Колпаковые печи чертежи

Немного истории о колпаковой печи

И. В. Кузнецов посвятил проектированию печных конструкций всю жизнь. Начиная с 1962 года он создавал наиболее эффективные и экономные печи, которые даже спустя более чем полвека являются весьма востребованными.

Сегодня на счету изобретателя более 150 вариантов печей, многие из которых имеют очень высокие показатели эффективности – более 90%. И. В. Кузнецов продолжает свою деятельность, работая с командой профессионалов и имея собственный сайт.

Особенности конструкции

Все печи Кузнецова используют один принцип работы, предполагающий разделение продуктов сгорания. Газ, образующийся в результате горения топлива, делится на два потока: горячий и холодный. Уникальная конструкция колпакового типа работает таким образом, чтобы задерживать горячий воздух в конструкции, выводя холодный в дымоход посредством специально предназначенного канала.

При работе печи более высокая температура образуется в колпаке, и благодаря конструктивным особенностям происходит равномерное теплораспределение, а КПД возрастает до 85-95%.

Важно! Обычная «буржуйка» может похвастаться КПД не более 35-40%. Столь низкие показатели можно объяснить так: теплый воздух, не встречая на своем пути никаких препятствий, выходит в трубу вертикально вверх, абсолютно не задерживаясь в системе. В агрегатах, спроектированных Кузнецовым, горячий воздух как можно дольше остается внутри печи, способствуя эффективному ее прогреванию.

В некоторых вариантах печных конструкций производится удлинение дымохода, как попытка решить проблему быстрого выведения горячих газов. Но в этом случае возможно значительное снижение тяги, вследствие чего КПД может уменьшиться еще более. Поэтому первоочередной задачей, которую преследовал Кузнецов, являлось увеличение теплоотдачи без нарушения тяги.

Особенности печных конструкций

Как говорилось выше, печь Кузнецова может иметь различные модификации. В зависимости от функционала, такие конструкции могут быть:

• Отопительные, которые используются только для отопления помещения.
• Варочные – предназначены для приготовления пищи.
• Камины – несущие больше декоративную функцию, однако обладающие неизменно высоким КПД, свойственным всем конструкциям, изобретенным И. В. Кузнецовым.
• Уличные. Это могут быть как простые барбекю, так и целые комплексы.
• Хлебные. Нередко такие конструкции успешно совмещаются с варочными.

Естественно, наиболее популярной моделью печи является отопительно-варочная. Чаще всего расположение топливника в таких конструкциях находится у самого пола. Таким образом обеспечивается нижний прогрев, когда горячий воздух постепенно поднимается на более высокие уровни и нагревает при этом всю печную конструкцию.

Сепарация горячего газа осуществляется благодаря специальному колпаку, который имеет нижнее выходное отверстие. Таким образом, горячий воздух поднимается вверх, прогревая печь, а холодный оседает на колпаке и выводится через данное отверстие. Эта циркуляция происходит непрерывно, до тех пор, пока не прогорят дрова в топливнике.

Важно! Такой нижний прогрев способствует нагреванию полов, причем не только рядом с конструкцией печи, а практически во всей комнате. Таким образом, нагрев комнаты происходит эффективнее, а общая теплоотдача улучшается.

Некоторые специалисты утверждают, что метод Кузнецова является малоэффективным ввиду ухудшения тяги при разделении воздуха. Но на практике это не так, ведь основой эффективности таких печных конструкций является задерживание теплого воздуха без нарушения процесса тяги.

Совет! Возможно использование печи Кузнецова не только для приготовления пищи и обогрева помещения, но и для получения горячего водоснабжения. Для этого на обратной стороне колпака размещается теплообменник, изготовленный из чугуна или стали.

Результативность колпакового метода

Рассмотрим более подробно, почему же колпаковая печь имеет столь высокую эффективность:

• Колпак располагается сразу за топкой, потому горячий газ попадает в колпак моментально, сохраняя свою высокую температуру.

