Конструкции печей по проектам кузнецова. Колпаковая печь для отопления дома своими руками: пошаговая инструкция по кладке. Основные свойства, присущие подобному принципу работы

закрыть ×

Уже более 50 лет печи Кузнецова занимают высокие позиции среди отопительных конструкций для дома, и это неудивительно, так как печи имеют множество плюсов и разительно отличаются от канальных печей не только внешне, но и своими характеристиками. Кузнецов был первым человеком, кто отважился испытать наиболее практичную и удобную систему печей.

Во всех печах горячий воздух передвигается по каналам, а проходя по ним разогревают стены печи, однако сам воздух быстро остывает. Подобное перемещение воздуха может быть только при наличии оптимальной тяги, то есть принудительной, но при этом корпус печи прогревается неравномерно, что приводит к растрескиванию кирпичей и появлению нежелательных трещин. Благодаря Кузнецову возник независимый принцип движения воздуха в печи. У печей имеется второе название - купольные, которое они приобрели благодаря уникальной конструкции.

Колпаки данной печи непременно должны сообщаться между собой при помощи сухого шва - пространства в 2-3 см, которое не заполнено раствором и теплоизолятором, через который переходят газы из одного колпака в другой. Если говорить простым языком, то принцип работы печей Кузнецова таков: газы циркулируют и проходят по трубе благодаря собственной силе тяжести, а не принудительно, как это происходит при движении по дымоходу.

В канальных печах дым как бы вытягивается по трубе, а в колпаковой он выталкивается. При этом колпак может исполнять функцию тары для нагрева воды или служить местом для приготовления пищи. Даже самая простая купольная печь может исполнять двойную функцию.

На рисунке ниже детально показан принцип движение газов в колпаковой печи Кузнецова.

Стрелками красного цвета наглядно показано, как передвигается горячий воздух, а стрелками синего цвета отмечено движение холодного воздуха, который попадает в печь снаружи через поддувало. Из-за того, что вес холодного воздуха больше, чем у горячего, он не сможет подниматься вверх и пойдет понизу, не оказывая влияния на общий температурный режим в колпаке. В свою очередь горячий воздух собирается под колпаком, постепенно там остывая, а затем его будут вытеснять порывы более горячего воздуха, которые поднимаются вверх.

Преимущества, недостатки и отличия

К преимуществам можно отнести следующие характеристики:

Возможность топить печь разным топливом
Равномерное прогревание стенок
Хорошая отдача тепла
При горении не выделяется дым и сажа
Необходимость в чистке печи минимальная
Печь не трескается
Хорошо держит тепло
Форма и дизайн могут быть совершенно разными
Экономия на топливе
Возможность растапливать печь даже сырыми дровами

Одно из главных отличительных качеств печей Кузнецова - это повышенное значение КПД. В обычной русской печи он составляет 30%-40%, а в этих печах - почти 95%., что и отличает данные печи от обычных русских. Внутренняя концепция продумана детально и грамотно, благодаря чему нагретый воздух задерживается в печке на более долгий срок, а холодный, наоборот, быстро выходит в дымоход за счет специального углубления. Также стоит отметить, что печи Кузнецова могут топиться различным видом топлива, даже таким низкосортным горючим, как опилки, на которые можно устанавливать оборудование, обеспечивающее ГВС.

Кузнецов первый в мире начал использовать автоматическое распределение тяги по каналам, что позволяет исключить угар даже при открытой вьюшке. Эта система отличает печи Кузнецова тем, что она уникальна и проста. В печах такой конструкции тепло не тратится впустую, а сразу начинает работать на обогрев помещения или ГВС, так как выделяемые газы не закручиваются в вихрь, как в канальных конструкциях, а отдают свою энергию на пропитку печи.

Если в канальных печах остатки топливных масс просто «вылетают» в трубу, то колпаковая печь Кузнецова устроена по-другому. Когда топливных масс остается немного и они начинают догорать, колпаки исполняют роль накопителя, задерживая под своими сводами нагретые воздушные массы и отдавая всю энергию стенам печке.

Из недостатков, которых не так уж много, можно назвать следующие:

Необходимо внимательно следовать порядовке, чтобы конструкция получилась качественной.
При изготовлении необходимо использовать только качественные материалы.

Виды печей

Все кузнецовские модели - колпаковые, но они тоже имеют различные классификации. На сегодняшний день известно несколько видов:

Колпаковая печь - имеет один колпак.
Двухколпаковая - два колпака.
Купольная-в данном виде печей может быть несколько колпаков. Купольные печи используются чаще, чем остальные, так как их можно проектировать под любые помещения и дополнять любыми устройствами.
С котлом водяного отопления - к таким печам есть возможность установить дополнительное оборудование.
С лежанкой - это печь, на которой предусмотрено место для лежания.
Отопительно-варочные печи ОВИК - такие печи не просто греют дом, но и дают возможность готовить на специально предусмотренной плите.
Печь-духовка - не только греет, но и оснащена духовым шкафом, в котором можно печь.
Печь-камин - идеальный вариант для прогрева дома и проведения вечера около огня.
Двухэтажная - это печи, которые могут исполнять несколько функций сразу. Например, обогревать помещение, служить варочной панелью, иметь лежанку и духовой шкаф. Единственный минус, который имеет двухэтажная колпаковая печь Кузнецова - это ее громоздкие габариты. Такая печь станет идеальным вариантам для больших помещений.
Русские печи РТИК - кроме обогрева и варочной панели, печь оснащена дополнительной, на которой можно сушить дрова или обувь.
Уличные печи скорее похожи на уличные комплексы, так как включают в себя гриль и барбекю для приготовления пищи на свежем воздухе.

Перечисленные выше модели - это далеко не весь список печей разного назначения, которые разработаны по схемам Кузнецова. Также существует множество чертежей, с помощью которых можно сделать смешанные варианты с различными функциями. Кроме печей, по кузнецовским разработкам делаются еще камины и печи для саун. Эти конструкции обладают повышенной теплоотдачей, что позволяет быстро нагревать помещение.

