Отопительно варочная печь кузнецова своими руками. Банные печи Кузнецова: чертежи и порядовка

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.

Кузнецов Игорь Викторович (г. Екатеринбург) — специалист по разработке и кладке кирпичных печей

Печи Кузнецова известны не только на территории нашей родины, но многим зарубежным специалистам и любителям кирпичных печей. Причем о них не только знают, но и очень часто заказывают проекты. Заказы идут из таких «продвинутых» в печном деле стран как Канада, Финляндия, США, Швеция.

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

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

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

Есть множество самых разнообразных проектов печей Кузнецова. Созданы множество печей разных размеров и назначения. Только стандартных банных печей Кузнецова (БИК) есть 17 разновидностей. К ним нужно добавить две разновидности БИК БК, 14 вариантов БИК ПК. Чем они отличаются? Размерами, расположением топки, духовки для камней, наличием или отсутствием камина, варочной поверхности и еще некоторыми особенностями. Есть и банные печи Кузнецова с выносным баком или встроенным, и печи Кузнецова для бани по-черному или с открытой каменкой. Их в действительности так много, что более-менее подходящую печь можно выбрать из уже готовых, при необходимости немного доработав под свою баню.

Почему же банные печи Кузнецова популярны? Тому есть немало причин:

• Они практически «всеядны». В них до золы сгорает любое топливо. И если топить баню каким-либо «левым» топливом кроме дров не рекомендуется, то для топки дома подойдет любое.
• Такое эффективное сгорание топлива делает БИК очень экономичными, при этом нагревается не только баня, но также вода (до 170 литров), камни.
• Даже при использовании не очень качественного топлива сажа образуется мало. Если же топить хорошими сухими дровами (для бани ведь выбираешь самое лучшее) чистить печь нужно гораздо реже, чем печи других конструкций при аналогичных условиях эксплуатации.
• Печь прогревается равномерно из-за чего, во-первых, долго сохраняется тепло, во-вторых, редко появляются трещины.
• Печи для бани Кузнецова не только готовят баню и долго держат тепло. Они высушивают помещение после процедуры. Все это благодаря большой теплоемкости. При этом еще на следующий день вода в баке остается достаточно теплой, чтобы в ней можно было купаться.
• Длительный срок службы гарантирован при минимуме железных деталей. Все дело в чересчур большой разнице при температурном расширении: металлические детали расширяются намного сильнее, как результате в кладке вокруг возникают трещины.

Печь Кузнецова своими руками: этапы и особенности

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

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

Чтобы определить нужное количество кирпича для строительства печи, считаем число кирпичей в первом ряду порядовки, умножаем на 0,8 (средний коэффициент заполнения рядов) и на количество рядов. Этого количества кирпича хватит на печь точно, даже с учетом битых и отбраковки. Для кирпичной трубы нужно добавить по 4-6 кирпичей на каждый ряд.

Кирпич наружной кладки для своих печей Кузнецов рекомендует глиняный полнотелый марки М150 и выше. Размеры 250х120х65мм. Толщина шва — около 5мм. Получается, что каждый ряд со швом имеет высоту 7см. Использовать огнеупорный кирпич для наружной кладки не рекомендуется: он прогревается сильнее, из-за чего повышается пожароопасность печи, да и обжечься о такую печь можно серьезно. Огнеупорный шамотный кирпич используют для кладки в тех местах, которые непосредственно соприкасаются с огнем. Рекомендованы ШБ-8 (250х123х65мм) и Ш-5 (230х114х40мм).

При кладке банных печей Кузнецов рекомендует наружную кладку армировать: в каждом четном шве (или нечетном, как получится) прокладывать полосу металлической сетки. Укладывают полосу отступив от наружного края кладки около 1см. Сетку лучше брать оцинкованную из прута толщиной в 1 мм. При этом удобно ложится полоса с ячейкой 50*20мм (две клетки).

При кладке шамотного кирпича его ставят «на ребро» не добиваясь 100% совпадения с порядовкой – размеры шамота бывают разными. Укладывают их «с перевязкой», при необходимости обрезая лишнее или добавляя недостающие куски (пилить вдоль нельзя). Над металлическим литьем ставят шамотный кирпич. Причем его укладывают тоже «на ребро». Образовавшиеся пустоты устраняют или подгоняя кирпичи по форме, или добавляя отпиленные пополам, на четверть (пластинами) куски чтобы все «вписывалось» в общий план.