• Поскольку в колпак поступают все продукты сгорания, то время их переработки увеличивается, а дымоход защищается от налета сажи. По этой причине печь Кузнецова не требует частой чистки, что является еще одним ее преимуществом.
• Расположение теплообменника вне топки не способствует забору тепла, а потому не снижает КПД.

Совет! Увеличение количества колпаков в одной печи приводит к пропорциональному увеличению КПД, поскольку в этом случае горячий воздух встречает на своем пути больше препятствий, а соответственно и дольше присутствует в печной конструкции.

Процесс возведения печи

Кладка такой печи предполагает обязательное наличие ее схемы. Порядовка своими руками показывает поэтапно весь процесс возведения данной конструкции. Для работы понадобится 755 штук полнотелого красного кирпича и 65 штук шамотного. Также необходимо 150 кг песка и 135 кг огнеупорной глины средней фракции для приготовления раствора.

Совет! Непосредственно перед кладкой необходимо вручную проверить все кирпичи на наличие дефектов. Если на поверхности материала обнаружены сколы, полые трещины и т. д., то он должен быть выбракован.

Фундамент

Любая кирпичная печь нуждается в надежном основании. Фундамент может быть двух видов:

1. Связанный с домом. Это лучший вариант, однако его следует предусматривать только в случае одновременного строительства дома и печки.

Совет! Если печь строится через какое-то время после возведения дома, то не следует пытаться связать ее фундамент с фундаментом дома.

2. Отдельный фундамент для печки.

Фундамент обязательно должен быть защищен от грунтовых вод, для чего используется рубероид или битумная изоляция.

Процесс возведения печи

Имея чертежи печи, можно приступать к возведению конструкции. Осуществляется данный процесс в соответствии с порядовкой:

1. Для осуществления оптимальной конвекции конструктор печи рекомендует сделать нижнюю ее часть потолще. Однако двух рядов кирпича вполне достаточно. Поэтому два ряда выкладываются сплошными, после каждого из них проводится тщательный замер углов.

Совет! Для большей прочности следует фиксировать каждый четный ряд посредством стальной проволоки.

2. С третьего ряда начинается выкладка поддувала и зольника.
3. Далее в соответствии с порядовкой выстраиваются внутренние перегородки и стенка, изготовленная из шамотного кирпича, располагаемая между печкой и поддувалом.
4. Выкладывая пятый ряд, монтируем колосниковую решетку из чугуна. Между колосником и стенкой следует оставить небольшой деформационный зазор (около 5 мм). Сама же решетка монтируется под незначительным углом по отношению к дверце.

Совет! Толщина колосника должна выбираться, исходя из того, какого размера поленья планируются к загрузке в камеру.

Дверца топливной камеры также устанавливается в пятом ряду. Ее обязательно следует облицевать шамотным огнеупорным кирпичом (кладка производится на ребро). Данный процесс называется футеровкой и предназначен для защиты стенок печи от повышенных температур.

5. 16-й ряд выкладывается таким образом, чтобы полностью закрыть камеру, установив колпак.
6. С 17-го ряда начинается выкладка второй камеры поверх первой.

7. Далее выкладка продолжается относительно порядовки. На 26-м ряду необходимо полностью закрыть верхнюю часть печи кирпичом.

Важно! Проверка работоспособности печи должна производиться не ранее, чем через сутки после строительства. Пробный запуск осуществляется с минимумом топлива. Конструкцию следует прогреть медленно.

Заключение

Печь Кузнецова обладает очень высоким КПД и может применяться для различных нужд. Но самой популярной конструкцией остается отопительно-варочная. Имея план порядовки, возвести ее можно самостоятельно, в чем домашним мастерам пригодится вышеописанная инструкция.

kamin-maker.ru

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

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

Самые популярные проекты печей:

• Варочные (используются для выпечки и приготовления еды).
• Хлебные (могут совмещаться с варочными).
• Для отопления домов.
• Банные.
• Уличные (предназначены для гриля, барбекю или для создания большой кухни).
• Каминного типа (для создания дизайна интерьера и частичного отопления помещений).

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

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

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

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

Преимущества колпаковых печей

• Равномерное прогревание печи и теплоотдача.
• Оснащается большим количеством мест, где можно установить металлический нагревательный элемент.


