Печи кузнецова руководство

Идеи по созданию сверхэкономичных печей И. В. Кузнецова заимствуют во всём мире, включая США и Европу. Сделать одну из печей по модели Кузнецова при ответственном подходе можно и своими руками.

Применение печи Кузнецова

За многие годы изобретательской деятельности И. В. Кузнецов разработал около 150 моделей печей, рассчитанных на применение во всех без исключения сферах человеческой жизнедеятельности, где требуется генерация тепла. По виду специализации «кузнецовки» бывают:

• отопительными;
• варочными;
• отопительно-варочными;
• банными
• уличными, предназначенными для копчения продуктов, барбекю и приготовления блюд на гриле;
• каминами с открытой топкой, позволяющей любоваться пламенем.

Достоинства и недостатки

Широкая популярность печей Кузнецова и глубокое уважение, которое питают к ним разбирающиеся в печном деле люди, обусловлены рядом преимуществ:

1. КПД «кузнецовок» превышает 80%, а у некоторых моделей может достигать 95%.
2. Печи работают в высокотемпературном режиме, но при этом обходятся без материалов и технологий, доступных только в заводских условиях.
3. Высокотемпературный режим позволяет топить печь даже самым бросовым и низкокачественным топливом.
4. Опять же из-за высокой температуры сгорания топливо окисляется почти в полном объёме, поэтому сажа образуется в минимальных количествах. Печь может не требовать чистки по нескольку лет.
5. Конструкция печи обеспечивает очень равномерную теплоотдачу между топками, при этом материала на неё уходит меньше, чем при строительстве по традиционной технологии.
6. В печах, оснащённых теплообменником, тепло для нагрева воды отбирается у дымовых газов, а не из топки, так что «кузнецовка» легко может выполнять функцию котла без ухудшения характеристик.
7. Принцип действия печи обеспечивает хорошую тягу, поэтому нет необходимости строить высокий дымоход.
8. «Кузнецовка» весьма пластична как в смысле конструкции, так и в смысле оформления. То есть её легко можно подогнать под любое помещение без ущерба производительности и экономичности.
9. Печь устроена таким образом, что после топки её дымоход не нужно перекрывать вьюшкой. Отравление угарным газом полностью исключается.
10. Конструкция предполагает равномерное распределение тепла в теле печи, поэтому в кладке не развиваются трещины от местных деформаций.

Что можно сказать о недостатках? В техническом отношении их нет, но кое-что учитывать все же нужно. Печь Кузнецова не может иметь массивных стенок — это свело бы на нет многие из её достоинств. Но при этом она подвергается довольно высоким тепловым нагрузкам. Поэтому данный агрегат должен быть тщательно рассчитан и выверен на этапе разработки и столь же тщательно, со скрупулёзным соблюдением всех требований технологии, построен. При малейших отклонениях от технического регламента «кузнецовка» получится весьма недолговечной.

Сложить своими руками можно и русскую печь, если следовать подробным инструкциям. Их вы найдёте в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/russkaya-pech-volshebstvo-sozdannoe-svoimi-rukami.html.

Конструкция и принцип действия

За основу изобретателем И. В. Кузнецовым была взята колпаковая печь, известная своей экономичностью.

Высокий КПД таких печей обусловлен характером движения дымовых газов. Если в канальных печах они вытягиваются в дымоход, зачастую не успев отдать тепло кирпичному массиву, то в колпаковых долго клубятся под сводом колпака, пока не остынут. Только тогда они опускаются вниз, к выходному отверстию, откуда затем попадают в дымоход. Заполненный газами колпак попутно играет роль вьюшки: холодный воздух из дымохода не может в него проникнуть, так же как вода не может заполнить перевёрнутый водолазный колокол. Этот эффект получил название газовой вьюшки.

Изобретатель работал с усложнённым вариантом такой печи, имеющей два колпака.

Схема двухколпаковой модели

Как видно, колпаки соединены последовательным образом, то есть отбор тепла дымовых газов происходит по двухступенчатой схеме. Прежде за возведение печей с такой конструкцией брались не очень охотно — не только из-за сложности, но и некоторых нежелательных особенностей. Так, к примеру, тяга во втором колпаке легко может сорвать газовую пробку в первом, сводя на нет эффект «газовой вьюшки».

С этим недостатком мастер справился следующим образом. Печь была оснащена так называемыми низовыми каналами, проложенными в обход аккумулирующих тепло частей массива. Пока в топке горит пламя, образуемый им конвективный поток обеспечивает работу тяги в обычном режиме. Когда топливо будет израсходовано и конвекция прекратится, тяга сама собой перераспределится таким образом, что холодный воздушный поток будет следовать через низовые каналы, а не через нагретое тело печи.

Это решение не только скомпенсировало неустойчивость газовой вьюшки, но и оказалось более надёжным: образованную газами пробку может вытянуть сильным порывом ветра, тогда как в печи Кузнецова тяга при любых условиях перенаправляется подальше от горячего массива. Кроме того, благодаря наличию низовых каналов отпадает необходимость в обустройстве вентиляции помещения.

Читайте также нашу статью о возведении кирпичной печи-голландки: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/pech-gollandka-rukovodstvo-po-izgotovleniyu-dlya-domashnego-mastera.html.

Как работает

Вот в какой последовательности происходят процессы в печи Кузнецова:

1. За счёт поступающего через поддувало (поз. 1) воздуха в топке (поз. 2) горит топливо, образующаяся при этом смесь дымовых и пиролизных газов поднимается в нижний колпак (поз. 3). Под его сводом (поз. 4) пиролизный газ окончательно распадается на горючие составляющие, которые здесь и сгорают. Такая конструкция обеспечивает эффект саморегуляции: при сильном горении пламени газовая пробка увеличивается и блокирует тягу; из-за ослабления тяги горение в топке также ослабевает, газовая пробка, остывая, уменьшается и тяга возобновляется.
2. Условно холодные газы из нижнего колпака поступают в верхний (поз. 5). Если печь является круглой (это идеальная форма для двухколпаковой схемы), то роль верхнего колпака играет её корпус. В его верхней части (поз. 6) происходит доокисление угарного газа и оксида азота, так что поступающий в дымоход (поз. 7) выхлоп в основном состоит из углекислого газа и водяного пара. Поступающие во второй колпак газы уже не являются сверхгорячими — температура от 200 до 400 градусов — и химически агрессивными, поэтому здесь можно установить водяной теплообменник из обычной конструкционной стали. Отбор тепла на воду режим работы печи никак не меняет, поскольку высокотемпературная часть — топка + нижний колпак — изолированы кирпичным простенком.

Из-за высокой температуры сгорания шамотную топку в печах Кузнецова следует делать изолированной от основного массива или, как ещё говорят, плавающей. Никакие её элементы не должны внедряться в кладку из керамического кирпича, иначе последнюю даже при наличии температурных швов во время топки разорвёт — скажется разница в коэффициентах температурного расширения этих материалов.

Топка должна быть окружена так называемым сухим швом. Это шов между шамотным и керамическим кирпичом, который вместо глиняного раствора заполнен прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Между топкой и нижним колпаком устраивается кольцевой зазор (Л1) и ещё один (Л2) – между колпаками. Если ширину Л2 сделать больше, чем у Л1, газовая вьюшка окажется более устойчивой.

Расчёт печи Кузнецова

«Кузнецовка» — очень сложный отопительный прибор и попытки рассчитать его и спроектировать самостоятельно ни к чему хорошему не приведут. Следует просто выбрать из всех имеющихся вариантов наиболее подходящий для себя — автор из своих наработок тайны не делает. Если в характеристиках понравившейся модели не указана мощность теплоотдачи, её можно рассчитать приблизительно: печь, которая топится два раза в сутки, каждый кв. м её поверхности отдаёт примерно 500 Вт тепла.

Печь ОВИК-9, порядок изготовления которой мы будем рассматривать, при размерах 1015х630х2100 мм обладает мощностью теплоотдачи в размере 3,6 кВт.

Подготовительные работы

В первую очередь необходимо выбрать место для строительства печи. Проще всего делать это до постройки дома — тогда и печь, и здание проектируются совместно так, чтобы отапливались три или хотя бы два помещения. С уже готовым домом дело обстоит сложнее. В таком случае печь стремятся встраивать в межкомнатную перегородку, поскольку внедрение её в несущую стену требует сложных расчётов и опасных трудоёмких работ (часть стены придётся разобрать, удерживая нагрузку от перекрытия системой перемычек и колонн).

Можно, конечно, ограничиться простым пристенным вариантом расположения, но тогда отапливаться будет только одно помещение.

На выбранном месте нужно построить железобетонный фундамент. Его размеры должны превосходить размеры печи хотя бы на 100 мм с каждой стороны. Не допускается объединение фундамента печи с фундаментом здания — оба сооружения дают различную осадку и одно из оснований будет тянуть за собой другое, вызывая его перекос.

Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности грунта, глубины его промерзания, способа эксплуатации здания (периодически/постоянно). Обычно в зданиях с круглогодичным проживанием людей, расположенных на устойчивом грунте, фундамент заглубляют на 400–600 мм. На дно выемки следует в качестве упрочняющего слоя насыпать щебёнку, а поверх неё — песчаную подушку.

Далее все делают по традиционной технологии — устанавливают опалубку, фиксируют арматурный каркас и заливают бетоном. Переходить к возведению печи следует только после полного созревания бетона и набора им достаточной прочности — на это обычно уходит около месяца.

Перед кладкой 1-го ряда поверх фундамента нужно настелить гидроизоляцию из двух слоёв рубероида или толя. На ней мелом наносят контуры будущей печи — так будет проще ориентироваться.

Материалы и инструменты

Для работы понадобятся:

• кельма;
• уровень;
• киянка и прочие строительные инструменты.

Для деления кирпичей потребуется молоток-кирочка и болгарка с алмазным кругом.

Печь будет возводиться из кирпичей двух видов: обычного керамического полнотелого с маркой от М150 (250х120х65 мм) и шамотного марки ШБ-8 (250х123х65 мм) или Ш-5 (230х114х40 мм). Шамотным кирпичом будут выкладываться стенки топки.