Как сделать самостоятельно

Чаще всего в домах используются отопительно-варочные печи ОВИК 5, именно такую печь рассмотрим на примере.

Чтобы сделать печь Кузнецова своими руками, потребуется следующее:

Материал

Два вида кирпичей: красный полнотелый (М150) и жаропрочный шамотный (ШБ-8)
Песок и цемент (3:1),но можно взять и готовую заводскую смесь
Комплектующие для печи: чугунные двери, зольная камера, двери для очистных отверстий, задвижки, решетка и вьюшки
Проволока диаметром 3 мм и длинной 10 м. Ей будут перевязываться кирпичи
Стальные уголки (2 шт.)
Для фундамента сетка арматурная

Инструменты

Мастерок
Молоток
Кельма
Расшивка
Таз или ванна, чтобы замесить раствор
Рулетка
Отвес
Уровень
Дрель с насадкой миксер
Болгарка

Фундамент

Прежде чем делать печь, необходимо подготовить фундамент. При его закладке стоит быть внимательным и делать все точно по инструкции, иначе под тяжестью печи фундамент осядет, а печь может потрескаться, что в дальнейшем приведет к развалу.

Фундамент должен быть на 15-20 см больше, чем параметры печи. Только в этом случае он будет соответствовать всем требованиям нормативов.

Это примерный чертеж фундамента, на котором показаны используемые материалы и имеется разметка.

Чтобы сделать фундамент под печь Кузнецова своими руками, потребуется выполнить следующее:

В первую очередь выкапываем приямок глубиной не менее 1 м, именно на такой глубине зимой промерзает почва. Края и стенки ямы необходимо делать как можно ровнее, что позволит затратить меньше цементного раствора.
Далее делаем так называемую «подушку» из песка. Засыпать желательно просеянный песок, чтобы он плотнее утрамбовался. Высота подушки должна быть около 20 см. Затем оставляем подушку на пару дней для усадки.
Далее необходимо сделать опалубку. Оптимальным вариантом для опалубки будут доски, хотя можно использовать и другой материал. Верхняя часть опалубки должна совпадать с уровнем пола в доме.
Далее переходим к монтажу арматуры. В качестве арматуры подойдет сетка с ячейками от 50 мм и толщиной прутка от 6 мм. Сетку нужно располагать так, чтобы она оказалась либо в середине фундамента, либо перед выходом бетона из почвы наружу. Последний вариант является самым оптимальным.
Заключительный этап фундамента - это заливка бетона. В дополнение к бетону можно добавить в состав минеральные тяжелые примеси или гравий, а лучшим дополнением станет гидрофобизатор, которые не позволит влаге впитываться в фундамент и продлит его срок эксплуатации. После того, как бетон залит, его поверхность необходимо выровнять при помощи шпателя и сразу же убрать все дефекты на поверхности.

После завершения вышеописанных работ фундамент нужно оставить на некоторое время для просыхания. В идеале - не менее, чем на 30 дней, в зависимости от погодных условий, но затвердевает он уже через неделю, поэтому можно приступать к дальнейшему строительству печи.

Переходим к строительству. Так как самой распространенной конструкцией считается колпаковая печь, то именно ее мы и будем делать. Перед кладкой необходимо обратить внимание на важные моменты:

На фундамент перед первой кладкой необходимо уложить гидроизоляционный слой, которым может быть рубероид или фольгированная изотермическая пленка. Если укладывается фольга, то класть ее надо блестящей стороной вверх, чтобы она отражала тепловую энергию.
Не стоит делать изменения в порядовке, так как это может отразиться на работе печи и сроке ее службы. Исключение можно сделать только в рядах сплошного перекрытия и изменить их вид.
Чтобы лицевая сторона выглядела солидно, нужно брать кирпичи хорошего качества, ровные и без трещин.
Если потребуется отрезать кирпич, то делать это необходимо болгаркой, края и плоскости должны иметь ровную форму.

Первые два уровня нужно выложить шамотным кирпичом с применением печного скрепляющего раствора. Огнеупорный слой не позволит тепловой энергии выйти в фундамент. Со второго ряда нужно начинать подготовку зольника и поддувала. Кирпичи необходимо класть в шахматном порядке и только на глиняный раствор. Также необходимо соблюдать толщину шва, которая должна быть не менее 5 мм.
В третьем ряду начинаем подготовку траектории дымовых каналов.
Чтобы печь было удобно обслуживать, в дымоходах нужно сделать четыре очистных двери стандартного размера.
Решетку для колосника нужно класть на пятом уровне, также на этом уровне укладываются перегородки между поддувалом, колпаком и топкой.
С 5 по 14-й ряды выкладывается топочная камера из шамотного кирпича. Важно не забыть про очень важный фактор: между шамотными и красными кирпичами кладки должен оставаться компенсационный зазор. Нужен он для того, чтобы печь не повреждалась от возникающих термических расширений материала.
Устанавливать двери топки и поддувала нужно при помощи асбестового уплотнителя.
В 17 и 18 ряду перекрытие колпака имеют сплошную плоскость, без отверстий для дымохода.
Как видно на порядовке, в 21 ряду остается два прохода, которые расположены вдоль внутренних стенок.
В 28, 29 и 30 рядах можно сделать небольшие отклонение от порядовки, если есть желание изменить форму печи. В случае с низким потолком следует сделать противопожарные разделки.
По мере выкладывания следует совершать футеровку внутренней поверхности кирпичной кладки. Заглаживать стыки необходимо раствором, добавив в него жаропрочный материал.
Перекрытие необходимо осуществлять 2-мя чугунными опорными уголками, длина плеча которого должна быть не менее 45 мм, однако точный размер следует выбирать, принимая во внимания нагрузку.

При строительстве кузнецовских печей стройматериала потребуется значительно меньше, нежели для канальных печей, так как купольные конструкции содержат больше пустого места внутри. По этой причине печку можно рассматривать в качестве экономичного варианта, а форма конструкции может быть совершенно разной, в том числе и угловой.