Так как шамотный кирпич греется сильнее и его коэффициент расширения больше, то между наружной кладкой и огнеупорной внутренней нужно оставлять зазор (около 5мм), который будет компенсировать разницу в расширении материалов. В этот зазор можно уложить базальтовый или муллитокремнеземистый картон, в вертикальные зазоры укладывают базальтовую вату.

Необходима теплоизолирующая подкладка и под металлические части печи. Литье устанавливается не вплотную к кладке, а с зазором 5мм, в который прокладывается базальтовый картон или гипсовый шнур, которым обматывают соприкасающиеся с кирпичами части. Использовать можно и другой теплоизолирующий материал минерального происхождения. Важно только чтобы он выдерживал очень высокие температуры. Чтобы дверцы лучше становились, в нижних кирпичах выпиливают под них «ложе». К углам дверец прикрепляют отрезки проволоки или тонкие пластины металла, которые укладывают в швы между рядами закрепляя таким образом дверцы в кладке.

Шкаф для камней должен быть изготовлен из жаропрочной стали, которая выдерживает температуры в 1000 о С. Для более прочной конструкции на нижней части шкафа не рекомендуется делать швы. Днище должно быть гнутым. А на короткой стороне духовки для камней нужно наварить отрезки уголков небольшой длины – они придадут большую жесткость конструкции, не ограничивая температурного расширения.

При кладке печи согласно порядовке измерять высоту после каждого ряда совсем необязательно. Важны две вещи: горизонтальность рядов (проверяется строительным уровнем) и соблюдение указанной в чертеже разницы между верхом наружной (высчитывается умножением номера ряда на 7см) и внутренней кладки (указана на чертежах). Например, на размещенной ниже порядовке печи Кузнецова для бани П1 в 19 ряду указана высота внутренней кладки 132см. Чтобы узнать какая разница в высоте должна быть, 19*7см=133см. Получается, что разница должна быть в 1 см. Этот зазор необходим для компенсации разницы температурного расширения. Если его не будет — наружная кладка просто развалится под напором внутренней.

Не рекомендует Кузнецов мочить кирпич для печи (мочить нужно только вторичный): это необходимо при работе с цементным раствором, а не с глиной. Если весь кирпич для печи мочить, то общий вес свежей печи получается очень приличным. Большое количество влаги в разы увеличивает длительность сушки. А значительный срок сушки означает долгое использование в низкотемпературном режиме. За это время может накопиться большое количество сажи, так что может сразу потребоваться чистка.

Есть еще один нюанс: печь обязательно нужно просушить и прожечь. Даже если вы пока не собираетесь ее использовать. Если новую не прожженную печь не эксплуатировать некоторое время, при ее первой топке (иногда и при второй) может появиться запах угара: в кирпичах и кладке осталось много влаги, в комбинации с сажей и получается такой эффект.

Порядовка банной печи Кузнецова П1

Порядовка этой печи взята с официального сайта печника Кузнецова. Имеющиеся пояснения и схема регистра и теплоизоляции печной дверцы тоже оттуда. В свободном доступе на сайте есть несколько проектов с порядовкой, но большая часть из них недоступна.

Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1 Модель 19. БИК-К
6.БИК
31.БИК — печь Кузнецова в действии
8.БИК — печь с вмонтированным парогенератором. Вода заливается в воронку при помощи ковша

Заключение

Необходимо заметить, что кладка кирпичных печей — это искусство. Постигать секреты приходится годами. Специально для тех, кто хочет постигнуть все секреты кладки печей Кузнецова, предназначены семинары, которые проводит лично Игорь Викторович Кузнецов. Каждому печнику, успешно прошедшему обучение на семинаре, выдается именной сертификат — это необходимо учитывать, если планируется нанять специалиста по кладкам печей Кузнецова.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Печники, которые занимаются своим делом профессионально, считают, что отопительные печи Кузнецова чертежи которых мы рассмотрим в этой статье, заслуженно получили признание. Их создатель И. В. Кузнецов всю свою трудовую деятельность, которая началась в 1962 году, посвятил любимому занятию, а именно проектированию новых конструкций и их совершенствованию.