Приобретая шамотный кирпич, следует быть очень внимательным. Недобросовестные продавцы могут выдать за него кислотоустойчивый кирпич, который похож внешне, но не выдерживает высокой температуры. Так что не будет лишним попросить предъявить сертификат.

Часто рекомендуют выбирать шамотный кирпич по цвету — чем темнее, тем лучше. Но такое правило имеет силу не всегда. Если использовалась глина, взятая в разных месторождениях, то характеристики светлого кирпича вполне могут оказаться более высокими, чем у тёмного. Правильнее оценивать качество шамотного кирпича по следующим критериям:

• структура должна быть однородной и мелкозернистой — без видимых невооружённым глазом пор и включений;
• при простукивании металлическим предметом (лёгкий молоток или гаечный ключ) кирпич должен издавать чёткий отрывистый и звонкий звук;
• при падении должен раскалываться на крупные куски (низкокачественный рассыпается на мелкие фрагменты вплоть до песка).

На конструкцию с размерами 1015х630х2100 мм понадобится 430 керамических кирпичей (без учёта дымохода) и 22 шамотных.

Как приготовить раствор

Раствор применяется глиняный. Используемые для его приготовления глина и песок не должны иметь органических примесей, которые могут привести к растрескиванию швов. В глине присутствие этих примесей можно распознать по хорошо слышимому запаху (он может быть даже приятным) – в норме глина почти не пахнет.

Песок же следует использовать либо горный, либо изготовленный путём измельчения кирпичного боя — в этих разновидностях содержание органических примесей является минимальным, или же они вовсе отсутствуют. Кирпичный песок обычно стоит дешевле горного, но в качестве ему не уступает. Только обратите внимание на следующее обстоятельство: для раствора керамической кладки нужен песок из керамического кирпича, а для шамотного — соответственно, из шамотного.

Обратите внимание на сортность глины. Раствор для шамотной кладки следует готовить на основе белого каолина или шамотного мергеля. Для кладки керамической подходит любая глина с огнеупорными свойствами, например, серая или синяя кембрийская, серый каолин.

Глина одного и того же сорта, но из разных месторождений, может сильно отличаться по вязкости, жирности и адгезионным свойствам. Поэтому рецепт раствора, а именно оптимальное соотношение в нём песка и глины, следует подбирать опытным путём. В случае применения кирпичного песка это делается так:

1. Порцию глины массой в 1 кг нужно залить доверху водой и оставить на сутки.
2. После этого раскисшую глину замешивают с добавлением воды, пока она не станет похожа на пластилин или густое тесто и не перестанет липнуть к рукам.

Далее глину делят на 5 равных порций, в каждую из которых добавляют определённое количество песка:

• в первую — 10% от объёма глины;
• во 2-ю — 25%;
• в 3-ю — 50%;
• в 4-ю — 75%;
• в 5-ю — 100%.

Каждую порцию нужно тщательно размешать до однородного состояния и просушить в течение 4-х часов. Не забудьте пометить, сколько песка где содержится.

После этого каждой порции раствора путём раскатывания нужно придать форму цилиндра длиной 30 см и диаметром 1–1,5 см. Все они оборачиваются вокруг круглой болванки диаметром около 5 см. Теперь испытательные образцы нужно высушить в течение двух недель в условиях комнатной температуры и отсутствия сквозняков.

После этого остаётся оценить каждый из вариантов:

1. Если на цилиндре вообще нет трещин либо они имеются в виде очень мелкой сетки, такой раствор можно использовать для любой части печи.
2. Если глубина трещин достигает 1–2 мм, раствор сможет выдержать температуру до 300 градусов. Такую смесь можно использовать для кладки дачного камина или барбекю.
3. При наличии глубоких трещин или разрывов раствор признаётся непригодным для использования — имеющаяся в нём доля песка является избыточной.

Обычно на кладку в 500 кирпичей расходуется около 0,2 куб. м смеси глины и песка.

Обратите внимание! Если не смущают дополнительные расходы, можно приобрести в специализированном магазине готовую смесь для приготовления печного раствора.

Определив таким образом оптимальное сочетание глины и песка, приступают к приготовлению раствора:

• необходимое количество глины (примерно 40 кг на 100 кирпичей) опять же замачивают в течение суток, замешивают до консистенции теста, но после этого ещё протирают через сито с ячейкой 3х3 мм;
• затем согласно подобранной опытным путём рецептуре добавляют песок;
• постепенно подливая воду, раствор размешивают до сметанообразного состояния;
• оценивают, как раствор смачивает кельму, и при необходимости корректируют его состав путём добавления небольшого количества глины или песка.

Что ещё потребуется

1. Дверца топочная, например, марки ДТ-3, с размерами проёма 250х210 мм.
2. Дверца поддувальная, например, марки ДПК, с проёмом 250х140 мм.
3. Решётка колосниковая размером 250х252 мм.
4. Плита варочная из чугуна на две конфорки, размер — 586х336 мм.
5. Дверцы размером 510х340 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры.
6. Задвижки с проходным сечением 130х130 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры и для переключения между летним и зимним режимами работы.
7. Задвижка с просветом 250х130 мм — для дымохода.
8. Отрезки равнополочного уголка 36х4 длиной 600 мм (4 шт.).
9. Отрезок стальной полосы 40х4 мм длиной 600 мм.
10. Стальной лист толщиной 3 мм размером 600х550 мм.
11. Стальной лист толщиной 3 мм размером 500х700 мм для защиты пола перед топкой.

Сталь заменить любым другим несгораемым настилом, к примеру, плиткой из керамики.

Всегда мечтали, чтобы в вашем доме был волшебный камин? Вы можете его сложить своими руками. А следующее руководство поможет в этом: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/uglovoj-kamin-svoimi-rukami-poshagovaya-instrukciya.html.

Кладка: порядовка и пошаговая инструкция

Последовательность работ выглядит так:

Выкладывают из 20-ти кирпичей 1-й ряд, который должен представлять собой идеальный прямоугольник со строго горизонтальной поверхностью.

«Прямоугольность» проверяется замером диагоналей — они должны быть равны. При отсутствии опыта ряд сначала нужно выложить без раствора и только потом, когда всё будет подогнано и проверено, применить раствор. Толщина швов должна составлять 5 мм.

Совет. Чтобы печь выглядела более привлекательно, установите по углам кирпичи со скруглениями. Их необязательно подрезать самому — такие блоки продаются в готовом виде.

Во 2-м ряду берут своё начало первый (нижний) колпак и поддувальная камера. Две половинки кирпича укладываются без раствора и слегка выдвигаются наружу. Когда кладка будет завершена, эти кирпичи нужно будет извлечь, что даст возможность очистить основание колпака от брызг раствора и кирпичных осколков. После очистки половинки окончательно сажают на раствор.

Когда 2-й ряд будет выложен (потребуется 14 кирпичей), на него устанавливают дверцу поддувала, подперев её несколькими кирпичами. Рамку дверцы необходимо обмотать асбестовым шнуром, который выступит одновременно в роли уплотнителя и температурного шва. Она фиксируется в кирпичной кладке посредством проволоки, которая закладывается в швы.

Рекомендуется применять проволоку и для армирования стенок печи, укладывая её в швы каждого второго ряда.

Выложив согласно схеме 3-й ряд (входящие в его состав кирпичи должны плотно зафиксировать дверку поддувала), приступают к укладке 4-го. Здесь уже помимо керамического кирпича применяется шамотный — начинаем выкладывать боковые и заднюю стенки топки.

Поддувальная дверца перекрывается стёсанными керамическими кирпичами, смотрящими наружу, и стёсанными шамотными — смотрящими внутрь. Они должны быть разделены тепловым зазором величиной в 5 мм. Устроить его можно следующим способом: между кирпичами закладывается прокладка из упаковочного гофрокартона — он как раз имеет нужную толщину; при растопке картон выгорит и зазор образуется сам собой. Температурные зазоры необходимо предусматривать повсюду, где шамотный кирпич соседствует с керамическим.

В ряду №5 шамотные кирпичи, образующие боковые стенки топки, слегка сдвигаются, так, чтобы находящиеся под ними кирпичи 4-го ряда образовали полочку шириной 10–15 мм для колосниковой решётки. Кирпичи следует раздвинуть настолько, чтобы между ними и решёткой оставался зазор в 5 мм, необходимый для свободного расширения нагретого металла.

Кирпич, образующий переднюю стенку, следует подрезать вкось.

В этом же ряду начинается формирование вертикального канала, соединяющего оба колпака.

Когда ряд будет выложен, следует установить на своё место колосниковую решётку, заполнив зазор между ней и кирпичами песком.

Параллельно с укладкой 6-го ряда нужно установить и зафиксировать топочную дверку. Непосредственный контакт её рамки с кирпичом не допускается — необходимо уложить в качестве прокладки асбестовый шнур. Снизу рамку дверки можно фиксировать проволокой, но сверху требуется более надёжный элемент — проволока быстро прогорит. Вместо неё применяют стальную полосу.

При укладке ряда №7 сбоку от кирпича, образующего заднюю стенку топки, оставляют разрыв шириной в 20–30 мм. Это начало сухого шва.

Выложив согласно схеме ряд №8, приступают к укладке 9-го ряда. На этом этапе формируется канал, связывающий топку с нижним колпаком. Сиреневым цветом обозначены кирпичи в боковых стенках топки, верхние грани которых должны оказаться на 10 мм ниже плоскости ряда. На левую стенку нужно будет уложить асбестовую полосу толщиной 10 мм, так чтобы она оказалась вровень с плоскостью ряда.

Обратите внимание на то, как перекрыта топочная дверца: кирпичи подрезаны вкось, чтобы получилась кладка «в замок».

Выкладывая 10-й ряд, следует помнить, что на асбестовую подкладку (она накрывает шамотные кирпичи в стенке топки) керамические кирпичи нужно класть без раствора.

В окружающих топку керамических кирпичах необходимо выполнить вырез под варочную плиту. Размеры его должны быть такими, чтобы вокруг плиты оставался температурный зазор в 5 мм, то есть кирпичи нужно будет подрезать примерно на 10 мм. А в зоне контакта варочной плиты с шамотным кирпичом необходимо оставлять зазор в 10 мм. Такие кирпичи, подрезанные вкось, расположены спереди и справа (обозначены оранжевым цветом).

