Печное отопление в деревенских домах, загородных коттеджах, на дачах – не такая уж и редкость. В городском частном секторе наряду с централизованными системами в качестве обогревательного сооружения и декоративного интерьерного элемента многие используют камины. А для тех, кто планирует установить в доме мощный универсальный источник тепла, заменяющий и радиаторы, и варочную плиту, и духовку, подойдет колпаковая печь – изобретение русского инженера Игоря Кузнецова.
Краткий экскурс в историю
Отопительный эффект открытого огня заметили еще наши предки, зажигая костры в пещерах. На смену кострам пришли частично закрытые очаги, а затем – первые неэффективные камины, большая часть тепла которых уходила в дымоход.
Со временем придумали своеобразный колпак, задерживающий горячие газы внутри сооружения, и научились разделять раскаленный воздух на несколько потоков. Перелом в технологии произошел, когда вопросом занялся И. С. Подгородников, известный в нашей стране инженер-теплотехник. Он изобрел «двухэтажный колпак», который немного по-иному организовывал выход топочных газов. Однако практики было недостаточно, и окончательное воплощение в жизнь идея получила благодаря И. В. Кузнецову.
Игорь Викторович создал мощную теоретическую базу о колпаковом горении, которую и сумел благополучно воплотить на практике. Только благодаря его трудам печное отопление стало по-настоящему эффективным. Им разработано более 150 различных стандартов, собраны десятки типовых решений и схем. Максимально усовершенствованные модификации стали популярны, сотни мастеров взяли на вооружение порядовки колпаковых печей Кузнецова. Попробуем разобраться, как работает «кузнецовка».
Принцип действия колпаковой конструкции
Ранее, до открытий Кузнецова, отопление было канальным, то есть горячий воздух из топки поднимался вверх внутри устройства, нагревая его стенки. Отдавая тепло кирпичам, газы охлаждались и под действием тяги уходили в трубу. Со временем в связи с неравномерным нагревом возникали трещины, и кладка требовала ремонта. Минусы канального нагрева – быстрое остывание, большое количество сажи.
Движения газов, по теории Кузнецова, происходит свободно. Горячий воздух внутри сооружения задерживают два колпака, расположенные или один над другим, или рядом. Существую варианты с отверстиями в середине куполов. Оба элемента соединены посредством так называемого «сухого шва» — свободного пространства, необходимого для циркуляции газов.
Когда топливо сгорает, горячие газы поступают под первый колпак, соединенный напрямую с топкой. Расширяясь, они не могут двигаться вверх и останавливаются в ограниченном пространстве, где со временем охлаждаются, либо поступают вниз, снижая тягу и задерживая процесс горения. Таким образом, регулировка температуры и мощности горения происходит самостоятельно.
Второй колпак создает дополнительную тягу, в результате чего сначала происходит полное сгорание твердого топлива, а полученное тепло сохраняется благодаря пиролизным газам, скопившимся под сводом. Благодаря тому, что раскаленный воздух не улетучивается моментально, а циркулирует внутри устройства, КПД источника тепла достигает 93%. Кроме этого, происходит ощутимая экономия топлива (брикетов, дров или угля), а осаждение сажи сводится к минимуму.
Возведение «кузнецовок»: схемы и порядовки
Создавая «продукт» для массового пользователя, автор позаботился о практическом применении своих изысканий, создав огромный набор схем и чертежей. Для точного возведения великого множества модификаций колпаковых печей используют порядовки – пошаговые схемы с изображением каждого ряда кирпичей.
В отличии от русских печей, «кузнецовки» менее габаритны и, соответственно, занимают минимум места. Количество кирпича также уменьшено, что объясняется большим количеством свободного внутреннего пространства. Благодаря оптимальной толщине стенки прогреваются быстро, а что особенно ценно – остывают довольно медленно. Если вы внимательно проанализируете купольные порядовки, то увидите, как много незаполненного кирпичом места находится внутри конструкции.
Часть свободного пространства занимают колпаки, зафиксированные в горизонтальном или вертикальном порядке, не обязательно симметричном. Размер куполов может быть одинаковым или разным. Вертикальное расположение часто применяют для экономии места в помещении, особенно если запланировано устройство духовки или сушилки. Благодаря вариативности установки куполов можно возвести сооружение любой формы, спроектированное под конкретное помещение или специальные условия.
Пространство под вторым колпаком часто используют для монтажа теплообменников, варочных поверхностей, хлебных духовок и т.д. В проектах, составленных для бани, в нем устанавливают бак для горячей воды или каменку.