Известность пришла к проектировщику в результате многочисленных положительных отзывов клиентов и заказчиков. Сейчас Кузнецов имеет команду единомышленников и собственный интернет сайт, на котором представлены различные варианты конструкционных решений, разработанные им лично по особенной технологии.

Печь Кузнецова своими руками можно устанавливать в современных жилых строениях. Ее конструкционные решения позволяют не только качественно обогревать помещения, но и своим внешним видом придавать интерьеру особенность и неповторимость, в чем можно убедиться, посмотрев на предоставленное фото.

Разрабатывая новые теплоагрегаты, Кузнецов стремился к улучшению главного показателя их работоспособности – эффективному обогреву. В зависимости от назначения конструкций для них улучшались определенные показатели. В одних моделях модернизировалась топка, в других повышалось теплосбережение, а в третьих добавлялось оборудование, о чем свидетельствуют на печи Кузнецова чертежи.

Доказательством высокого качества конструкций является известность теплоагрегатов, их востребованность и многолетняя эксплуатация.

Такую работу можно выполнить своими руками, но при условии, что владелец дома будет пользоваться и использовать только рекомендуемые качественные материалы.

Особенности печи Кузнецова

Поскольку главной целью разработок Кузнецова являлась эффективность и продуктивность (он работал над повышением значения КПД), для этого требовался принципиально новый и совершенный подход.

Если посмотреть на печи Кузнецова чертежи, каждый профессионал видит, что наиболее грамотно им продумана система внутреннего движения газов. В результате благодаря конструкционному решению горячий воздух более продолжительное время задерживается в агрегате и сохраняет тепло, а остывшие воздушные массы быстро улетают в дымоход по специальному углублению.

Такие печи получили название «колпаковые». Внутри их объединяют очаг и нижнюю часть, создавая подобие колпака. Его функциональное назначение заключается в разделении газов на холодные и горячие. Последние из них поднимаются в колпак и, задержавшись в нем, концентрируют тепло. Температура горения в таких агрегатах получается более высокой, а их КПД равен 95%. О том, насколько эффективней функционирование разработанных Кузнецовым конструкций, говорит тот факт, что у традиционной русской печи этот показатель составляет 25−40%. Читайте также: " ".

Из вышесказанного следует вывод: система свободного передвижения газов, созданная этим мастером, более естественна, она оптимизирует работу устройства и равномерный обогрев. Кроме этого минимизируется образование сажи.

Помимо этих преимуществ у печей Кузнецова имеются и другие положительные моменты:

• горение происходит без сажи и дыма;
• прогревание отличается большей равномерностью;
• лучшая отдача тепла;
• необходимость очистки меньше в десятки раз;
• экономичность;
• имеется больше места для размещения стального нагревательного элемента;
• низкий уровень теплопотерь;
• стойкость к появлению трещин;
• возможность менять форму и дизайн конструкции.

Печи Кузнецова: чертежи и их разнообразие

Кузнецовым на протяжении не одного десятка лет разработано много проектов печей самого разного назначения. Построить некоторые из них можно самостоятельно. Для этого потребуются чертежи и порядовки печей Кузнецова.

Бытовые печи в зависимости от главного назначения подразделяют на:

• варочные конструкции для приготовления пищи;
• отопительные агрегаты для обогрева жилых помещений;
• устройства для бань (прочитайте также: " ");
• уличные комплексы и простые барбекю;
• хлебные печи, которые часто совмещают с варочными конструкциями - ;
• камины, выполняющие больше эстетическую функцию.

Имеется возможность создавать смешанные модели печей, которые выполняют несколько назначений. В качестве примера можно привести популярные среди потребителей отопительно-варочные конструкции (детальнее: " ").

Строительство печи Кузнецова своими руками

До того, как сделать один из отопительных приборов, необходимо определиться с его назначением. Кузнецовым было создано более 150 чертежей бытовых агрегатов (прочитайте также: " "). Сделать выбор среди разнообразия моделей не составит труда. Когда создаются печи Кузнецова - порядовка необходима. В данном случае в качестве примера приведен простой вариант теплоагрегата.