Если плита снабжена снизу рёбрами жёсткости, для них в кирпиче необходимо дополнительно вырезать пазы — чтобы опирание плиты на кирпич осуществлялось по всему краю. Устанавливают её сразу после укладки ряда — на пропитанный глиняным раствором асбестовый шнур. Зазоры между плитой и кирпичами заполняются песком.

Рядом №11 начинаются стенки варочной камеры. Здесь же устанавливается дверца для неё, рамку которой нужно обмотать асбестовым шнуром. Для фиксации снова можно применить проволоку.

Ряды 12, 13 и 14 в комментариях не нуждаются — просто выкладываем согласно порядовке.

После выкладки кирпичей 15-го ряда варочная камера перекрывается стальным листом толщиной в 3 мм и размером 600х550 мм с вырезом под вытяжной канал. Сверху лист упрочняется 4 отрезками уголка и стальной полосой. Стальное перекрытие исключает попадание в пищу различного мелкого мусора, который мог бы сыпаться в неё из кирпичной кладки.

В кирпичах 16-го ряда, обрамляющих вытяжной и передний вертикальный каналы, делаются вырезы под задвижки с учётом 5-миллиметрового температурного зазора.

Когда ряд будет выложен, задвижки устанавливаются на место.

После 17-го ряда начинается формирование верхнего колпака (18-й ряд). Здесь тоже необходимо оставить без раствора слегка выдвинутые половинки, удалив которые, можно будет очистить основание колпака от упавшего в процессе кладки раствора и разного мусора. После очистки извлечённые кирпичи обмазываются раствором и окончательно устанавливаются на своё место.

Ряды с 19-го по 27-й выкладываются согласно порядовке.

В 28-м ряду устанавливается основная задвижка дымохода. Под неё в кирпичах следует сделать вырезы глубиной 10 мм (обозначены сиреневым цветом) и такой ширины, чтобы вокруг корпуса задвижки оставался температурный зазор в 5 мм.

Задвижку нужно установить сразу после выкладки ряда, причём укладывается она на раствор.

Рядами № 29 и 30 печь перекрывается, а рядом №31 начинается насадная труба с дымоотводящим каналом в кирпич (270х140 мм).

Готовую печь необходимо хорошенько просушить. Для этого её выдерживают некоторое время с полностью открытыми дверцами и задвижками. Дело пойдёт быстрее, если в топке подвесить электролампочку мощностью в 200–400 Вт. Она обеспечит не только тепло, но и устойчивый конвективный поток, который за короткое время удалит всю влагу.

Первую топку следует производить с небольшой порцией топлива — огонь сначала должен закалить стенки топки.

Не следует браться за отделку печи до того, как она полностью отработает первый сезон — декоративное покрытие может быть повреждено во время усадочных процессов.

Эксплуатация в различных режимах

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

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

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

Видео: строительство двухколпаковой печи своими руками— часть 1

Видео: часть 2

Печь Кузнецова обладает высочайшими техническими характеристиками, но при этом она вполне доступна для мастера в классе новичка. А вот опытным печникам следует быть осторожными — зачастую они переоценивают свои знания и делают кое-что по-своему, пренебрегая рекомендациями изобретателя. Такие отклонения не допускаются — как было сказано, печь Кузнецова с высокой точностью рассчитывается и столь же точно должна быть построена. Следуйте изложенным в статье инструкциям, и вы будете застрахованы от ошибок.

О печах Игоря Викторовича Кузнецова вспоминают, когда речь заходит об экономичности и эффективности обогрева дома. Начиная с 60-х годов прошлого столетия, наш соотечественник разработал и воплотил в жизнь десятки проектов колпаковых печей, использующих в работе принцип свободного движения газов (СДГ). Популярность этих изобретений велика: зарубежные производители отопительного оборудования внимательно изучают опыт внедрения печей-кузнецовок. Кирпичные печи постоянно совершенствуются, разрабатываются комбинированные варианты, совмещающие различные функции — отопления, приготовления пищи, банные, котлы и т.д.

Что такое печь Кузнецова и где она используется

Отопительные бытовые печи подразделяют на два типа: канальные и колпаковые. В канальных движение газов по дымоходу происходит под принудительным действием тяги. Проходя по узким каналам внутри массива печи, газ отдаёт тепло в стены и, раскаляя кирпичную кладку изнутри, обогревает помещение. Но неравномерное прогревание печи под действием усиленной тяги изнашивает кладку, появляются трещины. К тому же узкий дымоход выстраивается на большую высоту — это усложняет работу в невысоких зданиях.

Колпаковые печи внутри устроены иначе: с большими полостями в виде перевёрнутых колпаков. Они располагаются или горизонтально, или вертикально друг над другом. И дым покидает топочную камеру за счёт свободного течения: горячий воздух поднимается, ударяясь о колпак, надолго задерживается там, а при постепенном остывании опускается. За счёт циркуляции холодных и горячих потоков тепло не выходит сразу из печи, длительно поддерживая температуру стенок. Степень теплообмена при этом возрастает, так как время контакта горячих газов с теплообменником увеличивается. Коэффициент полезного действия в некоторых моделях превышает 90%.

Рождение систем отопления и обогрева, использующих свободное движение газов, связано с именем выдающегося профессора теплотехники Грум-Гржимайло В.Е., который заложил теоретические основы колпаковых печей в конце 19 — начале 20-го столетия. Далее развитию темы способствовали работы его ученика и последователя, кандидата технических наук Подгородникова И.С. В результате система СДГ (свободного движения газа, в отличие от ПДГ — принудительного движения газа, которое используется в русских печах) была усовершенствована и запатентована Кузнецовым И.В. в Российской Федерации.

Печи используются не только для обогрева помещений, но и в химическом производстве, в металлургии для плавки металлов. Так, например, на крупнейшем сталелитейном заводе в г. Запорожье, наряду с доменными, используются две колпаковые печи. В химической промышленности широко применяются муфельные печи, которые по своей сути являются нагревательными системами со свободным движением газов (СДГ).

Достоинства и недостатки печи Кузнецова

Колпаковые печи — явление в строительстве достаточно новое. Отопление домов такими печами не носит массовый характер. Чаще предпочтение отдаётся традиционной русской печи, проверенной веками. Печи Кузнецова пока не могут похвастать такими сроками эксплуатации. Зато уже сейчас видны явные преимущества новой системы обогрева.

Достоинства:

• высокий коэффициент полезного действия (КПД) — до 95% (для сравнения КПД русской печи в диапазоне от 30 до 60%);
• значительная экономия материалов при строительстве: колпаки — это пустоты, экономия кирпича составляет до 50%;
• укороченный дымоход — экономит материалы и время работы, не требует высоких потолков в здании;
• доступность различных модификаций (многофункциональность): печь может быть совмещена с камином, варочной плитой, сушилкой, лежаком и т.д.
• несложный механизм встраивания для контура водяного отопления и горячего водоснабжения;
• нет жёстких ограничений для дизайна: печь может размещаться в любом месте — в углу, в центре помещения, вдоль стены (существуют многокаскадные конструкции, которые обогревают несколько этажей одновременно из одной топки и с одним дымоходом);

  

  Угловое расположение колпаковой печи: удобно для совмещения печи с камином в загородном доме

• фундамент под печь в 1,5–2 раза меньше;
• «тело» печи прогревается равномерно, снизу вверх — износ материалов минимальный, тепло удерживается намного дольше.

Дополнительные плюсы в эксплуатации:

• простота обслуживания: чистка печи производится один раз в несколько лет, профилактика не требует специальной подготовки и наличия инструментов;
• используется любой вид топлива — твёрдый, жидкий и газообразный;
• практически отсутствие золы и пепла в зольной камере: все топливные материалы полностью (без твёрдого остатка) сгорают;
• минимальное количество сажи в дымоходе: в трубу попадает «холодный» дым, и конденсат, вызывающий коррозию дымохода, почти не образуется;
• простота эксплуатации: регуляция горения топлива в камере сгорания происходит автоматически (при чрезмерном огне газы из колпака опускаются в топку и притормаживают горение, а при слабой интенсивности пламени возникает дополнительная струя приточного воздуха, которая приводит к усилению горения);
• экономия топлива: высокая эффективность пиролиза позволяет при небольших затратах равномерно обеспечивать помещение теплом.

К примеру, в доме площадью 100 м² достаточно сжигать 5–7 поленьев два раза в день (в целом 15–17 кг) для поддержания температуры +25^оС при наружном морозе -25^оС.

Важные свойства такой печи при эксплуатации: колпак всегда заполнен горячим воздухом, который не позволяет холодным потокам подниматься, прижимая их к нижней части печи. Поэтому несвоевременно закрытая задвижка почти не оказывает влияния на остывание конструкции.

А недостаток у печей Кузнецова всего один — мало мастеров, способных грамотно и со знанием дела воздвигнуть конструкцию. Поэтому стоимость работы высока. Оптимальный вариант — доверить кладку сертифицированному специалисту, прошедшему практическое обучение на авторских семинарах Игоря Кузнецова. Их контакты можно найти на официальном сайте изобретателя.

Там же представлены проекты для частного пользования (если вы решили построить самостоятельно) и множество моделей — от печи с сушилкой до банной, отапливающей одновременно парилку с предбанником в разных режимах. Есть и совмещённые разноплановые варианты для дома, дачи или служебных помещений. Единственное ограничение — нельзя тиражировать модели в сети без ссылки на первоисточник.

Виды «печей-кузнецовок»

Печи изготавливают из кирпича или металла.
Металлические — для небольших помещений, времянок. Они меньше габаритами и быстро разогреваются. Но и быстрее остывают, так как теплопроводность металла значительно выше, чем у кирпича. Существуют специальные металлические печи круглой формы, имеющие очень высокий КПД.

По своим функциям печи Кузнецова разделяют на следующие типы:

• отопительные;
• варочные;
• барбекю и гриль;
• камины;
• комбинированные печи.

Каждый вид печей приспособлен для конкретной цели и решения определённых задач.