Перед тем, как делать печь Кузнецова своими руками, следует тщательно изучить порядовки и не отступать от них ни на сантиметр, в ином случае правильность конструкции может быть нарушена. Также не стоит забывать, что следует выбирать качественный и надежный материал, который будет отвечать всем стандартам безопасности.

Кузнецовская банная печь своими руками

1-й ряд необходимо класть так, чтобы его поверхность была ровной, что легко проверить с помощью уровня, а форма должна быть в виде прямоугольника.

Как уже говорилось, во 2-м ряду будут начинаться первый колпак и поддувало. Для этого необходимо взять кирпич, разделить его напополам и каждую часть положить так, чтобы они были выдвинуты слегка наружу, как это показано на рисунке. Использовать при этом раствор не нужно. После окончания кладки эти половинки вытаскиваются.

На 2-й ряд понадобится 14 кирпичей, а после того, как кирпичи будут уложены, необходимо установить дверцу поддувала, которую нужно подпереть несколькими кирпичами. Рамку обматываем шнуром, как говорилось в рекомендациях. Фиксировать ее необходимо проволокой, которую нужно заложить в швы. Также проволока используется для армирования стенок печи, укладывать которую необходимо в каждом четном ряду.

Выкладываем третий ряд, в котором входящие в его состав кирпичи должны хорошо зафиксировать дверку поддувала.

Дверку поддувала в 4 ряду следует перекрыть стесанными керамическими кирпичами, которые должны смотреть наружу, и стесанными шамотными кирпичами, которые должны смотреть внутрь. Между ними должен быть тепловой зазор величиной 5 мм. Чтобы сделать зазор, потребуется прокладка из упаковочного гофрокартона. Такой зазор необходимо делать во всех местах, в которых пересекаются два вида кирпича.

В пятом ряду шамотный кирпич, образующий боковые стенки топки, необходимо слегка сдвинуть так, чтобы кирпичи нижнего ряда образовали полочку, ширина которой должна быть не менее 15 мм. Это нужно для колосниковой решетки. В этом же ряду начинаем формировать вертикальный канал, который соединяет оба колпака. После того, как полностью выложится ряд, устанавливаем решетку, а зазоры между ней и кирпичом заполняем песком.

Во время укладки шестого ряда устанавливается и топочная дверка. Между рамой дверцы и кирпичом укладывается асбестовый шнур, а закрепляется она Внизу с помощью проволоки, а вверху при помощи железной полоски.

При укладке седьмого ряда сборку от кирпича, образующего заднюю стенку топки, оставляют разрыв 30 мм - это начало сухого шва.

Следуя схеме, выкладываем восьмой ряд.

В девятом ряду формируется канал, который связывает топку с нижним колпаком. На схеме сиреневым цветом выделены те кирпичи в боковых стенках топки, верхние грани которых должны быть на 10 мм ниже плоскости ряда.

При кладке десятого ряда не забудьте, что на асбестовую подкладку, которая накрывает шамотный кирпич, керамический кирпич кладется без раствора. В окружающих топку керамических кирпичах нужно сделать вырез для варочной панели. Размер выреза должен быть таким, чтобы вокруг плиты остался зазор в 5 мм. В месте контакта шамотного кирпича и панели нужно оставлять зазор в 10 мм. Такие кирпичи, подрезанные вкось, располагаются справа и спереди, а на чертеже указаны желтым цветом.

В одиннадцатом ряду начинаются стенки варочной камеры, и в нем же устанавливается дверца для камеры. Не забываем обматывать рамку асбестовым шнуром и фиксировать плотно проволокой.

С 12 по 14 ряд делаем кладку согласно порядовке.

После того, как выкладка кирпичей в 15 ряду закончена, варочная камера перекрывается листом стали, толщина которого должна быть 3 мм, а размер 60Х55 см, с вырезом под вытяжной канал. Для упрочнения листа используем 4 отрезка от уголка и стальную полоску.

17-й ряд делается по порядовке, а в восемнадцатом начинаем формировать верхний колпак.

С 19 по 27 ряд кладем печь в соответствии с порядовкой. В 28-м ряду приступаем к установке основной задвижки дымохода. Здесь тоже потребуется оставлять зазор в 6 мм вокруг задвижки, а глубина под нее должна составлять 11 мм.

После того, как кладка полностью завершена, печь необходимо оставить для просушки на некоторое время, а топить начинать с небольшого количества дров.

Немалую популярность завоевала и колпаковая печь для бани, так как она обогревает все основные банные помещения и обладает хорошей теплоотдачей при минимальной затрате топлива. Кузнецовские двухъярусные банные печи просты и эффективны. Проблема нагрева воды в душевой легко решается за счет встроенного в печь регистра.

Если вы решили делать печь Кузнецова своими руками, то стоит изучить несколько вариантов порядовок, которые помогут сделать ее правильно и в соответствии с мерами безопасности.

Первая колпаковая печь Кузнецова была сооружена в 60-х годах прошлого столетия. Уникальная разработка принадлежит Игорю Кузнецову, основной деятельностью которого является конструирование и усовершенствование кирпичных печей для отопления.

Отопительные печи Кузнецова представляют собой эффективные и надежные конструкции, которые используют различный топливный материал.

В настоящее время изобретено свыше 150 видов печей, каждая из которых имеет высокий показатель КПД – от 80 до 94 %.

Характеристики

Колпаковые печи Кузнецова имеют ряд отличительных характеристик и преимуществ, которые выделяют их среди основных конкурентов на рынке отопительного оборудования для дома и бани.

Принцип работы подобного устройства достаточно прост: нижний уровень (ярус) и топливник представляют собой единую конструкцию – колпак, который предназначен для эффективного перемещения газов, образованных при сгорании топлива. При этом скопление легких газов осуществляется вверху колпака, а тяжелых – внизу. В середине сосредоточены газы, имеющие среднюю температуру нагрева.

«Кузнецовка» из кирпича предусматривает длительное удержание нагретого воздуха внутри колпака для эффективной аккумуляции тепла внутри помещения, а затем быстрый вывод отходов сгорания через дымоотводную трубу.

Особенностью печи является поддержание предельной температуры горения. Кроме того, печь Кузнецова обладает высоким КПД, который в несколько раз превышает аналогичный показатель у классической русской печи.

