Профессиональный печник

Статья о двухколпаковых печах Кузнецова. Общее представление, основные свойства, возможные варианты конструкций и советы по кладке двухколпаковых печей.

Печи Кузнецова своими руками

Недостатком конструкций большинства печей является низкий коэффициент производительнос ти. Это результат слишком быстрого выхода дымовых газов. Проблему можно решить путем удлинения дымохода, но тяга после этого снизится, равно как и интенсивность горения.

Печи Кузнецова своими руками

При проектировке печи из кирпича главными задачами являются:

• обеспечение хорошей тяги;
• повышение теплопередачи всего объема вырабатываемой тепловой энергии.

Эти задачи взаимоисключающи е, поэтому нужно найти «золотую середину», чтобы дым задерживался как можно дольше, но тяга при этом не ухудшалась. Одним из лучших решений этой проблемы является печь Кузнецова.

Особенности конструкции

Печи Кузнецова своими руками

Все существующие печи Кузнецова (а их более 150) по выполняемой функции можно разделить на несколько групп:

• банные;
• варочные (для приготовления пищи);
• отопительные;
• грили;
• камины;
• комплексные.

Важно! Наиболее популярными из них являются комбинированные варочно-отопител ьные конструкции.

Описанные выше печи работают по одному принципу. Непосредственно за топочной камерой размещается воздушный колпак, разделяющий горячие дымные газы. Входное отверстие здесь находится снизу, а не сверху, как делали раньше. Разогретые газы в колпаке поднимаются вверх, а остывшие и, соответственно, отяжелевшие выходят наружу. Вскоре горячие газы также остывают и аналогичным образом покидают колпак.

Скептики и сегодня считают описанную технологию неэффективной – задержка дыма должна приводить к ухудшению тяги. На самом деле все не так, а ошибочность этого мнения доказать достаточно легко.

1. Показатель разрежения воздуха под колпаком – 0,18 hРа, что по отношению к нормальному давлению в атмосфере можно считать отрицательной величиной. Отсюда и естественная конвекция.
2. Другим важным моментом является открытая дверка поддувала. Она уплотняет воздушный поток, регулярно замещающий разреженный воздух под колпаком.
3. Длина трубы также играет немаловажную роль. Это и есть воздушный трубопровод, пропускающий весь поток дымных газов и, следовательно, обеспечивающих максимальную скорость их движения.

Важно! С помощью печи Кузнецова можно обеспечить не только индивидуальное отопление, но и подачу горячей воды. С этой целью заднюю часть колпака оборудуют стальным теплообменником.

Что может дать столь странный дымоход?

1. Расслоение дымных газов по температуре непосредственно после топочной камеры.
2. На пути газов можно установить не один, а сразу два или три колпака. В результате дым отдаст больше тепла, а сама конструкция будет состоять из нескольких зон с перманентной температурой.
3. Колпак расположен рядом с топкой и в него попадают дымные газы, еще не отдавшие своего тепла. В результате зола, угарный газ и летучий углеводород, которые в обычной печи уносятся дымоходом, в данной конструкции догорают под колпаком. Это приводит к увеличению теплоотдачи и минимизирует количество сажи в дымоходе.
4. Благодаря естественной конвекции продукты горения физически неспособны покинуть печь до того, как отдадут все тепло.
5. Теплообменник в печи Кузнецова, в отличие от других типов конструкции, расположен в колпаке, то есть вне топочной камеры. Он никак не может повлиять на температуру огня и как следствие, не снижает КПД.

Теперь – непосредственно к строительному процессу.

Что потребуется в работе

При выполнении всего комплекса мероприятий понадобятся:

• кирпич полнотелый, 754 шт.;

Печи Кузнецова своими руками: технология строительства

Соорудить печь такого типа достаточно просто даже людям, занимающимся этим впервые. Важно, чтобы при этом соблюдалась технология возведения, а также порядовка.

Этап 1. Фундамент

В случае выполнения основания для печи одновременно с фундаментом дома необходимо лишь подогнать размеры под выбранную конструкцию. Но если такового нет, то связывать его с основным фундаментом нежелательно – лучше залить отдельно и сделать несколько шире (на 12-15 см) площади будущей постройки.

Сам И.Кузнецов советует возводить глухой фундамент из силикатного кирпича.

Этап 2. Укладка

Важно! Следует заранее продумать правильное расположение дымохода в помещении и на крыше. Оно должно соответствовать определенным требованиям (см. рисунок). Лишь после этого можно приступать к строительству.