Если правильно «прочитать» порядовку, составленную опытным мастером, можно достичь поразительных результатов. Например, для поддержания комнатной температуры в доме из оцилиндрованного бревна в зимний период потребуется 2 топки (утром и вечером) всего по 5-6 поленьев, в межсезонье достаточно одной топки.
Различные модификации колпаковых печей
Последователи И. Кузнецова создали бессчетное количество вариантов, пригодных для самостоятельного строительства, однако каждый раз они отталкивались от одного из типовых проектов. Рассмотрим некоторые из них, которые можно использовать для благоустройства частного дома или дачи.
Отопительные сооружения для дома
Существует более 25 стандартных схем-порядовок возведения обогревательных внутри домовых конструкций, часть из которых выполняет только отопительную функцию, но некоторые варианты имеют полезные дополнения в виде лежанки или духовки.
Место выбирают не у стены, а в центре комнаты, что влечет за собой ряд преимуществ:
- равномерное и эффективное прогревание комнаты;
- отсутствие охлаждающего элемента (наружной стены дома);
- возможность свободного доступа для обслуживания (например, чистки сводов);
- возможность добавления встроенных элементов (варочной поверхности, сушилки, водогрейного контура).
Следует отметить эстетическое совершенство колпаковых сооружений: они занимают минимум места и выглядят изящно, несмотря на наличие таких деталей, как фундамент. Модификации, выполненные «под потолок», имеют короткую трубу (характерная черта многих «кузнецовок») и стройные очертания. Возможности дизайна безграничны и зависят исключительно от вкуса и пожеланий владельцев жилья.
Варочные модификации для кухни
Превратить отопительное кирпичное устройство в варочное не так уж и сложно – достаточно добавить металлическую плиту с парой конфорок и слегка изменить конструкцию основания. Однако полноценные варочные сооружения включают в себя несколько дополнительных горизонтальных поверхностей (лотков или решеток для сушки), а также духовую камеру.
По качеству приготовленных блюд купольное устройство не уступает брендовому газовому или электрическому оборудованию, которым привыкли пользоваться жители городов. Среди типовых конструкций есть специально созданные для выпечки хлеба, которые так и называются – хлебные. Для фермеров, садоводов и завзятых огородников это настоящая находка: можно и ягоды парить, и фрукты с грибами сушить, и овощи консервировать по старинным рецептам.
Очевидно, что устройство для готовки является одновременно и источником тепла, поэтому его более точное название – отопительно-варочное. Лучшим местом для установки является кухня или большой зал, объединяющий в себе и кухонное помещение, и столовую, а иногда и гостиную – в русских национальных традициях.
Банные печки-каменки
Для обозначения банных устройств существует специальная маркировка – БИК. Даже внешне готовые «кузнецовки» выгодно отличаются от других каменок. С одной стороны, очень тщательно отбирается материал для изготовления, с другой – установка купола не мешает возводить аккуратные и практичные конфигурации. Например, владельцы бань оценили закругленные углы, при которых нанесение травм и получение ожогов сводится к минимуму.
Установив печь в правильном месте, можно одновременно отапливать и снабжать горячей водой несколько помещений – парилку, душевую, предбанник (или комнату отдыха). Причем части сооружения, выходящие в то или иное помещение, будут выполнять различные функции: создавать пар для парной, нагревать воду для помывочной, умеренно отапливать предбанник.
В бане прекрасно реализуется принцип длительного сохранения тепла, характерный для «кузнецовок». Обслуживание сводится к минимуму, так как поленья или брикеты необходимо подкидывать изредка – и все благодаря купольному исполнению.
Камины для украшения гостиной
Камины Кузнецова, в отличие от большинства купольных модификаций, имеют открытую конструкцию и уменьшенный показатель КПД, однако параметры теплоотдачи у них достаточно высокие. Колпак препятствует быстрому выходу тепла в дымоход, задерживая раскаленные газы в верхней части строения. При использовании обычного камина по окончании процесса горения помещение начинает охлаждаться, при колпаковом обогреве в комнате еще долго сохраняется комфортный микроклимат.
Возможности изменять конструкцию и декорировать фасад камина безграничны. Кроме привычной полочки можно соорудить ряд функционально полезных элементов – небольшие сушилки для обуви или одежды с нишами и крючками, а также облицевать внешнюю сторону керамической плиткой или изразцами. Интересно то, что камины входят в конструкцию некоторых многофункциональных сооружений.
Решения для приготовления пищи на улице
Специально для готовки на свежем воздухе разработаны целые печные комплексы, которые отличаются функциональностью и удобством использования. Наиболее простое исполнение – кирпичная мини-конструкция для барбекю. Она держит жар продолжительное время и позволяет увеличить период готовки.