Популярными стали варочно-отопительные комбинированные печи. Они не только согревают дома, но и очень удобны для приготовления пищи. Наличие духового шкафа со стабильной температурой позволяет не только тушить и запекать, но и печь хлеб. Печи с сушильной камерой прекрасно справляются с заготовкой сушёных грибов, фруктов и ягод. Ещё в печь встраивают водонагревающий шкаф, получая тёплую воду для бытовых нужд.

Банные печные устройства обогревают одновременно парилку, воду для мойки и комнату отдыха. Существует, например, банная печь, совмещённая с камином, где готовят пищу на тлеющих углях, а в парильном отделении можно изменять режим влажной бани на режим сауны.

Самой яркой отличительной чертой печей Кузнецова является её универсальность. Печь работает не только от традиционных видов топлива, но и от электричества. В этом случае в топке располагают электронагревательные приборы (ТЭНы).

Фотогалерея: съёмка работы печи Кузнецова тепловизором

У всех моделей распределение тепла по корпусу печи происходит снизу вверх. Но после прекращения топки остывающая печь в течение длительного времени держит тепло как в верхней части, так и в нижней. Благодаря этому, обогрев помещения осуществляется равномерно, без резких перепадов температуры.

Конструкция печи Кузнецова, её отличительные особенности

Отличие колпаковых печей от тяговых заключается в устройстве теплообменника. В традиционном варианте горячие газы из топки до трубы проходят сквозь несколько ходов дымохода, по дороге отдавая часть тепла в кирпичную кладку. Скорость их движения зависит от интенсивности пламени в камере сгорания и тяги, создаваемой печной трубой. КПД при таком устройстве колеблется от 30 до 60%, часть тепла «вылетает в трубу». Тягу регулируют при помощи дверцы поддувала и печной задвижки. Для поддержания тяговой печи в рабочем состоянии необходимо регулярно счищать сажу с дымохода и освобождать зольную камеру от остатков топлива.

У печи Кузнецова внутренняя полость представляет собой свободное пространство, называемое колпаком. Попавшие в него горячие газы, отдают тепло в стены и, остывая, опускаются вниз.

Наглядно представить процесс можно, накрыв горящую спичку стеклянной банкой. Дым от потухшего пламени сначала поднимется вверх, к донышку банки, а, остывая, вдоль стенок опустится вниз. Дым движется без принуждения, как и горячий поток воздуха в печи Кузнецова.

Между колпаками обязательно оставляется «сухой шов» в 2–3 см — это узкое отверстие, через которое происходит перетекание остывающих газов из одного резервуара в другой. Более горячий дым движется иным путём, фактически не пересекаясь с холодными струями. В результате общая теплоотдача становится максимально возможной.

Эффективность работы печи возрастает при выкладке двух и более колпаков. Их расположение не имеет значения: в вертикальной плоскости или горизонтальной. Размеры и формы их могут быть различными. Толщина теплообменных стен выкладывается обычно в один кирпич — так ускоряется передача тепла.

Проекты печей для частного малоэтажного строительства

Создано уже около 150 проектов колпаковых печей, воплощённых в жизнь. Все они прошли испытание временем и успешно работают. Команда единомышленников Кузнецова продолжает разрабатывать новые варианты, совершенствуя действующие. На его сайте выложена полная информация с детальным описанием и рекомендациями по изготовлению печей.

Модели проиндексированы и записаны аббревиатурой. Например, ОВИК обозначает «отопительно-варочная печь Игоря Кузнецова». ОИК — просто «отопительная» и т.д. Каждый проект сопровождается пошаговой инструкцией и наглядной порядовкой, выполненной в программе «AutoCAD»

Заниматься расчётами и вычислениями не нужно: на сайте даны точные замеры и описания готовых проектов. При необходимости можно связаться с Кузнецовым и обсудить условия проектирования с постановкой конкретной задачи.

Печь можно устанавливать в любой дом: новостройку или в уже построенный. Но строительство в готовом доме обойдётся дороже, так как придётся частично разбирать крышу для вывода дымохода. Работы лучше запланировать на тёплое время. Чтобы правильно выбрать место для установки печки, следует помнить о том, что чем ближе она расположена к центру помещения, тем равномернее будет обогрев. В то же время печь располагают ближе к входной двери — удобнее заносить топливо.

Видео: постройка печи Кузнецова с водяным котлом

С наибольшей отдачей тепла работает купольная печь округлой формы. Но если речь идёт о небольшом помещении и радиус окружности печи менее 2 м, возникают осложнения с установкой печного литья — дверок топки, очистных карманов и т.п. Металлические детали, рассчитанные на ровные плоскости, не ставят в полукруглые формы: появятся зазоры и щели, что недопустимо.

Опытный мастер с помощником выкладывает колпаковую печь за 2–3 недели (в зависимости от сложности модели). Процесс неспешный, требует большой аккуратности, подгонка всех деталей должна быть тщательной, с замерами. Новичку же потребуется больше времени, и к этому надо быть готовым до начала работ.

Материалы и инструменты

Для самостоятельного выполнения работ по установке печи потребуется:

1. Кирпичи двух видов: красный полнотелый (марки не ниже М150) и жаропрочный шамотный (ШБ-8).

   

   Шамотный и красный крипичи различаются своими свойствами: шамотный кирпич жаростойкий, но более хрупкий, а красный кирпич хорошо удерживает влагу и используется в основном как облицовочный

   Посчитать их количество можно с точностью до одного, если внимательно изучить порядовку. Но как показала практика, в запасе всегда должны находиться 3–4% от общего количества (на случай брака и боя кирпичей).

2. Песок и цемент в соотношении 3 к 1, либо готовая заводская сухая смесь, расфасованная по мешкам 25–30 кг. На 500 кирпичей — около 0,2 м³ сухой смеси.

   

   Состав смеси, изготовленной в заводских условиях: глина красная природная, песок кварцевый, песок формовочный

3. Чугунное литьё — дверцы топки и зольной камеры, дверцы очистных отверстий, колосниковая решётка, печные задвижки, вьюшки.

   

   Чугунные печные задвижки изготавляваются под заказ по точным размерам, чтобы не было щелей, пропускающих воздух

4. Проволока для перевязки кирпичной кладки (около 5–7 м), диаметром до 2,5 мм. Перевязка осуществляется через каждые 2 ряда по наружному контуру.
5. Два стальных уголка для перекрытия топочной камеры.

   

   Длина уголка определяется в зависимости от конструкции топки
6. Арматурная сетка для фундамента.

   

   Толщина металлического прутка и размер ячейки определяется в зависимости от нагрузки на фундамент

Из инструментов необходимы:

1. Мастерок каменщика, молоток, кельма, расшивка.

   

   Инструмент каменщика следует всегда держать при себе, чтобы каждый раз не отвлекаться во время работы в поисках нужного на данный момент

2. Вёдра или иные ёмкости для замеса раствора.

   

   Приготовление раствора для кладки — дело ответственное: чем лучше вымешан раствор — тем надёжнее будут швы кладки

3. Измерительные приборы: гидравлический или лазерный уровень, отвес, угольник, рулетка.

   

   Все приспособления намного облегчают процесс строительства печи, и важно научиться правильно ими пользоваться

4. Из электроинструмента большую помощь окажет болгарка и электрическая дрель с миксерной насадкой.

Подготовительные работы перед сборкой печи

Важнейший этап перед возведением печи — закладка фундамента. К его устройству необходимо подходить со всей ответственностью, ибо неверно залитый фундамент может свести на нет все труды — просевшая печь в итоге даст трещины и развалится.

Для того чтобы фундамент соответствовал требованиям нормативов, его линейные размеры должны на 10–15 см превышать размеры печного основания.

Порядок закладки фундамента под печь следующий:

1. Выкапывается приямок в грунте на глубину не менее 0,9 м (на глубину промерзания почвы в холодное время года). Края ямы должны быть по возможности ровными и вертикальными — это предотвратит излишний расход цементного раствора.
2. На дно котлована засыпается чистый песок на высоту не менее 15 см. Строители называют это подушкой. Время усадки подушки — 2–3 суток.
3. Сбивается опалубка из досок и подручного материала. Высота верхней точки опалубки должна совпадать с уровнем пола в доме (минус 2 кирпича, т.е. примерно 13 см).
4. Монтируется арматура. Это может быть металлическая сетка с ячейкой от 50 мм и толщиной прутка от 5 мм и выше. Сетка не должна лежать на дне ямы, а располагается внутри толщи фундамента. Оптимальное место — выход бетона из почвы наружу.
5. Заливается бетонный раствор. В состав может включаться гравий и тяжёлые минеральные добавки. Хорошим практическим дополнением будет гидрофобизатор, предотвращающий впитывание влаги в фундамент в процессе эксплуатации. После заливки верхнюю поверхность выравнивают в горизонтальной плоскости и сразу же устраняют все крупные дефекты, разглаживая мастерком или шпателем.

   

   Бетон, замешанный с применением гидрофобизатора, обладает водооталкивающими свойствами, что улучшает качество и свойства фундамента

Время полного высыхания фундамента считается от 20 до 30 суток, в зависимости от погодных условий. Но начинать монтаж печи можно уже через неделю, когда раствор схватится и окаменеет. Идеальный вариант усадки фундамента — один год (полный цикл промерзания и оттаивания грунта).

Один из вариантов сооружения печи Кузнецова своими руками

Перед началом кладки обратите внимание на следующие важные моменты:

• между фундаментом и первыми рядами печи прокладывается гидроизоляционный слой. Это может быть рубероид или фольгированная изотермическая плёнка (фольгой вверх, для отражения тепловой энергии);
• вносить изменения в порядовку крайне нежелательно. Это может привести к неправильной работе печи в дальнейшем. Авторские проекты Кузнецова проверены на практике, что гарантирует качество и сроки службы печей. Единственное исключение составляют ряды сплошного перекрытия, которые в эстетических целях можно видоизменять;
• для лицевой кладки подбираются кирпичи без сколов, трещин и других заметных дефектов;
• резка кирпичей производится при помощи болгарки. Края и плоскости должны оставаться гладкими и ровными: рваная форма недопустима.

Ниже приводится порядовка колпаковой печи И.Кузнецова с комментариями и рекомендациями.