• Горят без сажи и дымообразования.
• Редко нуждаются в чистке (раз в несколько лет).
• Имеют низкий уровень теплопотери.
• Высокая степень экономичности.
• Устойчивость к появлению трещин.
• Возможность совершенствования дизайна.
• Имеют максимальную температуру сгорания топлива.
• Возможность топки различными видами твёрдого топлива.
• Сильная тяга даже при дымоходе небольшого размера.

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

Конструкция и её отличительные черты

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

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

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

Особенности конструкции колпаковых печей

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

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

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

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

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

Камни подогреваются двумя методами:

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

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

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

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

Расчёт основных параметров

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

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

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

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

• Печь (ОВИК-9) имеет варочную камеру с 2 конфорочной плитой и стальными закрывающимися дверцами.
• Оборудована отдельным вытяжным каналом, который позволяет регулировать температурный режим внутри запертой ниши.
• Может использоваться в качестве духовки, поэтому в стенки встраиваются металлические полозья для противней.
• Двухколпаковая печь может использоваться в «летнем» и «зимнем» режиме. Поэтому летом на ней можно только готовить.

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

Необходимые материалы и инструменты

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

• Красный кирпич — около 450 штук.
• Для устройства топки огнеупорный кирпич (марки ША-8) – 22 штуки.
• Дверца для топки (марки ДТ-3) размер 210х250 мм.
• Дверца для поддувала (ДПК) размер 140х250 мм.
• Решётка колосниковая размер 250х252 мм.
• Варочная панель (плита) с 2 конфорками размер 586х336 мм.
• Дверцы для варочной топки размер 510х340 мм — 2 штуки.
• Задвижка для топки размер 130х130 мм.
• «Летняя» задвижка размер 130х130 мм.
• Задвижка для трубы дымохода размер 130х250 мм.
• Уголок металлический размер 36х36х4х600 мм — 4 штуки.
• Полоса металлическая размер 40х4х600 мм.
• Лист металлический размер 600х550х3 мм.
• Предпотолочный металлический лист размер 500х700х3 мм. Можно заменить керамической плиткой или любым огнеупорным материалом.

Инструменты

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

Подготовительные работы перед сборкой печи

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

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

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

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

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

Полезные советы мастерам перед началом работы

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

Строительство колпаковой печи своими руками

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

1. Выкапываем прямоугольную яму, глубиной около 1 метра (размеры: ширина 1 м, длина 1,5 метра).
2. На дно насыпаем песок слоем около 15 см и оставляем на несколько дней для усадки.
3. Делаем опалубку из досок или других ненужных деревянных изделий.
4. Кладём нетолстый металлический прут для армирования бетона.
5. Медленно заливаем бетон, периодически удаляя из него пузырьки воздуха с помощью обычной лопаты или небольшого бетонного вибратора. В результате у нас должна получиться ровная гладкая плита. Фундамент на 2 кирпича не должен доходить до уровня пола.