Подробную порядовку печи Кузнецова можно увидеть на изображении ниже.

Ряды №1 и №2 необходимо выложить из шамотного кирпича. Главное – не применять для этого раствор, замешанный ранее для сооружения фундамента. С ряда №2 можно начинать вывод дымовых каналов, но желательно сделать дно печи несколько толще.

Для дымовых каналов, улучшающих теплоотдачу, устанавливается четыре чистки: одна сзади, вторая в поддувало, третья и четвертая сбоку. Длина и ширина чисток определяются индивидуально, а для проверки горизонтальности /вертикальности используются строительный уровень и уголок.

Важно! Главной сложностью может стать кладка половинок кирпичей. Для более качественной резки желательно использовать болгарку.

Формируется стенка между поддувалом и остальной печью, а также все внутренние перегородки. Во время укладки ряда №5 устанавливается колосник.

Печь Кузнецова. Кладка

В рядах №№17-18 сооружается перекрытие колпаков, а в №21 оставляется пара проходов, идущих вдоль левой и правой внутренних стенок.

В целом имея наглядную порядовку на руках, возвести печь Кузнецова достаточно просто и никаких затруднений при этом, как правило, не возникает.

Строительство печи Кузнецова

Этап 3. Проверка

По окончании кладки необходимо провести первую растопку. Используется минимальное количество топлива, чтобы конструкция нагревалась медленно. При этом произойдет обжиг печи, проверится ее работоспособност ь, а также герметичность соединений дверок и задвижек. При обнаружении малейших дефектов их следует немедленно устранить.

Важно! Предельная мощность описанной конструкции составляет 10 кВт – этого вполне достаточно для обычного загородного дома.

Что еще следует знать

Топочная камера соединяется с колпаком вертикальной щелью, которую называют сухим швом. Необходимость в таком конструктивном решении вызвана движущимися в обоих отсеках конвекционными потоками. Часть дымного газа, содержащая большое количество пара, затягивается в топочную камеру для повторного цикла, что улучшает сгорание летучих частиц и вызывает турбулентность.

Поддувало заполняется воздухом не только через колосник, но и сверху, посредством полостей в стенках. Опять же это требуется для полного сгорания летучих частиц, ведь воздух, поступивший через колосник, при достижении верхней части факела практически не содержит кислорода.

Над топочной камерой располагается решетка из огнеупорного кирпича, именуемая катализатором. Она разогревается до высоких температур и как бы дожигает все, что остается после неполного сгорания топлива.

1. Нельзя делать топочную камеру частью колпака, т. к. топливо должно гореть в ограниченном пространстве для создания достаточно высокой температуры. Если соединить колпак с топкой, то получится традиционная русская печь, но с плохой тягой.
2. Обжиг следует начинать с минимальной температуры, постепенно усиливая интенсивность горения.
3. При высокой температуре кирпич расширяется, из-за чего внутренний шамотный короб может «подвеситься», то есть со всех его сторон образуется пустое пространство.
4. По окончании кладки весь кирпич желательно покрыть специальным огнеупорным составом.
5. Каждый второй ряд кладки следует прокладывать стальной проволокой для усиления связки.
6. Дверки и прочие металлические элементы следует монтировать с учетом того, что они расширяются при высокой температуре. Для разделения металла с кирпичом нужно использовать специальную прокладку.

В качестве заключения

Как видим, простейшую варочно-отопител ьную конструкцию И.Кузнецова вполне можно соорудить своими руками. Но если планируется установка полифункциональн ой печи или сама технология укладки кажется слишком сложной, то нужно обратиться к опытным печникам. Они сделают все быстро, с учетом всех особенностей, а готовая конструкция будет служить долгие годы.

Печи Кузнецова своими руками - пошаговые инструкции!

Узнайте про печи Кузнецова своими руками! Особенности конструкции, технология строительства печи Кузнецова, порядовка, фото + видео.

Печи Кузнецова: устройство и принципы работы, преимущества, вариации, чертежи

Печи Кузнецова хорошо известны не только печникам – они обогревают множество домов в России и за ее пределами. И. В. Кузнецов работает над усовершенствованием печей с 1962 г. и собрал вокруг себя крепкий коллектив единомышленников. В активе команды – более полутораста разработок, охватывающих едва ли не весь диапазон бытовых печей, см. рис.