Последовательность действий следующая:

1. Сначала изучают план помещения, где планируется установка отопительного прибора. В том случае, когда дом не возведен, необходимо обеспечить равномерный обогрев всех комнат. В готовое здание встраивать теплоагрегат нежелательно, но при необходимости можно. Но при этом следует принять во внимание расположение несущих конструкций и балок при обустройстве дымохода.
2. Затем подготавливают фундамент для отопительного устройства. Его создают из бетона, при этом ширина должна на 10 сантиметров превышать размер прибора. Желательно проектировать фундамент под печь на стадии планирования дома.

Основные правила создания отопительной печи

1. Чтобы сделать печи Кузнецова порядовки (схемы кладки) следует распечатать заранее.
2. Расположенная внутри печи огнеупорная оболочка должна быть свободной со всех сторон, поскольку в процессе нагрева кирпич расширяется.
3. Внутренняя огнеупорная кладка в случае использования шамотного кирпича выполняется всегда на ребро. Если кирпичи изготовлены из глины, на внутренних стенках и на столбиках, их укладывают на усмотрение печника.
4. Для усиления связки через каждые два кирпичных ряда прокладывают проволоку.
5. Когда создается печь Кузнецова – предусматривает, что различные элементы (например, дверцы) устанавливают таким образом, чтобы оставалось место на расширение. Между кирпичом и элементом из металла размещают специальную прокладку.
6. После завершения строительства конструкции из кирпича ее следует обработать огнеупорным составом.
7. Первую растопку начинают с минимальной температуры и в дальнейшем ее постепенно повышают.

Порядовка печи Кузнецова

Выложить отопительную конструкцию самостоятельно задача вполне решаемая, но потребуется порядовка банной печи Кузнецова или другого вида теплоагрегата. Принцип работы отопительного прибора не настолько сложен, что его невозможно понять (прочитайте также: " ").

Для создания качественного теплоагрегата, вне зависимости колпаковый вариант или печь Кузнецова для бани порядовка потребуется, как и общий чертеж. Что представляет собой порядовка? Это комплект чертежей, на которых схематически изображено пошаговое , подробно по каждому ряду кирпичей. Никакие изменения в них вносить не следует.

Материалы для строительства кирпичной печи

1. Шамотный кирпич для внутренней кладки. Посчитать его количество можно согласно порядовке. Для простой конструкции его потребуется немного.
2. Глиняный кирпич для наружной кладки, когда создаются, в том числе колпаковые печи Кузнецова – порядовка поможет узнать его количество. Желательно приобрести изделия марки М150.
3. Глина в количестве 100-150 килограммов. Необходимо, чтобы она была хорошего качества. В противном случае при первом же обжиге готовой конструкции раствор растрескается.
4. Очищенный песок . Его потребуется в 2 раза больше, чем глины. В продаже имеются готовые глинопесчаные смеси. Их нужно на 500 кирпичей примерно 0,2 м³.
5. Металлическая фурнитура – колосник, топочная и поддувальная дверки, 2 стальных уголка, 5 метров проволоки.

Образцы порядовки

В этой статье рассматривается колпаковая печь Кузнецова порядовка, а конкретнее один из ее вариантов. Каждый ряд следует выкладывать в пронумерованном порядке в полном соответствии с изображениями. Эта печь отличается несложным выполнением и является универсальным решением для бытового пользования.

Аналогично, когда имеется на печи Кузнецова для бани порядовка – кладку можно выполнить самостоятельно (прочитайте также: " "). После того, как впервые завершена работа по созданию отопительного агрегата, каждому исполнителю становится понятно, что это несложно и вполне выполнимо.

В следующий раз без проблем удастся сделать более сложную конструкцию. Это может быть даже двухколпаковая печь Кузнецова - порядовка одного из вариантов создания которой в качестве примера имеется на сайте. Возможно, в дальнейшем появится желание воплотить в реальность один из многочисленных проектов великого мастера.

Видео поэтапного строительства печи Кузнецова по чертежам:

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.

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.

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

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

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

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