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

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

1. Выкладываем первый ряд кирпича. Он должен быть идеально ровным, так как является прочной основой для будущей порядовки. Толщину швов делаем около 5 мм. Проверяем правильность углов. На эту кладку у нас уйдёт 20 кирпичей.
2. Начинаем создавать камеру поддувала и нижний колпак. Для того чтобы можно было очистить его основание после окончания кладки, мы ставим две половинки кирпича, выступающие из основного ряда, и не садим их на раствор. Устанавливаем дверцу поддувала и временно подпираем кирпичами.
3. Кладём 3 ряд по чертежу. В период кладки плотно закрепляем дверцу поддувала.
4. Выкладываем частично 4 ряд из шамотного кирпича. Из него создаём боковые стенки топочной и торцевую стенку. Дверцу поддувала перекрываем 2 обычными кирпичами, немного выпускаем их над ней и стёсываем наискось. Также с торца поддувала кладём 2 обтёсанных кирпича. Между двумя видами кирпичей мы оставляем пятимиллиметровый зазор. Для этого мы кладём между ними простой пятимиллиметровый гофрокартон. В будущем он просто выгорит и останется необходимое нам тепловое отверстие. Такие щели мы должны будем делать и в других рядах, где будут стыковаться два вида кирпичей.
5. Продолжаем кладку 4 ряда. После того как мы укладываем кирпичи сбоку над дверцей поддувала, перекрываем середину двери огнеупорным и обычным кирпичом, обтёсанным с обеих сторон сбоку. Нам надо будет взять 1 обычный и 1 шамотный кирпич.
6. С пятого ряда мы создаём топливную камеру. Срезаем наискось кирпич и кладём переднюю стенку очага. Внутреннее пространство топочной между кладкой должно быть аналогично размеру колосника, чтобы он легко встал в кирпичный прямоугольник и на выступающие на 10 -15 мм кирпичики предыдущего ряда. Между стенками и решёткой делаем пятимиллиметровый зазор. За топкой, где располагается первый колпак, создаём канал в ½ кирпича для соединения двух колпаков. Нам понадобится 12 и ½ красного и 4 огнеупорных кирпича. Здесь же на выпирающие кирпичи предыдущего ряда выкладываем колосник (не закрепляем раствором). Отверстия засыпаем песком.
7. На шестом ряду мы устанавливаем дверцу камеры сгорания. Отверстия между кирпичами и дверцей заполняем асбестом.
8. Кладём следующий ряд. При кладке торцевой стенки топочной с левой стороны делаем зазор в 2–3 см, который и будет служить сухим швом. Используем 12 обычных и 3 огнеупорных кирпича.
9. Восьмой ряд кладём по чертежу, используя 12 керамических и 3 огнеупорных кирпича.
10. В 9 ряду мы делаем стенки очага, а между ним и колпаком снизу создаём проход, куда будут уходить продукты сгорания. Боковые стенки мы делаем ниже остальной кладки на десять миллиметров. Кирпичи, которые мы кладём над топкой, немного сдвигаем, чтобы перекрыть небольшую часть её обрамления. Перед этим стёсываем кирпичи наискось и так создаём «выемку», в которую будем укладывать основной центральный кирпич. Используем 12 обычных и 2 с половиной огнеупорного кирпича.
11. Здесь же между фасадными боковыми кирпичами, которые находятся над дверцей камеры, кладём центрирующий кирпич, накрывающий ободок дверцы. Перед этим стёсываем его наискось. Боковую часть камеры слева накрываем полоской из асбеста 10 мм. Она выровняет весь 9 ряд.
12. На кирпичи десятого ряда, которые накрыты огнеупорным асбестом, на «сухую» кладём обычный кирпич. В кладке, которая обрамляет топочную, делаем маленький десятимиллиметровый вырез, на котором будет лежать варочная панель. Между плитой и кирпичом со всех сторон мы оставляем щель в 5 мм для нагрева металла. Шамотный кирпич, который укладываем спереди и справа топки, стёсываем наискось. Делаем небольшой десятимиллиметровый зазор между плитой и кладкой.
13. После того как мы выложили 10 ряд, на проёмы в кладке мы помещаем бечёвку из асбеста, которая пропитана смесью глины. Сверху кладём панель. Все отверстия между ней и кирпичами засыпаем песком.
14. На 11 ряду мы начинаем создавать стенки камеры для приготовления еды и устанавливать рамку с дверцами. Между стальной рамой и кладкой делаем щель в 5 мм. Для формирования рамы мы обматываем её огнеупорной верёвкой.
15. Выкладываем 12 ряд по чертежу из 11 керамических кирпичей.
16. На 13 ряду мы продолжаем формировать камеру и боковые каналы.
17. Выкладываем 14 ряд строго по чертежу.
18. Кладём 15 ряд в два подхода. Сначала стенки камеры и каналов мы поднимаем на уровень стальной рамы дверцы, а затем создаём для неё перемычку. На этот ряд мы помещаем металлический лист 600х550 мм и делаем в нём вырез для вытяжки. Для прочности мы сверху листа кладём 4 железных уголка и 1 полоску.
19. На уголки 16 ряда и полоску мы кладём обычный кирпич как указано на чертеже. Оставляем открытыми проёмы каналов. На кирпичах, которые обрамляют ближний канал и для вытяжки перед кладкой мы делаем отверстия для задвижек дымохода. Делаем в кладке щель в 5 мм.
20. Здесь же на площадке с проёмами мы ставим 2 задвижки.
21. На следующем ряду очаг для приготовления еды и задвижки мы перекрываем керамическим кирпичом, чтобы отводные каналы были открытыми.
22. Далее мы формируем второй колпак. Для этого без раствора устанавливаем две половинки кирпича, которые поднимаем выше главной кладки. Это необходимо для того чтобы затем можно было почистить основание печного колпака. После окончания кладки мы закрепляем эти кирпичи раствором.
23. Кладём 19 ряд по чертежу из 12 с половиной красных кирпичей.
24. Выкладываем 20 ряд по чертежу из 13 с половиной красных кирпичей.
25. Выкладываем 21 ряд по чертежу из 14 кирпичей.
26. Далее мы кладём большой участок печи по указанному чертежу с чередованием рядов. Так мы выкладываем 22, 24 и 26 ряд по 14 кирпичей каждый.
27. Выкладываем 23 и 25 ряд таким же образом.
28. Для 27 ряда нам понадобится 14 кирпичей, но их размещение на кладке немного отличается от предыдущих. Здесь мы готовим основу для следующих практически сплошных поверхностей.
29. На 28 ряду в кладке, которая обрамляет дымоходный канал, мы делаем вырезы в 10 мм для монтажа главной задвижки дымохода. Делая проёмы, мы регулярно прикладываем задвижку, чтобы она располагалась в 5 мм от стенок печи и свободно вставала в сделанный нами зазор.
30. Здесь же в проём на раствор мы устанавливаем и саму задвижку
31. На 29 ряд мы берём 19 обычных кирпичей и практически полностью перекрываем поверхность конструкции. Оставляем нетронутым только отверстие дымохода с задвижкой.
32. На 30 ряду мы также практически полностью перекрываем поверхность печи по схеме.
33. На 31 ряду мы закладываем основание трубы в 1 кирпич. Размер её должен соответствовать сечению дымохода. Кладка осуществляется из 5 кирпичей.
34. Затем создаём трубу дымохода. Для каждого ряда нам надо по 5 керамических кирпичей. Печь построена. Теперь она должна выстояться до полно высыхания раствора.