Некоторые из печей И. В. Кузнецова

Многие хотели бы сложить какую-то из печей Кузнецова своими руками, и эта статья – им в помощь. Но мы не собираемся раскрывать некие потаённые секреты «кузнецовок» – их просто нет. На сайте Игоря Викторовича stove.ru желающие бесплатно найдут огромный массив печной информации: от сведений по конструированию и строительству печей до подробных чертежей и рекомендаций по установке печи в доме и устройстве отмостки вокруг здания с печным отоплением. Не намерены мы также что-то в этой домашне-печной энциклопедии критиковать или поправлять: нам до И. В. Кузнецова по печному делу, мягко говоря, далековато.

Цель настоящей статьи – дать к своду сведений Кузнецова своего рода введение, позволяющее свободнее ориентироваться в исходном материале. Поясним на примере, зачем это нужно.

Допустим, я автомеханик-универсал с большим опытом и хочу передать его другим интересующимся. Автомобиль – штука сложная. Если я начну по ходу изложения отвлекаться, подробно объясняя, что как обкат и кастер (положим, читатели не совсем уж чайники, ездят-то теперь все) влияют на управляемость и путевую устойчивость машины, а диаграмма газораспределения – на расход топлива в зависимости от дорожных условий, и прочее в том же духе, я в конце концов запутаюсь до того, что сам перестану понимать, как работает автомобиль, на котором я езжу. Волей-неволей мне придется излагать материал пусть и «на пальцах», но по-профессиональному бегло.

Однако читать его будет тяжеловато даже таким же, как и я, специалистам, а у дилетанта вообще голова кругом пойдет. Поэтому мне в помощь понадобится некто, кого можно условно назвать «получайником». На самом деле он вовсе не чайник, может сам и подвеску отрегулировать, и толкатели клапанов выставить. Но в данном случае его задача – описать, как вся начинка машины собирается в одно целое, управляемое по принципу: «Рулем рулить, газом газовать, тормозом тормозить».

В автомобилестроении СССР подобная ситуация возникла в конце 50-х – начале 60-х, когда промышленность начала выпуск автомобилей для широкой продажи населению. Тогда вышел в свет супербстселлер того времени – «Как работает автомобиль». Под редакцией не кого иного, как самого главного конструктора легендарной «Победы» А. А. Липгарта.

Информация «от получайника» еще не позволит приступить к работе: она не дает глубоких знаний, которые позволят хотя бы интуитивно прикидывать по ходу дела нужные значения численных параметров. Но она по сути своей фундаментальна: владея ею, профессиональный текст читается уже с пониманием и быстрее. И, если где-то что-то в нем непонятно еще, это уже не вызывает потерянности и метаний, а просто отметку в уме: вот об этом нужно разузнать подробнее.

О печах и печном отоплении правительство пока никаких эпохальных постановлений не принимало. Но их роль в бытовой теплоэнергетике во времена дефицита энергоресурсов несомненна: уже отопительная печь с КПД 70% при массовом использовании даст экономию топлива в масштабе государства, т.к. в проекты новеньких теплоцентралей закладываются потери тепла в магистралях в 35%, и уменьшить их пока нет возможности. Так что с популяризацией печных знаний приходится выкручиваться самому, не будучи ни Липгартом, ни Кузнецовым. Что ж, попробуем.

Почему – кузнецовки?

Но стоит ли останавливаться особо на печах именно Кузнецова? Стоит, потому что они того стоят. Игорь Викторович с самого начала рассматривал печи русского образца не как охраняемый реликт прошлого или дорогой предмет роскоши, но как непременный атрибут экономичной энергетики будущего, которое ныне – настоящее. Остальные спохватились, что называется, когда жареный петух клюнул.

В результате – кузнецовка на 4 кВт обогревает дом в 100 кв. м. так же, как фирменная «оттуда» топка на 12 кВт. Что, кстати, говорит не об изобретении вечного двигателя, а о том, что фирменные рекламисты свои проспекты творят, пожалуй, вынюхав «дорожку счастья». Во всяком случае, факт, что Кузнецову постоянно поступают заказы из США, Канады, Швеции, Финляндии, которые по печам сами не в хвосте плетутся. Конкретно же преимущества кузнецовок заключаются в следующем:

• Высокий КПД – 80% для печей Кузнецова не диво.
• Высокая температура сгорания топлива без использования технологий и материалов, требующих промышленного производства.
• Как первое следствие из предыдущего – всеядность. В кузнецовках до золы сгорает любое топливо, а осаждение сажи минимально.
• Второе следствие – несложный уход: т.к. сгорает и сажа, печи Кузнецова можно не чистить годами.
• Меньшая материалоемкость в сочетании с равномерной теплоотдачей между топками: в городской квартире с центральным отоплением температура в течение суток колеблется больше, чем в доме, отапливаемом кузнецовкой при 2-х топках в сутки.
• Широкие возможности встраивания водогрейного контура без ухудшения технических параметров печи.
• Хорошая тяга при коротком дымоходе, что удешевляет и упрощает строительно-монтажные работы при ее постройке.
• Пластичность конструкции и внешнего вида как следствие двухколпаковой схемы (см. далее): не ухудшая печи, ее можно сконструировать практически под любое помещение и требования дизайна.
• Автоматическое перераспределение тяги по каналам при переходе от протопки к остыванию, что гарантирует от угара: вьюшку почти никогда не требуется закрывать, она предусмотрена более для нештатных режимов работы.

Примечание: изобретенный И. В. Кузнецовым способ перераспределения тяги в корне отличается от известной газовой вьюшки. По нему поток, создаваемый тягой, пропускается мимо нагретых частей тела печи специальными низовыми каналами, а когда в топке горит пламя, конвекция от него оттягивает поток воздуха на себя. В результате не требуется отдельная система вентиляции помещения. Кроме того, газовую вьюшку может выдуть обратной тягой при задувании в трубу, или, наоборот, вытянуть при сильном ветре, а в кузнецовке любой поток воздуха пройдет мимо всего, что он мог бы выстудить.

Основа основ

Большинство преимуществ печей Кузнецова дает принцип свободного прохода газов. Поясним опять на примере.

Представим себе печь со сложной системой дымовых ходов: утермарковку, четырех-пяти оборотную голландку. В этом тесном лабиринте неизбежно будут возникать сильные завихрения. Слыхали, как печь гудит? Это лишь незначительное проявление бушующей в ней вихревой энергии. А взяться ей неоткуда, кроме как из закладки топлива. Если каналы достаточно длинные и узкие, то на первый взгляд ничего тут страшного нет: вихри, пока доберутся до трубы, рассеются, остывая, и все равно отдадут свою энергию телу печи, а оно – в помещение. Но на деле проявляются нюансы, о которых будет сказано далее в тексте. Из-за них КПД канальной печи свыше 60% – исключительная редкость.

В канальной печи, пока она топится, мечется огромный поток энергии, и на отопление или подогрев воды можно, не нарушая ее работы, взять лишь небольшую ее часть. Такая печь в чем-то похожа на ядерный реактор. Не пугайтесь, только по синергетике, т.е. по путям циркуляции энергии в ней. В ядерный реактор приходится закладывать топлива в десятки раз больше, чем необходимо для обеспечения проектного энерговыхода. Иначе нейтроны просто вылетят наружу, не успев встретить готовые их принять атомы урана. В канальной печи – горячие вихри, не успев остыть, вылетят в трубу или, наоборот, остынут сразу, дав дым и сажу.

А вот кузнецовки (о подробностях ниже) по синергетике уже ближе к термоядерным реакторам будущего. «Термояд» звучит страшновато, но это только по ассоциации с водородной бомбой. На самом деле теромядерные реакторы вполне безопасны.

Почему? Потому, что в них вырабатывается энергии ровно столько, сколько должно уйти потребителю, а технологический запас по мощности для разреженной плазмы нужен мизерный. Если вдруг камера токамака или стелларатора внезапно полностью разрушится, плазма полностью высветится (тяжелых-то атомов в ней нет) и остынет, прежде чем дойдет до стен помещения. Ремонтники выругаются – то ли дело в дежурке лясы точить – но уже через 5 мин. смогут притупить к ликвидации без защитных средств.

Так что же общего у печей Кузнецова с термоядерными реакторами? То, что энергия дымовых газов благодаря принципу свободного прохода не прокручивается много раз в потоке, пока не протолкнется в тело печи, а пропитывает его сразу же . И деться ей оттуда теперь некуда, кроме как в помещение и/или водогрейный регистр.

Первое: колпак на колпаке

Принцип построения печи, позволяющий реализовать преимущества свободного хода газов, известен давно. Это – двухколпаковая печь, схема устройства которой показана на рис. Начнем разбор с левой его поз.