Конкретные преимущества подобных печей состоят в следующем:

Высокий КПД – до 94 %.
Высокий температурный режим сгорания топливного материала.
Быстрая аккумуляция и длительное поддержание тепла.
Низкий уровень осаждения сажи.
Простота в уходе и неприхотливость.
Незначительная материалоемкость при высокой тепловой отдаче.
Возможность дополнительного встраивания контура для горячего водоснабжения.
Повышенная тяга при небольших размерах дымоотводной трубы.
Привлекательный дизайн и широкий выбор конструктивных форм. Усовершенствованный вариант – двухколпаковая печь Кузнецова, которая может быть сконструирована под любой тип помещения.
Быстрое распределение тяги между каналами в автоматическом режиме.

Виды

По назначению и конструктивным особенностям «кузнецовки» можно разделить на несколько видов:

Отопительные . Устройства предназначены для эффективного и безопасного обогрева помещений.
Варочные . Используются для приготовления еды. Сюда относятся печи для выпечки хлеба и хлебобулочных изделий.
Банные . Печь Кузнецова для бани разработана для одновременного обогрева основных банных помещений. Такие устройства обладают высокой теплоотдачей при минимальном потреблении топлива.
Уличные . Печной комплекс, состоящий из гриля или барбекю, для приготовления еды на открытом воздухе.
Каминные . Оборудование используется в качестве декоративного элемента интерьера или дополнительного варианта обогрева. Некоторые оснащаются специальными лежаками для приятного проведения досуга.

Наиболее востребованными являются комплексные устройства, которые отличаются своей многозадачностью. Ярким примером является отопительно-варочная печь Кузнецова, которая предназначается как для обогрева жилых помещений, так и для приготовления еды.

Несмотря на свои функциональные особенности, все печки работают по одному принципу – эффективное распределение нагретых газов в колпаке на отдельные потоки.

Примечательно, что печные колпаки могут оснащаться дополнительным оборудованием – электрическими нагревателями, баками для горячего водоснабжения, паровыми генераторами, духовым шкафом и плитой.

Грамотно спроектированная и возведенная банная печь Кузнецова обеспечит надежное отопление во всех функциональных помещениях: парной, моечной, предбаннике, комнате отдыха. Кроме того, она позволит быстро подогреть воду, саккумулировать горячий пар и очистить воздух.

Чем объясняется высокая эффективность печей

Причины, по которым колпаковые печи являются настолько эффективными по сравнению с традиционными устройствами, следующие:

Правильное распределение дымных газов по температуре нагрева за пределами топочного отделения.
Большое количество колпаков способствует задержанию горячего газа и более эффективной аккумуляции тепла внутри устройства.
Правильное расположение колпака способствует сдерживанию нагретых газов и поддержанию высокого температурного режима. Это приводит к сбору продуктов сгорания топлива в одном месте и снижению уровня образования сажи в дымоотводной трубе. По этой причине «кузнецовки» не требуют частой чистки от сажи.
Теплообменник располагается в колпаке, поэтому не удерживает производимое печью тепло и не снижает уровень КПД.

Построить печь Кузнецова своими руками не так и просто, но все, что потребуется от мастера, – это следовать четкой пошаговой инструкции.

Материалы и инструменты

Для обустройства кирпичной «кузнецовки» для дома или бани, прежде всего, следует подготовить рабочие чертежи и порядовки. Сам автор разработал свыше сотни различных печей с пошаговыми инструкциями по их строительству.

Порядовка печи – это полное руководство, которое наглядно объясняет правильность кладки каждого отдельного ряда в предусмотренной последовательности. Начинающим мастерам рекомендуется строго соблюдать порядовки печей Кузнецова, что позволит построить надежную и долговечную конструкцию.

Для проведения строительных работ необходимо подготовить основные материалы и рабочий инструментарий:

красный огнестойкий кирпич полнотелый;
кирпич шамотный;
огнестойкую глину средней фракции;
песок горный (в два раза больше объема глины);
проволоку стальную;
уголок металлический;
конструктивные элементы: дверки для поддувала, топки, решетку для колосника, задвижку, плиту для очага.

Внимание! При желании вместо глины и песка можно приобрести готовую смесь для кладки, которая продается в специализированных магазинах. В ней соблюдены все нужные пропорции основных компонентов.

Печи Кузнецова своими руками имеют свои тонкости возведения, поэтому перед началом работ должна быть тщательно изучена схема кладки устройства.

Технология возведения

Возвести подобное устройство самостоятельно под силу даже новичкам, главное, чтобы соблюдалась технология строительства и рабочая схема.

Обустройство фундамента

Первый этап – возведение фундамента, который можно запланировать при строительстве дома или бани. В противном случае необходимо подготовить новое основание под печку.

Основание должно превышать размеры печи на 15 см по всему будущему периметру, что обеспечит высокую прочность и износостойкость готовой конструкции. Для обустройства фундамента стоит учесть следующее:

Основание для печи не рекомендуется связывать с фундаментом дома или бани.
При расположении печи вдоль стены фундамент должен быть удален от основного основания на 6 см, а расстояние между ними защищено песчаной прослойкой.
Для защиты основания от повышенной влажности и грунтовых вод требуется обустройство надежной гидроизоляции – песчаная подушка на дне траншеи и рулонный рубероид поверх бетонного слоя.
Для повышения прочности фундамент должен быть усилен специальным армирующим каркасом.

Кирпичная кладка

После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.

Перед началом кладки стоит продумать местоположение дымоотводной трубы внутри помещения и снаружи на крыше, что должно отвечать определенным требованиям. Напомним, что любая печь Кузнецова имеет готовые чертежи, в соответствии с которыми выполняются строительные работы.