Особенности эксплуатации

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

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

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

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

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

ultra-term.ru

Принцип перемещения газов в колпаковых печах

Понять его можно на простейшем примере. В стакан, перевёрнутый вверх дном, снизу подаётся струя дыма. Она поднимается до донышка, а затем, остывая, стекает по стенкам стакана.

То есть наблюдается свободное движение газов под действием существующих физических законов. Именно в этом и заключается принципиальное отличие печей рассматриваемого типа от иных конструкций, где газы перемещаются принудительно, за счёт организации тяги.

Колпак становится своеобразным уловителем для горячих газов. Холодные, как более тяжёлые, опускаются вниз. Возникает турбулентность, способствующая более полному восприятию тепла стенками колпака.

В вариантах, доработанных Кузнецовым, благодаря использованию принципа свободного перемещения дымовых газов, их энергия не прогоняется многократно в потоке, пока не отдаст большую часть своего тепла телу печи. Она греет его сразу.

Простейшая принципиальная схема конструкции колпаковой печи.

Наиболее частым решением в современных отопительных устройствах подобного типа является двухколпаковая схема.

Алгоритм работы выглядит следующим образом. Воздух попадает в топливник через поддувало. В верхней части топки расположено хайло.

В одноколпаковых печах здесь формируется газовая вьюшка. Это происходит за счёт того, что нагретые газы, собравшиеся под колпаком, исключают «продувание» тяжёлым холодным воздухом данного объёма (сравните с пробкой, удерживающей воду в перевёрнутом стакане).

Если печь двухколпаковая, то тяга, возникающая во 2-ом колпаке, делает вьюшку неустойчивой. Ранее это было первоочередной причиной, из-за которой такие печи практически не строили.