1. Первый и второй уровни выкладываются шамотным жаропрочным кирпичом. При этом применяется печной скрепляющий раствор. Огнеупорный слой предотвратит уход тепловой энергии в фундамент.
2. В дымоходах монтируется четыре очистные дверцы (размеры стандартные) для удобства при обслуживании печи.
3. Колосниковая решётка укладывается на 5 уровне. Одновременно закладываются перегородки между поддувалом, топкой и колпаком.
4. Начиная с 5 ряда до 14, выкладывается топочная камера из шамотного кирпича. Важно помнить, что между шамотными и красными кирпичами кладки необходимо оставлять компенсационный зазор. Это сохранит печь от повреждений, возникающих при термическом расширении материалов.
5. Установка дверей топки и поддувала производится при помощи асбестового уплотнителя.

   

   Асбестовый уплотнитель щелей топочной камеры позволяет удерживать тепло между металлом и кирпичной кладкой

6. В рядах 17 и 18 перекрытия колпаков имеют сплошную плоскость (за исключением отверстий дымохода).
7. В 21 ряду остаётся два прохода, идущих вдоль внутренней стенки.
8. В 28, 29 и 30 рядах допускаются отклонения в монтаже перекрытий, если нужно оформить необычный внешний вид. При низком потолке в этом месте делаются противопожарные разделки.
9. По мере выкладывания необходимо делать футеровку внутренней поверхности кирпичной кладки (заглаживание стыков производится раствором с добавлением жаропрочного материала).

Перекрытие топки выполняется двумя металлическими опорными уголками. Размеры подбираются в соответствии с нагрузкой, длина плеча начинается от 45 мм.

Следуя точным указаниям порядовки, сложить печь-кузнецовку по силам любому мужчине, умеющему обращаться с камнем и раствором. Главное — соблюдать вертикальные и горизонтальные проекции конструкции.

После окончания кладки печь следует проверить и провести контрольную растопку. Интенсивность первой топки не должна быть высокой. Плавное прогревание корпуса равномерно высушивает цементный раствор по всем направлениям, начиная от зольной камеры до выхода дымоходной трубы наружу.

Видео: проект печи Кузнецова в 3D

Видео: проект печи Кузнецова в 3D (часть 2)

Особенности эксплуатации колпаковых печей

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

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

Второе, что приятно поражает — это отсутствие необходимости ежедневных чисток зольника. Любой горючий материал сгорает в печи полностью, без твёрдого остатка. Сажа на стенках печи почти не образуется: в результате пиролиза происходит окисление углерода до состояния угарного (и частично углекислого) газа.

Видео: тестирование печки Кузнецова

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

Итак, сооружение колпаковой печи Кузнецова доступно для всех. Однако, если самостоятельная кладка печи вызывает сомнения, лучше обратиться за помощью к профессионалам. Их участие не только сократит время строительства, но также послужит гарантией в дальнейшей эксплуатации печного агрегата.

И. В. Кузнецов с 1962 года занимается проектированием, изготовлением и усовершенствованием печей. За это время было изобретено более 150 различных конструкций, каждая из которых стремилась к абсолютному показателю эффективности – 95% КПД. В этой статье мы расскажем, как делать печь Кузнецова своими руками.

Фото 1 Печь Кузнецова

Принципиальная особенность разработки заключается в системе разделения газов на холодный и горячий потоки. За счет уникального колпакового строения печи горячий воздух задерживается внутри, а холодный выводится по отдельному каналу в дымоходную трубу. Учитывая то, что в колпаке поддерживается более высокая температура  горения, а тепло распределяется равномерно по корпусу, коэффициент полезного действия достигает своего пика. Для сравнения, КПД обычных печей составляет 30-35%, твердотопливных котлов – 80%, пиролизных – 85%.

Невысокая производительность большинства твердотопливных агрегатов объясняется тем, что теплый воздух выходит вместе с продуктами горения в трубу. Помимо того, что оставшегося объема не всегда хватает для полноценного нагрева, быстро выходящие дымовые газы еще более снижают тепловой порог. В некоторых конструкциях эту проблему пытаются решить увеличением (удлинением) дымоходной трубы, но тогда существует риск снижения тяги и, как следствие, уменьшения КПД. Создание такого агрегата, который бы обеспечил полноценную тягу и увеличил теплопередачу, и стал основной целью конструктора Кузнецова.

Видео 1 Строительство отопительной печи по системе Кузнецова

Конструктивные особенности

Все печи Кузнецова (а их, напомним, более 150 образцов) можно разделить по функционалу:

• отопительные;
• варочные;
• камины;
• гриль;
• комплексные.

И хотя самой популярной моделью являются варочные, где предусмотрена функция приготовления пищи, все указанные агрегаты работают по одному и тому же принципу –разделение горячих газов на потоки.

Фото 2 Варочная печь по системе Кузнецова

На фото вы видите печь Кузнецова, сделанную своими руками, где топливник располагается возле самого пола и на всю длину. Получается очень эффективный нижний прогрев с последующим переходом на верхний уровни. Сразу за топливником располагается колпак с нижним выходным отверстием, который и сепарирует горячий газ. Наиболее горячая его часть поднимается вверх, а остывшая, более холодная, оседает на колпак и выходит через отверстие. Такая циркуляция происходит постоянно, пока в топливнике горят дрова.

Так выглядит схема печи с водяным контуром:

Усиление нижнего прогрева повышает уровень комфортности человека. Пол прогревается не только под пятном конструкции, но практически по всему периметру, соответственно, увеличивается площадь теплоотдачи, помещение прогревается быстрее и эффективнее.

Некоторые специалисты пытаются доказать неэффективность подобной технологии, ссылаясь на то, что задерживаемый дым ухудшает тягу. Однако, уже более 50 лет такая конструкция считается самой эффективной. Именно поэтому мастера пытаются сделать печи Кузнецова своими руками, находят  чертежи, консультируются с автором технологии.

Фото 3 Печь системы Кузнецова

Агрегат можно использовать не только для отопления и приготовления пищи, но и для обеспечения горячего водоснабжения. Достаточно на обратной стороне колпака наварить чугунный или стальной теплообменник.

Почему колпаковый метод такой результативный?

1. Дымные газы расслаиваются по температурному признаку за пределами топки.
2. Чем больше колпаков в пределах одной конструкции, тем больше препятствий встречает горячий газ и тем дольше он задерживается внутри.
3. Расположение колпака непосредственно за топкой – горячий газ моментально попадает в колпак и сохраняет высокую температуру. В колпаке собираются одновременно все продукты сгорания, что увеличивает время их переработки и сокращает сажный налет на дымоходе. К слову, именно поэтому самодельные отопительно-варочные печи Кузнецова не нуждаются в частой чистке.
4. Теплообменник также располагается вне топки, соответственно, не забирает часть тепла и не снижает КПД.

Говоря иными словами, продукты сгорания, попадая в колпак (-и) вынуждены отдавать все свое тепло, чтобы выйти оттуда. Нижнее выходное отверстие выпускает наружу только холодный газ, уже отдавший всю свою температуру.

Если речь идет о печи с водяным контуром, то в теле присутствует двойной регистр стальных труб, выдающие мощность 17-63 кВт. Предусмотрены также двухконтурные агрегаты, производящие одновременный с отоплением нагрев воды.

А теперь приступаем к ответственному процессу – делаем печь Кузнецова своими руками, публикуем чертежи, видео, пошаговое руководство.

Подготовительный процесс

Необходимые материалы:

• песок – 150 кг
• кирпич красный полнотелый – 755 штук;
• шамотный кирпич – 65 штук;
• среднефракционная огнеупорная глина – 135 кг;
• чугунная дверца на поддувало (можно изготовить самостоятельно из спаренного стального листа);
• стальная проволока;
• арматура для колосниковой решетки или уже готовый колосник;
• уголок 350х400х400 мм;
• задвижка.

Все кирпичи перед кладкой проверяются вручную, на них не должно быть полых трещин, минимальное количество сколов.

Сделать кузнецовку может даже начинающий мастер, при этом важно соблюдать технологию кладки и порядовку.

Фундамент

Идеальным фундаментом считается связанный с домом, но только в том случае, если дом и печка строятся одновременно. В противном случае следует готовить новый, а не пытаться связать с прежним.

На фундамент укладывается слой битумной изоляции или рубероид, чтобы исключить проникновение грунтовых вод и намокания нижнего ряда.

Сам конструктор рекомендует изготавливать фундамент из силикатных печей полностью по пятну.

Порядовка

Перед тем, как начинать порядовку, необходимо заранее рассчитать расположение дымохода в соответствии с чертежом. Только после этого можно приступать к собственно укладке

Для того, чтобы не ошибиться в количестве рядов и последовательности укладки, посмотрите видео порядовки печи Кузнецова

Видео 2 Порядовка

Пошаговая инструкция

1. Первые 2 ряда выкладываете насухо из шамотного огнеупорного кирпича. Сам конструктор рекомендует делать нижнюю часть толще, но 2 ряда – оптимально для эффективной конвекции. После того, как выложен первый ряд, замеряете углы – они должны быть ровно по 900. С 3-го ряда начинается подготовка траектории дымовых каналов.

1. Со второго ряда начинается подготовка зольника и поддувала. Через эту камеру будет подсасываться воздух для горения, а также удобно убирать золу. Все кирпичи кладутся в шахматном порядке, толщина шва в пределах 5 мм. Кладка – только на глиняный раствор.

1. Делаете внутренние перегородки и стенку из шамотного кирпича между поддувалом и печкой. На 5м ряду монтируете желательно чугунную колосниковую решетку. Толщина колосника зависит от того, какие поленья будут загружаться в камеру.

Для теплового расширения при укладке колосника необходимо оставить деформационный зазор 5-7 мм между решеткой и стенкой. Саму решетку следует монтировать под небольшим углом к дверце, но оставить при этом небольшой порожек, чтобы щепки или горячие угольки не попадали в помещение.

В этом же ряду делаете дверцу для топливной камеры. Топливная камера обязательно должна быть облицована шамотным кирпичом, положенным на ребро. Футеровка – а именно так называется этот процесс – необходима для защиты стенки печи от высокой температуры.