Для кладки первых двух рядов используется шамотный огнестойкий кирпич. Для соединения кирпичей готовится специальный . Не рекомендуется использовать смесь, приготовленную для обустройства фундаментного основания. После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
Чтобы улучшить тепловую отдачу устройства, рекомендуется установить 4 чистки для каналов – в задней части, в поддувало и по бокам. Размеры чисток выбираются в индивидуальном порядке. На этом этапе проверяется горизонтальность всех поверхностей при помощи уголка.
Со 2-го ряда формируется зольник и поддувало. Эти рабочие камеры предусмотрены для чистки золы и создания необходимой тяги для горения. Кирпичная кладка выполняется в шахматном порядке со швом толщиной 6 мм. Для фиксации кирпичей используется раствор на основе огнеупорной глины.
Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи. При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом. При монтаже колосника соблюдаются технологические зазоры в 7 мм между решеткой для колосника и внешней стеной печки. Монтаж решетки выполняется под небольшим углом по отношению к дверке.
Здесь же выполняется установка дверки для топки. При обустройстве камеры сгорания она дополнительно облицовывается шамотным кирпичом, который укладывается ребром. Это обеспечивает надежную защиту внешних стенок печи от воздействия высоких температур.
До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам. С 17-го ряда устанавливается колпак, после которого можно приступать к обустройству второй камеры, расположенной над первой. Она будет являться вторым колпаком. На этом этапе выполняется перекрытие колпака, а на 21-м ряду обустраиваются проходы, которые направлены вдоль внутренних стен по обе стороны.
Работы проводятся в соответствии с предложенной порядовкой до 26-го ряда, после завершения которого верхняя часть колпака надежно закрывается кирпичной кладкой.
Спустя 24 часа после завершения кладки можно выполнить тестовый запуск печи с добавлением небольшого количества топливного материала. Это позволит проверить готовую конструкцию на герметичность и отсутствие зазоров между кирпичами. При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.

Любая «кузнецовка» должна иметь плавающую топку, для обустройства которой выполняется особый шов.

Сухой шов в печах Кузнецова – это небольшой технологический зазор в крайнем углу, почти на дне топки. Он обеспечивает безопасное разделение газов в топке на холодные и горячие.

Этот процесс способствует беспрепятственному поднятию горячих газов в верхнюю часть колпака с последующим их охлаждением. Далее остывшие газы выводятся во второй колпак и через дымоотводную трубу наружу.

Первый колпак нельзя соединять с камерой сгорания. Это обусловлено тем, что топливный материал должен сгорать обособленно – для создания высокого температурного режима. Соединение колпака и топки допускается в классической русской печи с менее эффективной тягой.
Каждый четный ряд кирпичной кладки следует фиксировать металлической проволокой для создания дополнительной прочности и устойчивости строения.
После завершения кладки кирпич рекомендуется обработать защитным огнестойким составом.
Декоративные и функциональные элементы печи из металла устанавливаются с учетом возможного расширения при нагревании. Расстояние между ними и кирпичной кладкой защищается специальной прокладкой.
Первая топка устройства проводится при минимальных температурах с небольшим количеством топлива.
При нагревании кирпич расширяется, поэтому внутренняя конструкция печи из огнеупорного материала должна быть сконструирована так, чтобы с каждой стороны имелись технологические зазоры.

Самую доступную конструкцию колпаковой печи Кузнецова можно возвести собственноручно. При планировании сложного и многофункционального устройства технология его возведения также может быть усложнена.

На сегодняшний день многие задаются вопросом, как и чем лучше отопить свой дом, если нет газа. Дрова и уголь – одни из самых доступных видов топлива. Поэтому правильным решением здесь будет построить отопительную печь, а еще лучше добавить к ней функцию варочной для приготовления пищи. Вариантов конструкций очень много как по форме, так и по принципам действия.

В данной статье ознакомлю вас с особенностями печи Кузнецова, её преимуществами и пошаговой схемой возведения такого агрегата самостоятельно.

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки печи

Преимущества:

- высокий показатель коэффициента полезного действия 75-85% (КПД);
- топливо сгорает при высоких температурах;
- печь работает на всех видах твердого топлива — древесина, каменный и бурый уголь, брикеты и т.д.;
- несложность в обслуживании, нет необходимости чистить протяженные каналы (малое образование сажи);
- долговечность эксплуатации печи;
- эстетичный, оригинальный внешний вид;
- высокая эффективность, многофункциональность;
- экономичность;
- длительное сохранение тепла;
- форма и дизайн печей могут варьироваться в зависимости от назначения;

совмещение печи Кузнецова и водяного отопления дома несложно и часто применяется на практике.

Внутри топки устанавливают трубчатый теплообменник и соединяют его с трубопроводом отопительного контура. Основной плюс — теплотехника и теплоотдача печи при модернизации остаются неизменны, без малейших снижений эффективности;

конструкция кузнецовки позволяет устраивать невысокие дымоходы, причем снижения тяги при этом не происходит. Данный факт несколько удивляет тех, кто впервые знакомится с конструкцией и работой данных печей;

особенности внутренней конструкции печей Кузнецова позволяют устанавливать агрегат практически в любых помещениях любых размеров, независимо от того, для чего помещение предназначено.

И в кухнях, и в общих комнатах печь выглядит солидно и эстетично, и органично вписывается во многие интерьеры;

самая интересная и необычная в контексте домовой печи особенность кузнецовки: можно не закрывать вьюшку. Эта важнейшая деталь печи и одно из условий безопасной повседневной эксплуатации — для печи Кузнецова нужна только в том случае, если наступает внештатная ситуация.

Дело в том, что когда процесс сгорания топлива подходит к завершению и начинается остывание, тяга в каналах печи перераспределяется самопроизвольно, «автоматом».

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

Что можно сказать о недостатках печи.

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

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

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

Принцип действия печи

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Разновидности печей Кузнецова

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

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

У Кузнецова также есть такие проекты.

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

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

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

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

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

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

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

Печь Кузнецова своими руками

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, максимальная мощность достигается при правильном расположении.