При растопке печи в первую очередь горят наиболее лёгкие и активные фракции. На данном этапе процесс горения сопоставим с режимом пиролиза. Преимущество печей Кузнецова заключается в том, что они изначально сконструированы под этот режим. Газы, выделяющиеся в процессе пиролиза, дожигаются под сводом первого колпака. Фактически данное подсводное пространство играет роль дожигателя в печах пиролизного типа.

Процесс горения, происходящего под 1-ым колпаком, фактически является саморегулирующимся. Когда топливо в топочной камере разгорается интенсивнее, чем требуется, то:

• формирующаяся под ним газовая «подушка» дожигаемых газов расширяется в единственную, доступную для этого, сторону, вниз;
• это приводит к усложнению, идущего вниз, оттока холодных газов;
• уменьшение оттока ослабляет тягу;
• интенсивность горения падает.

При ослаблении горения происходит обратная реакция. На завершающем этапе топки, когда горение идёт в малоактивном режиме, либо на стадии дотлевания оставшихся углей, оба колпака переходят на режим работы теплоприёмников (аналогично канальным печам). Они просто добирают остатки тепла.

Но и на этом этапе преимущества колпаковых печей явно выражены. В канальных печах, в соответствии с законом Бернулли, большая часть данного тепла улетучивается в вытяжную трубу. А под колпаком практически всё оно уйдёт на нагрев стенок.

Если снаружи дует сильный ветер, то в печах канального типа процесс дожигания приходится прерывать, выгребая из топливника не догоревшее топливо и угли, после чего закрывать вьюшку. Иначе печь очень быстро остынет.

В печах колпакового типа подобная проблема отсутствует в принципе. Резко расширяющийся переход от дымохода к наружному колпаку исключает сквозняки в печи. Поэтому можно дожигать топливо полностью.

Вопрос устойчивости газовой вьюшки можно решить в 2-ухколпаковых печах, используя следующее техническое решение. Расстояние кольцевого зазора №1 (между внешней стенкой 1-го колпака и внутренней стенкой второго) должно быль больше аналогичного расстояния №2 (между внутренней стенкой 1-го колпака и топливником).

Идеальным вариантом печи рассматриваемой конструкции является изделие, круглое в поперечном  сечении (как в работах Грум-Гржимайло). Внешний корпус печи, в подобном случае, одновременно играет роль 2-го колпака. В нём также существует своя «зона дожигания», в которой идут термохимические реакции, располагающаяся под сводом такой печи.

Именно здесь происходит нейтрализация угарных газов, а также различных окислов азота. Последние возникают из-за существенных температур сгорания, превышающих этот показатель для канальных печей (пламенных). Поэтому в дымоход поступают только пары Н₂О и СО₂. Подобные печи изначально изготавливались из металла.

Их можно выложить и из кирпича. Однако в двухколпаковой кирпичной печи очень сложно, в техническом плане, обустроить дверки прочистные. Да и вопрос чистки тоже весьма проблематичен.

Данную проблему удалось обойти изменением подхода к размещению колпаков. Вместо принципа матрёшки используется каскадная последовательность. Колпак №2 монтируется над колпаком №1. А соединяющий их дымоход выполняется с тыльной части печи. Подобное размещение снижает КПД максимум на пару процентов.

При любом решении во 2-ой колпак прекрасно вписываются, при необходимости, регистры подготовки горячей воды. На КПД это не повлияет, так как основное тепло печь получает от 1-го колпака.

Возрастание стоимости топлива явилось дополнительным побуждающим мотивом для возрождения двухколпаковых версий печей. Регистры во втором котле не нарушают режима горения, а колпак 1, выложенный их кирпича с низким показателем теплопроводности, выступает прекрасным изолятором высокотемпературного каскада от теплопотерь паразитного типа.

Во 2-ой колпак газы поступают с температурами:

• достаточно низкими, что позволяет использовать теплообменники, изготовленные из обычных материалов, без учёта необходимости противодействия прогоранию, либо оседанию сажи;
• достаточно высокими для эффективного разогрева воды. При величине КПД = 80%, температура газов задаётся диапазоном (200-400)°С.