1. На 16-м ряду закрываете полностью камеру, чтобы установить колпак. После чего начинаете выкладывать вторую камеру сразу же поверх первой – это будет уже второй колпак.

1. Далее, следуя порядовке, доходите до 26 ряда, после которого верхнюю часть сплошь закрываете кирпичом.

1. Спустя сутки можно провести первый пробный запуск с минимальным количеством топлива. Это необходимо для проверки наличия сквозных щелей и обжига кирпичей и раствора. Не стоит злоупотреблять количеством дров – конструкция должна нагреться очень медленно и не раскалиться.

На видео представлена подробная инструкция, как сделать печь Кузнецова своими руками:

Рекомендации, отзывы, советы

1. Не стоит соединять первый колпак с топкой – так вы получите обычную не самую эффективную печь. Именно в разделении колпака и топки, создании ограниченного пространства для горения и заключается основной «секрет» Игоря Кузнецова.
2. Во время укладки каждый четный ряд фиксируйте стальной проволокой – это обеспечит стабильное положение и устойчивость.
3. Обязательно покройте уже готовую отопительно-варочную панель огнеупорным составом.

История появления

Традиционная (канальная) твердотопливная печь известна с незапамятных времен. Она работает на принципе печной тяги, где раскаленные дымовые газы выводятся за счет перепада давлений. Это вполне работоспособная конструкция, но она грешит массой недостатков. Самым существенным из них являются большие теплопотери, возникающие из-за ускоренного вывода горячих газов, не успевших отдать тепловую энергию.

Наиболее наглядно эта проблема представлена в конструкции обычной печи-буржуйки — она раскалена в процессе сжигания дров, но мгновенно остывает, если подачу топлива прекратить. КПД буржуйки составляет 40-45%, что означает напрасную трату от 55 до 60% дров. Кузнецов предложил более совершенную конструкцию, которая увеличивает КПД.

Твердотопливные кирпичные печи Кузнецова разрабатывались в 60-х годах прошлого века, но до сих пор показывают высокую эффективность. Они заметно превосходят традиционные русские печи по производительности и экономичности.

Сегодня насчитывается около 150 моделей печей, разработанных Кузнецовым. Среди них выгодно выделяются колпаковые (или бесканальные) конструкции, в которых решены проблемы с эффективностью отбора тепловой энергии. Это модифицированные русские печи, у которых изменен принцип удаления дымовых газов. Вместо прохода по удлиненному извилистому каналу дым задерживается в специальной полости (колпаке), что позволяет ему отдавать тепловую энергию гораздо эффективнее.

Основной своей задачей разработчик видел увеличение теплоотдачи при сохранении тяги, возможности полного остывания дымовых газов.

В полостях колпаковых печей газы движутся значительно медленнее, благодаря чему успевают отдать тепловую энергию стенкам. Это позволяет использовать совершенно другие режимы эксплуатации, с меньшим количеством топлива.

Читайте также: Печь шведка своими руками, с варочной плитой и духовкой

Принцип действия

Колпаковая печь работает на принципе аккумулирования раскаленных газов в специальных полостях, расположенных сзади топки. Они называются колпаками (отсюда и возникло название конструкции). Дымовые газы выводятся из топки, поступают в колпаки, где сразу поднимаются в самую верхнюю точку. По мере остывания, они замещаются новыми, более горячими порциями газов. Остывшие слои опускаются в нижний уровень, откуда выводятся в обычный дымоход.

Постоянное пребывание в полости горячих газов обеспечивает значительный нагрев верхней части корпуса. Для того, чтобы получить максимальный эффект, верхняя часть корпуса делается намного выше, чем у канальных конструкций, и активно отдает тепловую энергию.

В колпаке происходит процесс сепарации горячего газа. По мере остывания он опускается вниз, при этом не разделяясь на те или иные газы по степени плотности и скорости отдачи тепловой энергии. Выходя из колпака, газы поступают в дымоход и выводятся наружу. При этом, отсутствуют твердые частицы или угарный газ — они успевают сгореть еще в топке или дожигаются пиролизным способом.

Виды колпаковых печей

Существует несколько разновидностей колпаковых печей. Их можно условно разделить на группы по тем или иным признакам. По специфике применения:

Популярностью пользуются отопительно-варочные модели. Они обеспечивают наиболее важные функции — вместе с обогревом есть возможность приготовления пищи. Знатоки утверждают, что качество приготовленных блюд гораздо выше, чем на печах другого типа.

Кроме того, колпаковые печи можно разделить на группы по конструкции:

Маркировка печей Кузнецова

Все модели обладают высоким качеством и эффективностью. Их работоспособность проверена в лабораторных условиях и подтверждена многолетней практикой. Особый интерес пользователей вызывают конструкции, оснащенные варочными поверхностями (ОВИК). Это удобные и практичные модели, обеспечивающие оптимальный температурный режим для приготовления пищи.

Какой вид печи подойдет в вашем случае

Выбор подходящего типа печи производится исходя из нескольких факторов.

Одним из важнейших моментов следует считать наличие варочной поверхности или духовки — для них требуется определенная мощность нагрева, а также размещение в кухонном помещении. Выбирая подходящую модель, надо тщательно проанализировать свои потребности и соотнести их с возможностями. Только так можно избежать ошибок, подобрать оптимальный вариант.

Читайте также: Что такое модульные печи. В чем их удобство?

Особенности конструкции

Конструкция колпаковых печей обладает массой особенностей, не свойственных обычным канальным моделям. Выбирая такую печь для использования в своем доме, необходимо знать специфику кладки, чтобы не наделать ошибок. К числу основных и самых важных особенностей следует отнести:

Возможность разделить газы по температурному принципу позволяет исключить их смешивание и обеспечить более эффективную теплоотдачу. Эти особенности в сумме обеспечивают более высокую эффективность и КПД колпаковых печей, позволяют экономить от 25 до 40% топлива.

Преимущества и недостатки

Некоторые недостатки обусловлены особенностями конструкции и не оказывают большого влияния на выбор владельцев домов. Эффективность и надежность колпаковых печей Кузнецова высоко оцениваются пользователями. Интерес к подобным конструкциям возникает не только у жителей России, но и у граждан других стран.

Особенности эксплуатации

Колпаковая печь обладает высокой скоростью нагрева, уступая в этом отношении только «буржуйкам». Кроме того, печь очень чистая — в ней почти не остается сажи и золы. Первая чистка такой конструкции понадобится не ранее, чем через 2-3 года (обычно, гораздо позже, в зависимости от интенсивности пользования).

Основной особенностью такой конструкции является безопасность. Нагрев происходит из-за наличия пробки горячих газов в верхней части колпака, поэтому, необходимость в закрывании вьюшки отпадает. Потери тепла через дымоход практически отсутствуют. Угарный газ выгорает в зоне максимального нагрева, и через дымоход выводится лишь незначительное его количество.

Строительство своими руками

Прежде чем приступить к строительству, необходимо выбрать подходящую модель (писали выше). Надо подсчитать ее мощность (для этого лучше всего воспользоваться онлайн-калькулятором), а также найти проект или порядовку.

У нас на сайте есть несколько проектов колпаковых печей, доступных для скачивания, в том числе их современных модификаций.

Если готовая схема отсутствует, выполнить работу наугад вряд ли удастся даже опытному человеку. Порядовки колпаковых печей — это схемы поочередной выкладки каждого ряда. В них показаны все необходимые зазоры, материалы, другие нюансы. Если есть качественная порядовка без ошибок и описание к ней, то строительство сможет выполнить даже неподготовленный человек.

Работы производятся в два основных этапа:

1. Фундамент. Разбирают деревянный пол, выкапывают небольшой котлован и засыпают его слоем песка со щебнем. Трамбуют до состояния максимальной плотности. Затем устанавливают опалубку, внутрь помещают арматурный каркас, после чего заливают бетон. Выдерживают фундамент до полного застывания бетона (не менее месяца). В идеале строить печь вместе со строительством дома.
2. Кладка печи. Здесь все работы выполняются строго по указаниям проекта и порядовки. Никаких отклонений допускать не следует.

Огнеупорные и теплоизоляционные материалы для печей

9 порядовок колпаковых печей Кузнецова

Остальные проекты ищите в разделе порядовок.

Порядовка 2-колпаковой печи с комментариями

Строить будем двухколпаковую отопительно-варочную печь. Размеры: 1280 × 890 в основании, высота 2017 мм. Обогреваемая площадь порядка 45 метров квадратных. Функционал: отопление, духовка, варочные поверхности, ниша для сушки одежды, заслонка, обеспечивающая летний режим работы (готовка еды без отопления помещения).

Подробный проект этой печи вы можете скачать  здесь. Порядовку с комментариями, которая размещена ниже, лучше использовать вместе с проектом. Это актуально особенно для новичков, которым пригодится максимальная детальность.

Ряд 1. Сплошной ряд, особенностей не имеет.Укладываем ниже уровня чистового пола.

Ряд 3. Формируем камеры:

1. зольную (1),
2. духового шкафа (2),
3. нижний колпак (3).

Между последними двумя — проход.
Устанавливаем дверцы во все три «коридора».

Кроме того, начинаем футеровку.

Ряд 4. Кирпич выступает вовнутрь камеры духового шкафа.
(На нём будет устанавливаться его задняя часть.)

Ряд 5. Делаем вырезы, чтобы установить колосниковую решётку (1).
Срезаем сверху наискосок блоки над дверцей зольной камеры (2).
Сужаем проход в нижний колпак (3).

Перекрываем, ставим решётку.
(Между ней и кладкой — зазоры по 5 мм.)

Ряд 6. Формируем топливную камеру.
Кирпичи в задней и передней части срезаем наискосок (горящие угли при топке будут свободно скатываться вниз) (1).
Канал сзади. Он соединительный между нижним и верхним колпаками (2).
Для правильной установки духового шкафа, подбираем пластинки (3).
Их толщина должна быть такой, чтобы его верх правильно выходил на 9-й ряд печи. Перекрываем проход (4).

Рекомендации по монтировке духового шкафа:

• зазоры по 5 мм между ним и кирпичной кладкой (1);
• обматываем эту часть асбестовым шнуром (2);
• между задней стенкой и печью делаем промежуток в 2 см (3).