Схемы двухколпаковых печей

Наружный воздух поступает через поддувало 1 в топку 2. Топка может быть снабжена сужающимся соплом – хайлом – в котором в одноколпаковой печи образуется газовая вьюшка: легкие нагретые газы под колпаком своим давлением не пускают «на продув» тяжелый наружный холодный воздух, как воду в опрокинутый стакан. Но в двухколпаковых печах газовая вьюшка из-за тяги со стороны второго колпака часто оказывается неустойчивой. Поэтому двухколпаковые печи до Кузнецова строили редко.

Сразу после растопки, когда горят самые легкие и энергичные фракции топлива, горение происходит в режиме, близком к наиболее эффективному пиролизному. В печах Кузнецова – в пиролизном режиме, они специально так и сконструированы. Пиролизные газы догорают под сводом 4 первого колпака 3. Подсводное пространство первого колпака аналогично дожигателю чисто пиролизной печи.

Пиролизное горение под колпаком получается саморегулирующимся: если топливо очень уж разгорелось, «подушка» догорающих газов расширяется вниз; вверх не дает свод колпака. Из-за этого затрудняется отток дымовых газов, он ведь идет вниз. Соответственно, слабеет и тяга, горение немного утихает. Если же горение ослабевает, все происходит наоборот.

При переходе горения в малоактивный режим или дотлевание углей оба колпака работают уже просто как теплоприемники канальных печей, добирая остаточное тепло топлива. Но в голландках и шведках оно большей частью «просвистывает» в трубу: согласно всем известному гидродинамическому закону Бернулли, в узком канале скорость потока будет больше. А под колпаками остаточные газы будут неторопливо ворочаться, пока их тепло не уйдет в кирпич.

Примечание: в канальных печах при сильном ветре снаружи часто приходится выгребать из топки еще тлеющие уголья и закрывать вьюшку, иначе все тепло «высвистит», пока топливо догорит до золы. В колпаковых печах этого вредного эффекта нет – резкое расширение от дымохода в колпак не позволяет ветру разгуляться в печи, и можно спокойно ждать, пока топливо не отдаст свой запас энергии до последней калории.

Идеальная двухколпаковая печь – круглая в плане. Тогда ее тело 5 является одновременно и вторым колпаком. В нем также есть невидимая зона термохимических реакций 6 под сводом. В ней нейтрализуются остатки моноокиси углерода (угарного газа) и окислов азота, образующихся в топке вследствие значительно более высокой, чем в пламенной печи, температуры сгорания. В дымоход 7 уходят только углекислый газ и пары воды.

Хотя круглую кирпичную печку обычного типа сложить можно, но, если она двухколпаковая, устроить в ней прочистные дверцы сложно, а чистить ее (когда-то же, да придется) трудно. Поэтому на практике двухколпаковые печи выполняют, если привлечь аналогию с электроникой, не по параллельной, а по каскадной последовательной схеме: второй колпак водружают на первый и соединяют колпаки между собой дымоходами (или одной сплошной широкой щелью) с тыла печи, правая поз. на рис. КПД кирпичной печи при этом падает всего на 1-2 процентных пункта.

Примечание: чтобы в круглой двухколпаковке газовая вьюшка была устойчивой, кроме ураганных ветров, кольцевой зазор L2 между первым и вторым колпаками должен быть шире такого же L1 между топкой и первым колпаком.

В том и другом случае во второй колпак можно безо всяких опасений встраивать водогрейный регистр любого типа. Основное тепло телу печи передается под сводом первого колпака. Это, кстати, тоже одна из причин, почему раньше двухколпаковки не были в употреблении: при дешевом топливе небольшое повышение КПД не окупало сложности работы, а мыться на кухне в корыте тогда было делом обычным.

И в то же время газы под второй колпак подходят, с одной стороны, достаточно остывшие и прореагировавшие, чтобы теплообменник можно было выполнять из обычных конструкционных материалов, не опасаясь его прогорания и осаждения сажи на нем. С другой – температура во втором колпаке при КПД печи в 80% будет в пределах 200-400 градусов, что дает как раз достаточный температурный градиент для эффективной передачи тепла воде.