Достоинства рассматриваемой конструкции

Сравнение колпаковых печей с канальными позволяет отметить их значительную устойчивость к возможным деформационным нагрузкам. Изделие требует минимального времени для прогрева и сохраняет тепло очень долго, даже если заслонка приоткрыта.

Подобные печи характеризуются:

• длительными сроками эксплуатации;
• минимальными количествами сажи и копоти. Практически всё это сгорает до состояния золы;
• КПД подобных печей ≥ 80%;
• Технология кладки доступна даже начинающему печнику. Достаточно строго следовать порядовкам;
• Система имеющегося нагрева тела печи превосходит по эффективности аналогичную конструкцию у канальных печей;
• Простота обслуживания. Требует чистки значительно реже иных конструкций кирпичных печей;
• Может возводиться на объектах любого назначения (жилой дом, баня, офис, квартира и т.п.);
• В настоящее время существует свыше ста вариантов чертежей (порядовок) и схем двухколпаковых печей разной конфигурации, объёмов и назначения;
• Не требует специального расчёта тяги и высоты дымохода;
• Требуется минимальное время на растопку;
• Допустима установка значительных нагревательных элементов;
• Тело печи прогревается равномерно (верх/низ);
• Способна долго сохранять тепло.

Кладём колпаковую печь

Чтобы печь, идеальная в теории, хорошо грела на практике, варила и сушила, её требуется правильно сложить и использовать для этого нужные материалы. Это утверждение справедливо вдвойне, когда речь идёт о печах рассматриваемого типа.

В двухколпаковых печах тепловая нагрузка на материалы предельно высокая. Поэтому легко совершить ошибку и выполнить подобную конструкцию с массивными стенами. Огонь в ней гореть будет, а вот вместо ожидаемого тепла получите дым и копоть.

Анализ порядовок печей Кузнецова различного назначения, в основу которых положен 2-ухколпактовый вариант, (отопительно-варочных, для бани, с установкой водогрейного котла двухконтурного и т.д.), позволяет выявить весьма характерную особенность. На единицу N_выд, равную 500 Вт/м² внешней поверхности материала расходуется меньше почти в 1,5 раза, чем в изделиях традиционных конструкций.

Это имеет как плюс (удешевление конструкции из-за необходимости меньшего количества кирпичей и раствора для кладки), так и минус. Такие изделия предъявляют высокие требования к разработке и неукоснительного соблюдения всех технологических нюансов ведения кладки. Так как фактическая тепловая нагрузка, безопасная для толстостенной печи, способна разрушить стенку тонкую уже на стадии разгонной топки.

Строительная механика тоже должна быть близка и понятна печнику, решившему выложить колпаковую печь своими руками. Простейшее подтверждение данному тезису – прочностные характеристики стенки, выложенной с использованием глиняного раствора, если уменьшается её толщина, падают значительно быстрее, чем у цементной кладки. Это предъявляет повышенные требования к фундаменту подобной печи. Печник обязан неукоснительно следовать рекомендациям автора порядовки, с которой он работает. Причём, не только при обустройстве фундамента, но далее, на всех остальных этапах кладки печи.

Априори высокие нагрузки, действующие на материалы, из которых изготовлены любые модели колпаковых печей разработки Кузнецова, изначально подразумевают готовность печника детально проработать конструкцию и следовать конструкторским принципам, имеющим статус основополагающих.

Их первоосновой является плавающая топка. Выкладывается она из огнеупорного кирпича (шамотного). Наиболее востребованными марками являются Ш-5, а также ШБ-8. Остальное тело печи кладётся из кирпича рядового керамического, марок от М150 и выше.

Напомним, плавающей, она называется потому, что:

• Вокруг топливника со всех сторон, либо в строго установленных порядовками местах, формируется сухой шов.

Техника его выполнения следующая. После завершения кладки последнего ряда шамотного кирпича, производится удаление кладочного раствора изо всех швов между ним и керамическим кирпичом. В образующиеся пустоты вставляются специальные прокладки, которые готовятся из различных типов минерального картона. Чаще всего используются каолиновый и базальтовый. Возможно использование иных технологий, которые обязательно оговариваются в спецификации, имеющейся на конкретную печь.