Любители летних кухонь, шашлыков и блюд гриль будут рады конструкционному разнообразию уличных печей с послойным, с пиролизным, нижним и верхним типом горения. Существуют модели, позволяющие одновременно жарить, запекать, тушить сразу несколько блюд. Варианты порядовок колпаковых печей с духовкой или грилем можно найти в общем доступе или на официальном сайте автора.
Рекомендации для самостоятельного возведения
Решив возвести печь по одной из порядовок Кузнецова своими руками, приготовьтесь к тщательной и скрупулезной работе. На схемах вы найдете графическое изображение каждого ряда, однако перед началом кладки необходимо познакомиться с особенностями техники, в частности:
- выбором и предварительной обработкой кирпича;
- покупкой металлических деталей (плит, заслонок, дверок, задвижек);
- определением наиболее подходящего места;
- подготовкой основания и фундамента;
- возможностью оборудования дымохода и др.
Лучшим материалом для внутренней кладки «кузнецовок» признан шамотный огнеупорный кирпич (Ш-5, ШБ-8), для внешнего оформления – керамика (М-150). Для усиления кирпичных стен используют металлические элементы (арматуру, проволоку). Чтобы печь функционировала с максимальной теплоотдачей, опытные мастера оттачивают не только свои умения, но и каждый кирпичик – в буквальном смысле. Они шлифуют каждую деталь, именно поэтому проекты, выполненные профессионалами, выглядят безупречно.
Имея на руках авторскую порядовку, рекомендуем не экспериментировать, а соблюдать обозначенный порядок. Отхождения от схемы не гарантируют полноценной теплоотдачи.
Подборка тематических видеоуроков
Строительство отопительно-варочной печи
Процесс возведения «кузнецовки» с лежанкой
Проект отопительно-варочного варианта
Строительство печи Кузнецова – одно из наиболее удачных решений для дачного или деревенского дома. Выполненная по вашему заказу в профессиональном исполнении купольная конструкция станет незаменимой помощницей и украшением интерьера. Если вы хотите самостоятельно возвести источник тепла, воспользовавшись порядовкой, начните с простого варианта, например варочной летней плиты.
Источник: SdelaiKamin.ru
Принцип действия
Такой обогрев эффективен для помещений общей площадью до 60 м2, поэтому сама по себе конструкция печи отличается компактностью, не требует высокого дымохода и работает по схеме «автоматическая вьюшка».
Газы в таком дымоходе движутся по законам естественной конвекции, вольно и не ограничиваясь стенками каналов и задвижками. При этом не нагретый поток воздуха просто обтекает горячий воздух, а не выдувает его из печи.
Теплоотдача данной печи зависит от типа конструкции и вида топлива, которое используется.
В качестве примера можно рассмотреть печку с наружной стенкой в полкирпича с водогрейным коробом, духовкой и чугунной варочной панелью на две конфорки.
- Для увеличения теплоотдачи топливник перекрывается чугунной плитой. Теплоотдача зависит от толщины плиты, поэтому плиту желательно брать толщиной как можно больше. Над ней оборудуется варочная камера в нише со стальными дверцами. Духовка размещается сбоку от топливника;
- Установка отопительно-варочной печи проводится с расчетом на двойной режим работы: летний и зимний. При работе в летнем режиме печь используется как кухонная плита. При работе горячий газ идет под варочную панель, духовку, а далее – в дымовую трубу;
- В зимнем режиме работы горячий газ проходит через плиту и духовку, а далее поступает в верхнюю камеру через отопительные каналы, нагревая помещение, а уже потом удаляется в дымоход.
Достоинства отопительно-варочных печей
Основные преимущества таких печей дают возможность приспособить проект под конкретные местные условия. Собственное решение можно выполнить исходя из своих габаритных размеров, местных условий, месторасположения оборудования, инженерного решения в здании и т.п. Более того, разработать проект самому, а также выложить такую печь своими руками. При покупке готовой конструкции ее цена будет выше.
Преимущества
- Возможность адаптации проекта и оптимизации расходов;
- Сочетание в одной конструкции отопительной системы и кухонной плиты с духовкой – это очень удобно, особенно для небольшого здания. В свою очередь это дает преимущества за счет высвобождения свободного места в помещении, так как отопление и плита объединены в одном агрегате;
- Более экономно (точнее сказать – более функционально) используется топливо;
- В такой печи вытяжка уже имеется, поэтому кухня не нуждается в дополнительном обустройстве вентиляционных каналов. Неприятные запахи и вредные продукты горения удаляются уже предусмотренной вытяжной системой самой печи.
Как задекорировать трубу отопления: ТОП-10 лучших советов.