О многоколпаковках

В принципе возможно круглую колпаковую печь выполнить многокаскадной; каждый каскад – 2 колпака, с отверстием в своде и глухой сверху, как показано на рис. При трех каскадах (6 колпаков), конструкцию, которую можно условно назвать печью со свободным ходом газов (левая поз. на рис.) возможно сделать самонастраивающейся под любое топливо, от мазута до кизяка, с КПД до 97-98% в любом режиме топки. Однако точному аналитическому расчету она не поддается, а компьютерное моделирование требует достаточно мощной аппаратной и программной платформы.

Схемы многоколпаковых печей

Печь с четными (с отверстием в своде) колпаками, доведенными до ее пода (правая поз. на рис.), способна, в принципе, показать КПД в 85-90%, в зависимости от режима горения и вида топлива. Но и ту, и другую, во-первых, очень сложно чистить. Во-вторых, первый колпак получается очень маленьким, и температура под ним будет вполне пиролизной, около 1500 градусов. Никакой металл ее не выдержит, разве что платина. Вольфрам и тот сгорит, как нитка лампочки с разбитой колбой. А будет ли держаться на весу футеровка для пиролизных печей, на опыте пока никто не определял.

Примечание: черные пунктирные линии на рисунках – не металлоконструкции. Это образующие (параболы и прямые) соответствующих размеров: диаметров дымовых отверстий и расстояний нижних обрезов колпаков от пода.

На голых принципах ничего не работает. Чтобы теоретически абсолютно правильная печка хорошо грела, сушила и варила, ее нужно также правильно выполнить в материале. Применительно к колпаковым печам (и особенно – к двухколпаковым) это значит, что тепловая нагрузка на материал должна быть высокой. Сделать колпаковую печь массивной, с толстыми стенками – все равно, что жечь костер в пещере. Чтобы почувствовать тепло, нужно сесть у самого огня, а уж копоти будет…

Взгляните на рис. На нем – чертежи и порядовки некоторых печей Кузнецова: банной, отопительно-варочной, двухконтурного водогрейного котла и усовершенствованной русской с лежанкой. Не будучи опытным печником, видно, что материала на единицу выделяемой мощности (500 Вт*кв. м наружной поверхности) в печи Кузнецова идет в полтора-два раза меньше, чем в традиционных. Вообще, любая колпаковая печь «пустее» внутри равной по мощности канальной.

Порядовки некоторых печей Кузнецова

С одной стороны, это хорошо, кирпич-то с кладочным раствором денег стоят. Но с другой – требует тщательнейшей разработки и соблюдения технологии постройки (см. ниже). Тепловая нагрузка, от которой не шелохнется груда булыжника, тонкую кирпичную стенку разрушит уже при разгонной топке.

Для печей Кузнецова важна и строительная механика. Прочность стенки на глиняном растворе при уменьшении ее толщины падает гораздо быстрее, чем на цементно-песчаном. Поэтому фундамент под эти печи нужно выполнять особенно тщательно в точном соответствии с рекомендациями автора. Им же необходимо неукоснительно следовать при постройке.

Примечание: И. В. Кузнецов позволяет свободно копировать свои материалы для себя, для постройки, но возражает против переизданий. Однако картинки на рис. маленькие. Дилетант по ним ничего не соорудит, а мастер знает, где можно взять полноценные чертежи. Поэтому надеемся, что Игорь Викторович простит нам это небольшое заимствование ради пользы дела.

Третье: шаг вправо, шаг влево…

Высокие нагрузки на материал в печах Кузнецова требуют не просто тщательной разработки конструкции, но и соблюдения при этом некоторых основополагающих уже конструкторских принципов. Главный из них – плавающая топка из шамотного кирпича марки ШБ-8 или Ш-5. Тело печи выкладывается из керамического кирпича марки не ниже М150.

Что значит плавающая топка? Во-первых, вокруг нее целиком, или в точно рассчитанных автором местах, должен быть сухой шов. Сделать его не так-то просто: по выкладке последнего ряда шамота (если иное не оговорено в спецификации на печь) глиняный раствор из швов между шамотным и обычным кирпичом выковыривается, а вместо него вставляются прокладки из минерального картона – базальтового, каолинового и т.п.

Несвязанные и связанные строительные модули

Во-вторых, нужно неукоснительно соблюдать принцип несвязности модулей. Что это такое, показывает рис. Никакие выступы шамота не должны входить в пазы обычного кирпича, и наоборот, даже с демпфирующими швами. ТКР и теплоемкость шамота существенно отличаются от «кирпичных», и топка, связанная с телом печи, порвет кладку при растопке. Топка «кузнецовки» должна представлять собой компактный модуль, установленный в гнездо из обычного кирпича. Как при этом устроить ее выход в дымоход, автор подробно объясняет на сайте.