Ряд 7. Оставляем нишу для дверцы зольной камеры.

Читайте также: Как закрепить дверцу в кирпичной печи? Способы и рекомендации

Она сама будет выглядеть так:

Закрывается герметично, имеет регулируемые отверстия для подачи дополнительного воздуха, за счёт чего встроенное жаростойкое стекло меньше подвергается закопчению.

Ряд 8.  «Коридор» 2-3 см в текущем и предыдущем ряду. Это сухой шов. Через него удаляются несгоревшие балластные газы.

Ряд 10. Оставляем проход (1).
8 кирпичей срезаем по диагонали (2).

Перекрываем замковыми блоками.

Ряд 11. Шесть кирпичей на входе в варочную выпускаем вперёд примерно на 40 мм, два — вовнутрь. В обозначенных блоках — вырез.

Ряд 11. Устанавливаем плиту. По периметру — зазор не менее 5 мм, располагаем на то же расстояние ниже уровня текущего ряда.

Ряд 13. Зауживаем вход до ширины в полкирпича.Нависающие над ним блоки подрезаем снизу наискосок.

Ряд 15. На обведённые места будет опираться арка.

Выкладываем её из 17 кирпичей, срезанные «на конус» для красоты.

Ряд 16. Отверстие уменьшаем до размера одного целого блока.Ставим задвижку летнего хода.Перекрываем верх нижнего колпака печи.

Ряд 17. Повторно закрываем колпак, оставляем ход для канала.Подрезаем блоки, прилегающие к арке.

Ряд 18. Формируем основание верхнего колпака. Устанавливаем 2 дверцы для прочистки.

Ряд 20. Ставим 2 уголка вплотную для перекрытия варочной камеры.

Ряд 21. Перекрываем. Оставляем выход под вентиляцию и основной дымовой канал.

Ряд 22. Выделенный блок обрезается по диагонали.

Ряд 23. Продолжаем верхний колпак по левой стенке, оставляем дверку.Делаем сушильную камеру. От неё вправо — проход.

Ряд 24. Оставляем выход, соединённый снизу с сушильной камерой (обеспечит лучшую циркуляцию воздуха).

Ряд 28. Делаем вырезы, ставим 2 задвижки: вентиляционную и дымовую.

Ряд 29. Объединяем оба канала.

Ряд 30. Выпускаем вовнутрь, срезаем ряд кирпичей.

Перекрываем полностью.

Ряд 31. Перекрываем весь верх печи (оставляем выход домового канала).Ряд выступает в каждую сторону на 40 мм.

Ряд 32. Размер возвращаем к первоначальному.

Ряд 33. Закладываем основание трубы.

Ряд 34. Добавляем к ней второй уровень.

Окончательный вид в разрезах:

Заключение

Некоторые пользователи произвольно изменяют параметры проекта, поскольку считают, что небольшие изменения не приведут к нежелательным последствиям. Этого делать нельзя, поскольку результатом может стать полная потеря работоспособности.

В заключение следует сказать, что колпаковая печь Кузнецова — это достаточно простое, но весьма эффективное сооружение. Обогрев дома, возможность приготовления пищи (причем, разными методами), возможность самостоятельной постройки вызывают живой интерес у пользователей из разных уголков мира. Сам И. В. Кузнецов не возражает против использования его моделей при самостоятельной постройке, что освобождает домашних мастеров от возможных проблем с авторскими правами.

Конструкция и принцип действия

За основу изобретателем И. В. Кузнецовым была взята колпаковая печь, известная своей экономичностью.

Так выглядит колпаковая печь — прообраз модели Кузнецова

Высокий КПД таких печей обусловлен характером движения дымовых газов. Если в канальных печах они вытягиваются в дымоход, зачастую не успев отдать тепло кирпичному массиву, то в колпаковых долго клубятся под сводом колпака, пока не остынут. Только тогда они опускаются вниз, к выходному отверстию, откуда затем попадают в дымоход. Заполненный газами колпак попутно играет роль вьюшки: холодный воздух из дымохода не может в него проникнуть, так же как вода не может заполнить перевёрнутый водолазный колокол. Этот эффект получил название газовой вьюшки.

Изобретатель работал с усложнённым вариантом такой печи, имеющей два колпака.

Схема двухколпаковой модели

Схема двухколпаковой печи

Как видно, колпаки соединены последовательным образом, то есть отбор тепла дымовых газов происходит по двухступенчатой схеме. Прежде за возведение печей с такой конструкцией брались не очень охотно — не только из-за сложности, но и некоторых нежелательных особенностей. Так, к примеру, тяга во втором колпаке легко может сорвать газовую пробку в первом, сводя на нет эффект «газовой вьюшки».

С этим недостатком мастер справился следующим образом. Печь была оснащена так называемыми низовыми каналами, проложенными в обход аккумулирующих тепло частей массива. Пока в топке горит пламя, образуемый им конвективный поток обеспечивает работу тяги в обычном режиме. Когда топливо будет израсходовано и конвекция прекратится, тяга сама собой перераспределится таким образом, что холодный воздушный поток будет следовать через низовые каналы, а не через нагретое тело печи.

Это решение не только скомпенсировало неустойчивость газовой вьюшки, но и оказалось более надёжным: образованную газами пробку может вытянуть сильным порывом ветра, тогда как в печи Кузнецова тяга при любых условиях перенаправляется подальше от горячего массива. Кроме того, благодаря наличию низовых каналов отпадает необходимость в обустройстве вентиляции помещения.

Как работает

Вот в какой последовательности происходят процессы в печи Кузнецова:

1. За счёт поступающего через поддувало (поз. 1) воздуха в топке (поз. 2) горит топливо, образующаяся при этом смесь дымовых и пиролизных газов поднимается в нижний колпак (поз. 3). Под его сводом (поз. 4) пиролизный газ окончательно распадается на горючие составляющие, которые здесь и сгорают. Такая конструкция обеспечивает эффект саморегуляции: при сильном горении пламени газовая пробка увеличивается и блокирует тягу; из-за ослабления тяги горение в топке также ослабевает, газовая пробка, остывая, уменьшается и тяга возобновляется.
2. Условно холодные газы из нижнего колпака поступают в верхний (поз. 5). Если печь является круглой (это идеальная форма для двухколпаковой схемы), то роль верхнего колпака играет её корпус. В его верхней части (поз. 6) происходит доокисление угарного газа и оксида азота, так что поступающий в дымоход (поз. 7) выхлоп в основном состоит из углекислого газа и водяного пара. Поступающие во второй колпак газы уже не являются сверхгорячими — температура от 200 до 400 градусов — и химически агрессивными, поэтому здесь можно установить водяной теплообменник из обычной конструкционной стали. Отбор тепла на воду режим работы печи никак не меняет, поскольку высокотемпературная часть — топка + нижний колпак — изолированы кирпичным простенком.

Топка должна быть окружена так называемым сухим швом. Это шов между шамотным и керамическим кирпичом, который вместо глиняного раствора заполнен прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Между топкой и нижним колпаком устраивается кольцевой зазор (Л1) и ещё один (Л2) – между колпаками. Если ширину Л2 сделать больше, чем у Л1, газовая вьюшка окажется более устойчивой.

Процесс изготовления твердотопливного котла из кирпича своими руками

Какие необходимы материалы и инструменты для строительства?

Чтобы соорудить твердотопливный котел своими руками , нужно обладать малейшими знаниями в сварочных работах, навыками каменщика и уметь пользоваться газовым резаком. Желательно разбираться в разметке и раскройке рабочего материала, а также иметь представление о работе с электроинструментами. С таким багажом знаний удастся быстро соорудить качественный твердотопливный котел за минимальную цену. Для этого потребуются следующие материалы:

• глина, кирпич;
• колосниковая решетка;
• трубы;
• гравий;
• вода;
• листовой металл;
• дверцы;
• водный насос и устройство для нагрева воды.

Необходимо подготовить и такие инструменты:

• сварочный аппарат;
• болгарка;
• газовый резак;
• маркер, который хорошо виден на металле;
• лопатка для шпаклевки;
• уровень;
• плоскогубцы;
• рулетка;
• электродрель.

Чтобы обезопасить себя, важно подготовить средства индивидуальной персональной защиты (очки и маска) и только после этого приступать к изготовлению кирпичного котла

Этапы работы

Популярностью пользуются вертикальные твердотопливные отопительные приборы, сконструировать которые можно самостоятельно следующим образом:

Инструменты и материалы, необходимые для возведения банной печи

Особенность возведения кирпичной печи Кузнецова заключается в том, что для кладки используется не только стандартный полнотелый керамический кирпич, но и специальный огнеупорный шамотный кирпич.

Дело в том, что шамотный огнеупор позволяет максимально повысить температуру горения, ведь рабочая температура для этого материала составляет 1500-1900 градусов. Но здесь возникает другая проблема – если шамотный кирпич можно легко найти в строительном магазине, то специальную шамотную тугоплавкую глину необходимо заказывать заранее. Кладка топки и основного топочного колпака делается именно на такую тугоплавкую глину, и ни в коем случае не на цементный раствор.

Внешняя кладка печи обычно делается из красного полнотелого кирпича. Рассчитать его количество можно путем простого вычисления, где количество кирпичей 1 ряда порядовки проекта умножается коэффициент 0,8 и далее на количество рядов в проекте. Первый, самый нижний ряд конструкции заполняется полностью, а вот другие ряды, например, 7 или 10 имеют меньшее заполнение, за счет устройства внутренних каналов, по сравнению с первым рядом среднее заполнение остальных рядов обычно равно 0,8. Так что вычислить количество кирпичей таким образом довольно просто.

Во время работ необходимо будет выдерживать определенные пропорции и размеры, поэтому необходимо предусмотреть определенное количество базальтовой ваты или базальтового картона. Именно этим материалом заполняются пустоты между красным и шамотным кирпичом.

Металлическая фурнитура подбирается в соответствии со вкусом и пожеланиями владельцев, но и здесь стоит прислушаться к рекомендациям специалистов. Оптимальными считаются чугунные дверки и задвижки. Сталь конечно смотрится эффектнее и красивее, но чугун способен выдерживать более высокие температуры и не испытывать при этом такой деформации как сталь.