Набор инструментов
Хотя выложить такую печку своими руками можно, но для этого необходимо иметь кое-какие знания и навыки. Кроме этого потребуется также и кое-какой инструмент. Желательно, чтобы инструмент был качественный.
Итак, перечень инструментов:
- Кельма (мастерок) для кладки;
- Деревянная киянка;
- Ватерпас;
- Отвес;
- Правило;
- Строительный молоток;
- Рулетка.
Подготовка к кладке
Для отопления здания площадью до 60 м2 будет достаточно четырнадцати рядов кладки печи. Функционал будет иметь топочную камеру со стенками для низового обогрева, варочной плитой, водогрейным баком и сушильным шкафом для фруктов, ягод, одежды и т.п.
Потребуются следующие материалы:
- Красный кирпич — 250-300 шт. (с запасом на бой);
- Глина для раствора – 210-220 кг (глина должна быть качественной);
- Мелкий речной просеянный песок – 200-210 кг;
- Уголок стальной 45х45 (толщиной 3 мм) – пару метров;
- Стальная полоса 40 мм (толщиной 3 мм) – пару метров;
- Водогрейный короб (от 600х400х300);
- Сушильный короб (от 400х400х400);
- Задвижка от вьюшки;
- Топочная дверца (280х310);
- Поддувальная дверца (280х140);
- Чугунная плита с конфорками.
Процесс непосредственной кладки
Можно ознакомиться с видео самого устройства печи:
Ниже приводится пошаговая инструкция самой кладки.
Описание кладки каждого отдельного кирпича или ряда не приводится по причине отсутствия необходимости. Фундамент для печи предусматривается при возведении самого здания, которое имеет необходимую массу само по себе с большим запасом.
- Первый и второй ряды кирпича кладутся сплошняком. Бой использовать нежелательно, но в середину первого ряда – допускается. По углам всех рядов и второй ряд – только целые кирпичи;
- 3-5 ряды – зольная камера. Тут будет установлена зольная дверца. На 5-м ряду – перекрытие. Задается место под сушильную камеру (исходя из размеров имеющейся на руках);
- С 6-го ряда – печь наращивается внутрь, на 7-м – устанавливается колосниковая решетка и топочная дверца;
- 8-10 ряды: топливник, ведется обкладка сушильного короба;
- 11-й ряд – поверх короба кладутся стальные полосы, сверху – песчано-глиняный раствор;
Важно! На этом этапе следует предусмотреть место для дымохода, так как позже сделать это уже будет невозможно.
- 12-й ряд – на раствор кладется кирпич и проводится закладка для варочной поверхности. Размеры зависят от имеющейся на руках чугунной плиты;
- Сама плита укладывается на 13-й ряд, потом ставится водогрейный бак, который частично перекрывает дымоход;
- 14-й ряд – выкладывается по установку дымохода.
В принципе, печь готова.
Конструкция поддается масштабированию. Можно добавлять ряды и увеличивать размеры топливника и зольника, а также размеры коробов – водогрейного и сушильного. Общая концепция остается такой же, как было описано выше.
Важно! Перед разведением огня в печи подождите пару дней. За это время раствор высохнет. Тягу проверить можно, сжигая в топке небольшое количество бумаги
Печь может эксплуатироваться долго и эффективно, если ее регулярно чистить и обслуживать. Теплой зимы!
Воздушно-отопительный агрегат — особенности установки и эксплуатации — читайте здесь.
Источник: otoplenie-gid.ru
Описание устройства
Двухколпаковая отопительно варочная система отличается компактными размерами и подходит для обогрева помещения общей площадью до 45 квадратных метров. Для подобной модели характерна максимальная мощность отдачи тепла в виде 4200 кКал/час. Топочная камера выкладывается из специального огнеупорного кирпича, устойчивого к высоким температурам. Внутри топки монтируется плита с несколькими конфорками. При желании конструкция оформляется красивой аркой, делающей конструкцию из кирпича красивым элементом интерьера.
По желанию пользователя часто устанавливается дополнительная камера для сушки.
Вернуться к оглавлению
Виды конструкций с духовым шкафом
Печь Кузнецова
Устанавливается в помещениях с минимальными возможностями в плане площади, при этом дизайн и оформление подбирается в индивидуальном порядке. Особенностью печной системы этого типа является высокий показатель КПД, который для подобных устройств составляет более 80% одновременно с незначительным количеством образованной в процессе работы сажи. Конструкция подходит для размещения в любом участке помещения, предусматривается возможность на размещение сразу нескольких подобных печей. Для топки подходит любой вариант твердого топлива.