Также неукоснительно нужно следовать его рекомендациям касательно выбора и подготовки материалов. «Кузнецовки» хоть и кирпичные, но высокотехнологичные, и терпят замену на эрзацы и небрежность не более, чем ракета или подлодка – замену титана и композитов жестянкой. Последствия, правда, не будут столь катастрофическими, но и видеть их придется дома, а не вычитывать в новостях. И платить из своего кармана.

В целом по технологии: печь Кузнецова может соорудить старательный, внимательный и аккуратный новичок. Но действительно опытный печник, с полупьяна, но бездумно выкладывающий действительно очень хорошую плиту или голландку, на печи Кузнецова обязательно осечется.

О последователях

Чертеж самодельной печи Кузнецова

Тем не менее, «кузнецовки» не есть некое чудо несказанное. Уже нашлось немало любителей и мастеров-профи, не только повторяющих оригинальные конструкции Игоря Викторовича, но и создающие свои самостоятельно. На рис. справа – чертеж, а на рис. в разделе – порядовка одной из них.

У нее две особенности. Первая – растопочные ходы на 21-м ряду. Они вполне аналогичны холостым воздушным ходам Кузнецова, но включаются в работу при растопке, ускоряя и облегчая ее. На пламени или тлении их пропускная способность не позволяет обеспечить выход газов, и канальчики эти заглушаются газовыми пробками.

Вторая – пиленые вдоль, да еще и на угол, кирпичи в 17-м, 28-м и некоторых других рядах. Вообще-то и печники, и просто строители знают, что кирпичи вдоль не пилят. Но это убеждение сложилось во времена, когда и понятия «угловая дрель», она же болгарка, не было. Об алмазном инструменте тогда только слыхали, что, мол, применяется такой где-то в секретных цехах военных заводов.

Но пилить кирпич вдоль болгаркой на весу все равно нельзя, его прочность упадет ниже предельно малой из-за биений инструмента в руках. Тут два варианта, первый: установить инструмент в станину с ходящим в вертикальной плоскости рычагом, чтобы получится отрезной станок. Такую можно сделать самому, есть и готовые в продаже.

Порядовка самодельной печи Кузнецова

Другой способ годится, если на хозяйстве имеется циркулярка хотя бы на 1500 обмин, а лучше – на 2500-3000. Тогда алмазный круг по камню заправляют в нее вместо штатного пильного зубчатого. Этот вариант предпочтительнее: опорная доска с уголковым упором обеспечивают рез гораздо более чистый и точный. И при необходимости можно допилить с другой стороны, не рискуя получить на спиле высокую ступеньку.

Еще о кругленьких

Круглые печи теоретически вообще имеют массу преимуществ, только в доме не очень-то удобны. Однако немал спрос и на компактные передвижные печи, и вот тут предельно высокий КПД круглых многоколпаковок может оказаться решающим фактором, ведь при уменьшении размеров печи ее КПД резко падает из-за закона квадрата-куба.

Такие печи, разумеется, пришлось бы делать из металла. Это решает проблему чистки, печку можно выполнить разборной. Но выбор металлов, подходящих по соотношению теплоемкости и теплопроводности, крайне ограничен. Из недорогих – только чугун, но он тяжел и хрупок.

Однако есть металлический материал полегче и попрочнее с подобными свойствами. Это – продукция порошковой металлургии. Применительно к ножам-ножницам «порошковая дрянь» вполне оправдано, но для печи, в которой ничего не работает на сдвиг, порошковые детали могут оказаться находкой.

Вторая проблема, о которой уже говорилось – жаростойкая футеровка на своде первого колпака. Если удастся решить и ее, то, возможно, труды и старания Игоря Викторовича Кузнецова дадут плоды более обширные и весомые, чем сейчас кажется.

Колпаковая печь Кузнецова: кладка своими руками, схемы, порядовка

Печи Кузнецова: устройство и принципы работы, преимущества, вариации, чертежи Печи Кузнецова хорошо известны не только печникам – они обогревают множество домов в России и за ее пределами.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Счетчики газа

Система отопления

Водоснабжение

Система вентиляции

Радиаторы

Водопровод

© 2024 Про уют в доме. Счетчики газа. Система отопления. Водоснабжение. Система вентиляции