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

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

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

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

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

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

Этапы строительства:

1. После изготовления фундамента нужно озаботиться приготовлением раствора для кладки печи. Для возведения кирпичной печи используют не цемент, а глину. Причем не любую, а только ту, которая залегает на глубине не менее 2-х метров. Глину просеивают и размывают, готовя раствор нужной вязкости.
2. После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.
3. Перед началом кладки стоит продумать местоположение дымоотводной трубы внутри помещения и снаружи на крыше, что должно отвечать определенным требованиям. Напомним, что любая печь Кузнецова имеет готовые чертежи, в соответствии с которыми выполняются строительные работы.
4. Для кладки первых двух рядов используется шамотный огнестойкий кирпич. Для соединения кирпичей готовится специальный кладочный раствор. Не рекомендуется использовать смесь, приготовленную для обустройства фундаментного основания.
5. После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
6. Чтобы улучшить тепловую отдачу устройства, рекомендуется установить 4 чистки для каналов – в задней части, в поддувало и по бокам. Размеры чисток выбираются в индивидуальном порядке. На этом этапе проверяется горизонтальность всех поверхностей при помощи уголка.
7. Со 2-го ряда формируется зольник и поддувало. Эти рабочие камеры предусмотрены для чистки золы и создания необходимой тяги для горения. Кирпичная кладка выполняется в шахматном порядке со швом толщиной 6 мм. Для фиксации кирпичей используется раствор на основе огнеупорной глины.
8. Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи.
9. При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом.
10. До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам.
11. С 17-го ряда устанавливается колпак, после которого можно приступать к обустройству второй камеры, расположенной над первой. Она будет являться вторым колпаком. На этом этапе выполняется перекрытие колпака, а на 21-м ряду обустраиваются проходы, которые направлены вдоль внутренних стен по обе стороны.
12. Работы проводятся в соответствии с предложенной порядовкой до 26-го ряда, после завершения которого верхняя часть колпака надежно закрывается кирпичной кладкой.

Спустя 24 часа после завершения кладки можно выполнить тестовый запуск печи с добавлением небольшого количества топливного материала. Это позволит проверить готовую конструкцию на герметичность и отсутствие зазоров между кирпичами.
При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.

Топка выполняется из шамотного кирпича, а тело печи из керамического, а это значит, что при нагревании и остывании они ведут себя по-разному. Поэтому сама топка должна быть плавающей, с этой целью вокруг нее делают специальный сухой шов.

Это делается для того, чтобы разные по физическим характеристикам кладки шамотного и керамического кирпича не порвало при эксплуатации.
«Сухой шов»: между шамотным и керамическим кирпичом нужно удалить кладочный раствор, а в образовавшуюся пустоту нужно вложить минеральный картон.

Нужно строго соблюсти еще одно правило – выступы из шамотной кладки не должны входить в углубления из керамической кладки, и наоборот. Таким образом, мы получаем абсолютно независимую топку.

Особенности эксплуатации печи

Первое - это автоматический режим горения топлива.

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

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

Второе, что приятно поражает - это отсутствие необходимости ежедневных чисток зольника.

Любой горючий материал сгорает в печи полностью, без твёрдого остатка. Сажа на стенках печи почти не образуется: в результате пиролиза происходит окисление углерода до состояния угарного (и частично углекислого) газа.

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

В летнем режиме печь Кузнецова из отопительно-варочной превращается просто в варочную. Для этого достаточно открыть специальную задвижку (её так и называют - задвижка летнего хода), после чего дымовые газы будут поступать в дымоход напрямую, минуя колпаки. Нагреву, соответственно, будет подвергаться только варочная плита.

Температуру внутри варочной камеры можно регулировать задвижкой, установленной на отходящем от неё вытяжном канале. Закрыв задвижку и дверцу камеры, её легко можно превратить в духовку. Для удобства пользования в стенках можно зафиксировать полочки для противня.

Если нужно быстро прогреть помещение или обсушиться, дверцу варочной камеры открывают. При этом температура на конфорках остаётся достаточно высокой для приготовления пищи.

О колпаковых печах знают не только в России, но и далеко за её пределами. Наряду с конструкциями канального типа они отапливают множество домов, поражая даже бывалых печников своей экономичностью и производительностью. К сожалению, об их создателе - И. В. Кузнецове, знают далеко не все. А ведь на счету изобретателя более полутора сотен различных конструкций, так полюбившихся владельцам загородных жилищ за необыкновенное удобство, неприхотливость и комфорт. Технология, разработанная известным печником, позволяет сооружать обогревающие приборы в современных домах, получая при этом не только качественное отопление, но и стильное дополнение интерьера. В рамках этой статьи мы расскажем о секрете успеха и конструктивных особенностях уникальных отопительных агрегатов, а также поделимся технологией строительства своими руками одной из наиболее популярных купольных печей Игоря Викторовича Кузнецова.

Особенности колпаковых печей Кузнецова

В печах Кузнецова удачно сочетаются старинные русские традиции и технологичные формы современности

Колпаковые печи Кузнецова, которые в народе уважительно называют «кузнецовки» или «колпаковки», выгодно отличаются от других твердотопливных агрегатов повышенной тепловой отдачей и экономичностью. Если говорить на языке теплотехники, то разработки известного печника имеют КПД, которое приближается к 80%, тогда как энергоэффективность знакомой всем русской печи никогда не поднималась выше 60%. Столь значимых показателей производительности удалось достичь благодаря совершенно новому принципу движения газов внутри печи, на котором и базируется большинство разработок Кузнецова.

Во всех ранее известных конструкциях разогретые продукты сгорания двигаются по лабиринту каналов, по пути теряя тепло на нагрев кирпича. При этом для нормальной работы печи требуется хорошая тяга, иначе прекращается отток газов из рабочей зоны, а, следовательно, и ухудшается теплообмен. Кроме того, повышение давления в рабочей камере создаёт препятствие поступающему к очагу воздуху, что переводит печь в режим газогенератора - она начинает тлеть и коптить.

Особенности движения газов в купольных печах

Используемые Кузнецовым принципы свободного перемещения газов предполагают совершенно другой способ теплообмена. Несколько сводов-колпаков, размещённых внутри отопительного прибора, производят ступенчатый отбор тепла от восходящих горячих потоков. По мере остывания продукты сгорания опускаются вниз и замещаются газами с более высокой температурой. Чтобы наглядно представить себе этот процесс, достаточно вспомнить, как себя ведёт струя дыма, запущенная в перевёрнутый стакан. Сначала она поднимается, соприкасается с дном и отдаёт ему своё тепло, а затем рассеивается и по стенкам опускается вниз.