Вернуться к оглавлению
Печь Шведка с духовкой
В строительной практике известно использование двух вариантов печной системы: ИП1 и ИП2, включающую духовой шкаф. Конструкция состоит из 30 рядов, как и печь Кузнецова. Предусматривает режим летней работы без нагрева помещения с использованием задвижек. С учетом системы задвижки прямого хода возможно прогреть трубу вплоть до 150 градусов за сравнительно небольшой промежуток времени. Вместо арки, что характерно для конструкции Кузнецова с быстрым прогревом, в шведке используется обыкновенное покрытие из кирпича.
Вернуться к оглавлению
Устройство Быкова
Толстостенная конструкция имеет простую схему закладки и прямоугольную форму. Подобный вариант печи предусматривает размещение устройства в 2-х комнатах одновременно. Тем не менее конструкция Быкова в своем строении имеет существенные отличия от колпаковых конструкций. Нижняя область включает 2 газовых канала: восходящий и нисходящий. Верхняя часть имеет форму сита, колпак которого разделяется 5-ю каналами.
Вернуться к оглавлению
Механизм работы
В процессе закладки печи важно понимать, какими принципами работы руководствуется устройство. Функциональность устройства обеспечивается двумя колпаками. Колпак — специальная печная камера, которая имеет отверстие для выхода и входа соответствующих газовых потоков. Важным конструктивным элементом является то, что печь способная быстро нагреваться, отапливать помещение и при этом долгий промежуток времени сохранять необходимое тепло в доме даже в условиях открытой задвижки. Более того, все продукты, полученные в процессе горения, в свободном доступе покидают печную конструкцию самостоятельно.
Различают 2 варианта работы конструкции:
- Летний тип. В жаркое время года, когда необходимость в отоплении помещения отпадает, конструкцию используют исключительно для процесса приготовления пищи. В этом случае важно грамотно воспользоваться системой задвижек, чтобы горячий воздух не попадал в другие отделы печи и не нагревал конструкцию.
- Зимний тип. При резком похолодании необходимо открыть все задвижки, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение газовых потоков в системе каналов.
Вернуться к оглавлению
Какие материалы и инструменты используют?
Строительные работы будут невозможными без использования соответствующего инвентаря и необходимых материалов. До начала возведения конструкции нужно убедиться, что готовые составляющие имеются в наличии. Для колпаковой печи понадобится такой материал:
- кирпич красный и шамотный огнеупорный;
- лист гидроизоляции для фундамента;
- уголок металлический;
- набор для раствора (песок, глина, цемент);
- дверца топочная, прочистная, поддувальная;
- колосниковые решетки;
- поверхность для готовки (предположительно чугунная);
- духовой шкаф;
- дымоходные задвижки разных размеров;
- арматурные сетки.
Кроме этого, работа не будет обеспечена, если не обеспечить наличие следующих инструментов:
- разноразмерные мастерки;
- строительный уровень и правило;
- рулетка для замеров;
- молоток кирка;
- инвентарь для расшивки швов;
- лопаты;
- емкость для замеса раствора;
- швабра и тряпки.
Вернуться к оглавлению
Раствор для двухколпаковой печи
Классический вариант печного строения предусматривает глиняный раствор. Каждый специалист знает свой рецепт идеальной смеси для печи из кирпича с нижним подогревом. В строительную массу обязательно должна входить качественная глина достаточной жирности, а также мелкозернистый песок, который вместе с глиняной основой должен иметь консистенцию густой сметаны. После того как смесь будет готова происходит проверка качества. Из массы выкатываются шарики и запекаются в духовом шкафу. Если после остывания, предмет не потрескался — раствор допустимых стандартов. Когда подобный шарик бросают с высоты, и он не теряет формы и остается целым, тогда смесь можно считать идеальной для работы.
Вернуться к оглавлению
Как строить конструкцию?
Порядовка двухколпаковой печи Кузнецова или Подгородникова выполняется в соответствии со схемой работы. Прежде чем предпринимать какие-либо меры по обустройству объекта, нужно изучить все основные моменты, которые содержат чертежи. Половина ошибок, которые имеет кирпичная конструкция в будущем, связана именно с неправильным воплощением проекта. После готовности фундамента приступают к процессу выкладки печи. Кирпичные ряды закладываются в строгой очередности, каждый последующий ряд измеряется строительным уровнем на наличие погрешностей в работе. Завершающим этапом работы является возведение дымоходной конструкции. После того как все элементы печи готовы, следует первый раз запустить устройство. Пробный запуск должен осуществляться не на полную мощь, поэтому не рекомендуется использовать большое количество топлива.
Источник: EtoKirpichi.ru