• Несвязность модулей. Этот принцип подлежит неукоснительному соблюдению. Шамотный кирпич в любых вариантах не должен вставляться в пазы между керамическим кирпичом (обратное утверждение также справедливо), даже если имеются демпфирующие швы.

Теплоёмкость шамотного кирпича и его ТКР значительно отличаются от тех, которые имеет рядовой керамический кирпич. Поэтому топка, при наличии связи с основным телом печи, просто порвёт кладку уже на стадии растопки.

Именно поэтому требуется выполнять топливник для подобных печей в качестве достаточно компактного модуля, вставленного в гнездо, подготовленное из кирпича керамического. При этом существует ряд технических нюансов обеспечения отведения газов через дымоход.

Весьма важно использовать в работе только материал, поименованный в спецификации к печи, а также указанный в порядовке. Конструкции подобных печей просчитаны и высокотехнологичны. Поэтому замена весьма негативно сказывается на работоспособности готового изделия. В лучшем случае, печь придётся ремонтировать. В худшем, разбирать полностью и выкладывать по-новому.

Практические шаги

В настоящей статье мы затронем только основы практической кладки. Помочь разобраться в вопросе более детально позволит знакомство с видео, которые в избытке имеются в интернете.

Например, здесь:

Если вы хотите разобраться в вопросе всесторонне и приступить к работе «во всеоружии», рекомендуем приобрести какой-либо учебник по кладке печей. Например, Симаков В.Г. «Печи, камины, барбекю». Москва, ЭКСМО, 2011 год.

На сайте И.В.Кузнецова, в разделе колпаковые печи, чертежи (именуемые порядовками) на печи любого назначения, мощности и комплектации доступны для ознакомления и скачивания без ограничений.

Материалы

Если вы планируете класть печь по одному из существующих проектов, то вам следует получить на неё два документа: спецификацию, в которой перечислены все необходимые материалы в варианте: название материала / марка/ потребное количество/ средняя цена на рынке. Последний пункт требуется уточнять на дату принятия решения о кладке печи.

Как правило, независимо от выбранного варианта будущей колпаковой печи, для её возведения потребуется приобрести:

• Мастику огнеупорную (специальная сухая смесь для кладки шамотного кирпича);
• Огнеупорный кирпич (шамотный);
• Керамический одинарный полнотелый кирпич (от М150 и выше);
• Материалы для приготовления кладочных растворов: цемент, глина, песок;
• Фанера многослойная листовая для опалубки;
• Лист стальной для пола перед топочной дверцей;
• Арматура и армирующая проволока;
• Уголок стальной;
• Брус строганый деревянный;
• Печная фурнитура (задвижки, дверки, вьюшки);
• Фольга металлизированная;
• Варочная панель (если плита отопительно-варочная);
• Решётка колосниковая.

Инструмент

Чтобы иметь возможность выполнить любую технологическую операцию в процессе изготовления кирпичной колпаковой печи мастеру потребуется:

• Электродрель со специальной насадкой, либо миксер строительный;
• Пила дисковая;
• Болгарка ;
• Кусачки и плоскогубцы;
• Кельмы (мастерок);
• Лопата совковая;
• Уровень (лучше лазерный).

У профессионального печника этот перечень значительно длиннее. Здесь перечислен только основной инструмент.

В идеале кладкой печи следует озаботиться на стадии строительства дома. Это гораздо проще, дешевле и эффективнее.

Однако современные технологии позволяют вписать печь в готовый дом. Подобная работа требует больше времени и расходов, а также проведения дополнительных расчётов.

В заключение настоящей статьи предлагаем вам фотоотчёт о кладке двухколпаковой отопительно-варочной печи Кузнецова. С приложением порядовок и вертикальных разрезов.

Удачной работы!

znatoktepla.ru

Другие статьи по теме:

Жаростойкая краска Проекты домов с печным отоплением Пропорции глины и песка для кладки печей Печи для частного дома из кирпича Установить печь в бане Печь малютка своими руками для садового домика