Конечно же, «кузнецовка» устроена намного сложнее, да и процессы, которые в ней происходят, более многогранны, чем в описанном выше примере. Тем не менее именно благодаря тому, что движение горячих масс происходит естественным образом, удаётся достичь потрясающей экономичности и теплоотдачи. Что же касается тяги, то, казалось бы, задержка дыма в куполе печи должна приводить к её ухудшению. На практике же естественная конвекция внутри колпака обеспечивается не только за счёт дымохода, как в канальных печах, но ещё и благодаря разрежению воздуха под сводом, чему способствует высокая температура продуктов сгорания, которые туда устремляются. Как следствие, работоспособность сооружения будет обеспечивать даже более короткая дымовая труба, чем того требует любая шведская или голландская печь.

Колпаковый твердотопливный теплогенератор в разрезе

Надо сказать, что увеличение теплоотдачи «кузнецовок» происходит не только благодаря более совершенному способу конвективного теплообмена, но и по причине отсутствия системы газоходов. Поскольку сразу же за дымоходом устье печи переходит в широкий колпак, в купольных агрегатах отсутствует эффект ускорения газового потока в узких каналах, описанный термодинамическим законом Бернулли. В итоге после прогорания дров горячие газы не уходят в дымоход, а длительное время циркулируют под колпаками, отдавая остаточное тепло и обеспечивая меньшие суточные колебания температуры.

К вопросу о том, может ли печь функционировать без принудительной тяги

Из более совершенной конструкции печи проистекает масса достоинств:

требуется меньше материалов для строительства;
с продуктами сгорания уносится меньше твёрдых частиц, поэтому чистить стенки обогревающего агрегата придётся намного реже;
возможность установки короткого дымохода;
работа практически на всех видах твёрдого топлива;
неприхотливость в эксплуатации - купольные печи требуют обслуживания намного реже, чем канальные;
наличие свободного пространства внутри печи позволяет установить контур горячего водоснабжения;
равномерный прогрев и теплоотдача в течение длительного времени;
быстрый выход на рабочий режим.

Невозможно не отметить и тот факт, что благодаря своей оригинальной конструкции печи Кузнецова дают широкие возможности в плане дизайна интерьера, являясь неким связующим звеном между тёплой «ламповой» русской печью и высокотехнологичным оборудованием современных жилищ.

Отопительно-варочная печь Кузнецова является весьма компактным отопительным прибором

Существует множество конструкций бытовых купольных теплогенераторов И. В. Кузнецова, способных выполнять целый ряд задач:

отопительные печи используются для обогрева жилых помещений;
варочные предназначены для приготовления и подогрева пищи;
банные созданы для отопления бань и саун;
наружные устанавливают в зонах отдыха. Печи этого типа подразделяются на обогревающие и универсальные (с варочной поверхностью, барбекю, казаном или мангалом);
хлебные позволяют изготавливать любую выпечку и нередко совмещаются с варочными;
каминные помимо основного предназначения выполняют ещё и эстетическую функцию.

Как видите, перечень «колпаковок» чрезвычайно широк, хоть он и не вмещает всего разнообразия печей специального назначения и совмещённых агрегатов, разработанных известным конструктором и его подвижниками.

Конструкция и принцип действия

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

Принцип действия двухколпаковой печи

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

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

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

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

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

Принципиальная схема простейшей печи Кузнецова

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

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

Расчёт купольных отопительных приборов

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

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

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

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

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

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

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

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

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

Что понадобится для строительства

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

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

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

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

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

Подготовительные работы

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

Варианты размещения дымохода для колпаковой печи

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

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

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

Как соорудить печь при помощи схемы порядовки своими руками

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

Укладку первого ряда ведут всплошную

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

Один из способов обустройства компенсационных швов

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

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

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

Высокотемпературная зона выкладывается шамотным кирпичом

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

Монтаж топочной дверцы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что следует учитывать во время строительства

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

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

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

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

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

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

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

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

И. В. Кузнецов - человек, который посвятил всю свою жизнь проектированию печей. Он изобрел огромное количество новых конструкций, а также занимался их совершенствованием. Его деятельность в этой сфере началась еще в 1962 году. В начале работы ему не требовалось практически никакой рекламы. Известность приходила благодаря положительным отзывам заказчиков. На сегодняшний день у Кузнецова есть собственный сайт и команда единомышленников. На сайте представлены многочисленные конструкции, разработанные лично И. В. Кузнецовым по его особенной технологии. Рассмотрим подробнее эту технологию, ведь она великолепно подходит для возведения печей в современных жилищах, поскольку обеспечивает и качественный оборгев помещения, и придает некую изюминку его внешнему виду.

Основной показатель, к которому стремился И. В. Кузнецов в своих разработках, это повышение эффективности работы печи . В зависимости от назначения тепловых устройств, они оснащались улучшенными возможностями. У одних повышено тепло-сбережение, другим изменили топку, или добавили оборудование. Качество данных конструкций доказывается известностью и многолетней эксплуатацией. Многие, в целях сэкономить, но зная о положительных отзывах печей Кузнецова, берутся делать их своими руками. Это возможно, если строго следовать порядовкам и использовать правильные материалы.

Особенности печей Кузнецова

Как ранее говорились, главное в разработках Кузнецова - эффективность и продуктивность. Говоря научным языком это высокое значение КПД. Отличие этих печей заключается в принципиально новой и совершенной разработке . Внутренняя система движения газов продумана наиболее грамотно. Горячий воздух дольше задерживается в печи и хранит тепло, а холодный по специальному углублению быстро улетает в дымоход. Эти печи называют «колпаковыми ». Такое имя образовалось потому, что внутри нее по проекту делают как бы «колпак» - объединение очага и нижней части печи. Он выходит в роли разделителя газов на горячие и холодные. Горячие поднимаются в колпак и задерживаются в нем концентрируя тепло. Температура горения в таком колпаке получается значительно выше, за счет чего и выходит 95% КПД. Для простого сравнения нужно отметить, что традиционная русская печь имеет значение 25−40%. Используемая в печах И. В. Кузнецова система «свободного движения газов» , более естественна, ограничивает образование сажи, и оптимизирует равномерный нагрев и работу печи.

Отсюда вытекают и другие преимущества:

равномерное прогревание и отдача тепла;
больше мест для установки стального нагревательного элемента;
горение без сажи и дыма;
необходимость в чистке сокращается в десятки раз;
низкий уровень потери тепла;
экономичность;
стойкость к возникновению трещин;
возможность экспериментировать с формой и дизайном печи.

В зависимости от главного своего назначения бытовые печи бывают разными.

Варочные печи созданы для приготовления пищи.
Отопительные используют в первую очередь для отопления жилого помещения.
Печи для бань соответственно устанавливают в баню.
Уличные бывают как в виде комплексов, так и простые барбекю.
Хлебные . Их часто совмещают с варочными и другими.
Назначение каминных печей в первую очередь эстетическое.

И это не весь перечень многообразия печей разного специального назначения, проекты которых разработаны Кузнецовым. Кроме того, существует удобная возможность создавать смешанные виды с использованием нескольких функций. И даже создание целых многофункциональных комплексов. Например, очень популярны в быту отопительно-варочные печи.

Как построить печь Кузнецова самостоятельно

Перед реализацией идеи сделать печь Кузнецова своими руками, вам нужно определиться с тем, какую функцию она должна выполнять . Кузнецовым разработано более 150 чертежей отопительных приборов, поэтому определиться и выбрать вариант, подходящий именно вам, не составит труда. Мы будем рассматривать вариант простой отопительной печи .

Изучите план помещения, в котором собираетесь ее устанавливать. Если дом еще не построен, планируйте размещение так, чтобы каждая комната была в равной степени обогрета . Встраивать отопление в готовый дом не желательно, но при необходимости возможно. В таком случае нужно учесть расположение балок и несущих конструкций во время организации места для дымохода.

Затем подумайте о подготовке фундамента . Его делают из бетона, шириной на 10 см больше запланированного размера печи. Если есть такая возможность, лучше планировать фундамент под печь заранее в процессе постройки дома. Операция закладки фундамента трудоемка . Поэтому если вы не уверенны в своих силах - пригласите на этот этап специалиста.

Основные правила, которые надо знать

Огнеупорная оболочка внутри печи должна как бы висеть в воздухе , быть свободной со всех сторон. Это необходимо потому, что кирпич расширяется во время нагрева.
На чертежах не всегда видно, но внутренняя огнеупорная кладка делается обязательно на ребро . Это касается шамотного кирпича . Глиняный кирпич на столбиках и внутренних стенках кладется на усмотрение мастера.
Через каждые два ряда кирпича нужно усилить связку проложив проволоку.
Металлические элементы, дверцы и другие приборы нужно устанавливать, оставляя место на возможное расширение . Между кирпичом и металлическим элементом кладут специальную прокладку.
Желательно обработать кирпич по окончании постройки огнеупорным составом.
Первая растопка начинается с минимальной температуры и с дальнейшим постепенным подогревом.

Порядовка

Выкладка печи самостоятельно для человека с руками посильная задача. Принцип работы печи может понять любой человек, это нетрудно. Но для создания качественной печи следует все-таки беспрекословно пользоваться чертежами и порядовками . Порядовка - это комплекс чертежей, изображающих пошаговую выкладку печи, по каждому ряду кирпича в отдельности. Что-то изменять в чертежах произвольно не рекомендуется. И тем более не стоит этого делать, если вы беретесь за такую работу впервые. Кузнецов потратил многие годы усердной работы и кропотливого труда для создания сотен идеальных и проверенных чертежей. Вам остается только выбрать и приступать к делу.

Какие материалы вам понадобятся

Кирпич для внутренней кладки . Используется огнеупорный шамотный кирпич. Нужное количество его лучше всего посчитать самостоятельно по чертежу. Его надо для простой конструкции не так уж и много. Некоторые, по причине ограниченных финансовых возможностей, не используют шамотный кирпич. Это допустимо.
Кирпич для наружной кладки . То есть обычный глиняный кирпич, допустимая марка - М150. Кирпич более низкого качества для постройки тепловых приборов лучше не использовать.
Глина (100−130 кг). Ее желательно приобрести хорошего качества, тем более в магазинах сейчас широкий ассортимент достойного материала. Выбор некачественных материалов может негативно отразиться при первом же обжиге готовой печи. Такой раствор запросто растрескается.
Очищенный песок. Обычно песка берут вдвое больше чем глины. Можно купить готовый глинопесчаный раствор в магазине. Так вы не прогадаете с пропорцией. Смеси глины и песка на 500 кирпичей нужно около 0,2 куб. м.
Металлическая фурнитура. Это задвижка, дверки топочная и поддувальная, колосник, 5 метров проволоки и два стальных уголка.

Здесь представлен вариант порядовки «колпаковой» печи Кузнецова . Его можно использовать для самостоятельной выкладки бытовой отопительной печи в домашних условиях без специальной подготовки. Каждый ряд кирпичей нужно выкладывать в соответствии с изображениями в пронумерованном порядке. При этом не стоит забывать о ранее описанных правилах. Эта печь одна из самых несложных в исполнении и универсальна в ежедневном домашнем использовании.

Особенностей для построения именно этого проекта немного. Здесь канал между первым и вторым ярусом делается в четверть кирпича, для удлинения топки. А на 21 ряду нужно оставить два нешироких прохода по бокам внутренних стенок. Они нужны для розжига печи. Вот и все, что нужно знать начинающему мастеру. А сделав свою первую работу, вы поймете, что это просто и понятно. Главное - не бояться приступить, и дело пойдет само собой.

Потом вы сможете сделать более усложненную конструкцию самостоятельно. Кузнецов разработал такое количество разнообразных интересных вариантов , что вы непременно захотите воплотить в жизнь не один из них.