А вот что касается теплообменника и бака для нагрева воды, то здесь, наоборот советуют использовать специальную тугоплавкую сталь. Также рекомендуется из стали сварить емкость для камней каменки. Можно в принципе использовать и чугунную плиту, но тогда объем камней необходимо увеличить в 1,3-1,7 раз.

Работа по созданию кирпичной кладки требует точности и аккуратности, поэтому в арсенале обязательно необходимо иметь:

• Мастерок каменщика;
• Строительный уровень;
• Маркерную нитку;
• Отвес;
• Молоток каменщика;
• Станок для резки кирпича.

Бывалые печники советуют иметь, кроме этого, щетку с жесткой щетиной и несколько емкостей – для раствора и для воды. Назначение щетки – очистка поверхности кирпичей перед нанесением на них раствора, просто вымачивать в воде кирпичи нерационально воды прибавляет и без того солидный вес печи. К тому же, глиняный раствор, и без того долго сохнет и лишняя вода в массе кирпичей не будет способствовать быстрому высыханию кладки.

Ну конечно главное что нужно иметь это порядовый план кладки печи. Порядовка банных печей из кирпича Кузнецова выложена в свободный доступ, поэтому, ее можно без проблем скачать и распечатать.

Преимущества и недостатки печи

Преимущества:

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

  • при периодичности топливных закладок в кузнецовку всего два раза в сутки можно иметь тепловой режим в доме, выгодно отличающийся даже от режима квартир с центральным отоплением.

    Квартира в многоэтажке имеет более частые температурные колебания, чем частный дом, отапливающийся печью Кузнецова, дающей равномерную тепловую отдачу между топками;

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

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

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

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

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

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

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

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

Что можно сказать о недостатках печи.

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

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

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

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.

Виды мини-печей

Мини-печи подразделяются на несколько основных подгрупп. Разберем основную классификацию подробно.

Сталь

Самый демократичный и востребованный материал при производстве печей. Основное достоинство – это небольшая цена и возможность изготовления своими руками. Самоделки не смогут сравниться с промышленными образцами по внешнему виду.

Но по производительности, домашний мастер может сделать конструкцию лучше, чем промышленная. Для этого достаточно приварить несколько труб конвекции и обложить поверхность стен шамотным кирпичом.

К достоинствам  относится небольшой вес и мобильность стальных приборов. Под них не потребуется выполнять отдельный фундамент, а летом можно оборудовать кухню на улице.

Чугун

Чугунные агрегаты – это самый оптимальный вариант для небольших помещений. По своим свойствам, материал может накапливать и постепенно отдавать тепло после сгорания топлива.

Такие приборы можно легко вынести и устроить в теплый период летнюю кухню, но потребуется найти помощников. Такая конструкция может весить минимум 25 кг.

Дополнительно установленная емкость для нагрева воды добавит комфорта вашему небольшому жилищу. Но чугун очень чувствителен к ударам и резким нагрузкам.

Особенно в разогретом состоянии незначительный удар может вызвать образование трещин. Под массивную и тяжелую конструкцию потребуется дополнительно оборудовать фундамент, особенно при установке на пол из пожароопасных материалов.

Кирпич

Мини-печи из кирпича для отопления дачи не слишком подходят. Небольшие помещения на даче подразумевают их использование только в теплый сезон. Поэтому возможны долгие перерывы в работе и нахождение печи в неотапливаемом, сыром помещении.

Такая печь отсыревает и начинает дымить. Потребуется проводить ремонтные работы и замазывать все трещины и швы между кирпичами. Но если места для постройки достаточно и планируется постоянное проживание в небольшом садовом домике, лучше варианта нет.

Такой агрегат можно дооборудовать водонагревательным баком, варочной панелью и духовкой. Камень хорошо аккумулирует тепло. Комната будет отапливаться долгое время после прогорания закладки дров.

1. Электрические инфракрасные печи (кварцевые или галогенные) позволяют быстро нагреть помещение, но при отключении помещение моментально остывают.
2. Газовые горелки, встроенные в металлические или кирпичные печки предпочтительней электрических. Но потребуется обустраивать систему автоматикой, и постоянно заправлять газовые баллоны.
3. Печи, работающие на твердом топливе – оптимальный вариант. Стальная самодельная печка, работающая на доступном топливе не потребует больших затрат на производство и заготовку топлива. Затратив немного больше денег на покупку, можно приобрести комбинированные агрегаты, способные работать на нескольких видах топлива.

Возведение колпаковой печи

Перед постройкой печи Кузнецова своими руками, необходимо знать некоторые правила:

1. Не на всех схемах заметно, что внутренняя кладка огнеупорного кирпича должна производиться на ребро. Керамический кирпич кладётся по усмотрению.
2. Связку кирпичей проволокой необходимо делать через каждые 2-3 ряда.
3. Производить первую растопку на минимальных температурах. Постепенно увеличивать жар.
4. Обработка наружного кирпича огнеупорным составом желательна, но не обязательна.
5. Каждый металлический элемент печи должен устанавливаться с учётом возможного расширения при больших температурах.
6. До начала кирпичной кладки, нужно проверить кирпич на наличие трещин, сколов и различных других дефектов.
7. Основание печи делается отдельно от фундамента здания.
8. При порядовке кирпича, между огнеупорным и керамическим кирпичом необходимо оставить небольшой зазор. Эта мера предостережёт кладку от разрыва при температурном расширении.

Порядовка – это набор чертежей, для поэтапного возведения печи. На чертежах изображён каждый ряд кирпичей в подробностях. Вносить поправки в эти схемы категорически не рекомендуется, так как это проверенные работы.

Пошаговое строительство колпаковой печи:

Шаг 1 – фундамент

После выбора схемы будущей печи, необходимо сделать качественный фундамент под неё. Фундамент печи не должен быть соединённым с фундаментом дома. Основание должно быть ровным во избежание дальнейшем деформации постройки. Сам фундамент должен быть на 20 сантиметров выше уровня пола и на 10 сантиметров больше по периметру, чем сама печь. После откапывания ямы и сооружения опалубки, необходимо насыпать песочную подушку около 20 см, закрепить армирующий каркас из металлических прутьев и можно заливать раствор.

Шаг 2 – кладка печи

После полного застывания основания можно приступать к кирпичной кладке. Перед кладкой первого ряда, необходимо постелить на фундамент слой отражающей фольги. Если дом деревянный, то перед фольгой требуется положить лист асбеста.

Порядовки колпаковой печи:

Красным обозначен керамический кирпич, жёлтым – огнеупорный.

Некоторые кирпичи придётся разделять пополам, некоторые стачивать и делать нестандартную форму.

Кладку нужно производить равномерно. Кладка боковых стенок должна происходить справа налево. Во втором ряду устанавливается дверца поддувала и окошко для чистки печи. По окончанию второго ряда можно начинать делать канал для дыма.

Далее укладываются ряды между поддувалом и дверцей печи. В это же время создаются внутренние перегородки. На 5 ряду нужно установить колосник.

Возведение печи по порядовке, несложное задание, однако необходимо всё делать внимательно что бы не допустить ошибку.

Шаг 3 – проверка

После окончания кладки, должно пройти не менее суток, для полноценного застывания раствора. По истечению этого времени, можно провести проверку печи.

Для первой растопки достаточно небольшого количества топлива. Постепенно температуру необходимо увеличивать. Во время такой проверки печь подвергнется обжигу, определиться работоспособность, а так же герметичность.

При обнаружении нарушений герметичности, необходимо как можно быстрее устранить их. При пробном разогревании, температуру требуется поднять до 700-900 градусов.

Особенностью колпаковых печей Кузнецова, является технология “плавающей топки”.

Для такого типа топки используется сухой шов.

Сухой шов – это специальный зазор, который находиться на дне топки возле крайнего угла. Благодаря этому шву, происходит безопасное разделение газа в топке на горячий и холодный.

При кладке граней, можно использовать закруглённый кирпич. Он подойдёт к разным видам интерьера. Ещё один плюс закруглённых краёв заключается в меньшей деформации от физических воздействий.

При выборе материла для теплоотражения, может встать вопрос о покупке рубероида вместо теплоотражающей фольги. Лучше использовать фольгу, вследствие металлической составляющей.

Подводя итоги можно сказать, что  печь Кузнецова по готовым порядовкам, сможет сделать человек без опыта. Однако стоит помнить, что строгое исполнение правил и технологий готовых чертежей – прямой залог успеха. Можно изменять размер, но следует помнить о правильной порядовке. Собственные изменения могут привести к разрушительным последствиям.

При появлении определённых сложностей, лучше обратиться к специалистам. Особенно при строительстве печи с 2 и более колпаков.

Конструкционные варианты

Отопительно-варочные печи для бытового использования по своей конструкции могут быть несколько типов.

Камерная

Металлическая камерная печь – это классическая «буржуйка», которая в современном производстве очень усовершенствована. У такого агрегата следующие технические характеристики:

Канальная

Принцип работы такой конструкции: газы догорают, а затем остывают и переходят по каналам между перегородками, и отдают тепло корпусу печи. Агрегат должен внутри прогреться до 400°С – тогда в ней произойдет дожигание. Современные буржуйки легко переквалифицировать под канальную схему. В этом случае от газохода оставляют только горизонтальное «колено» и оно отделяет от топки камеру сгорания.

Воздух для горения поступает через щели варочной поверхности или через специальный воздушный дроссель. Канальная буржуйка имеет КПД до 80%, а удельная тепловая мощность больше чем у камерной в несколько раз. Такая печка работает как при длительном горении, так и при пламенном, практически на любом топливе.

При этом мощность регулируется подачей воздуха – эта возможность здесь в 2 раза выше, чем в камерной буржуйке. Плюсом для применения в быту является и температура в дожигателе в пределах 250-300°С, а это удобно для приготовления пищи.

Почти все металлические бытовые печи до 15 кВт мощностью создаются по такой вышеописанной схеме. Корпус обычно создается из обычной стали толщиной от 4 мм, а варочная плита – из чугуна или стали от 8 мм.

Колпаковая

Наконец, колпаковая печь – это схема, в которой газы задерживаются сводом колпака до момента полного догорания, а потом они опускаются вниз и отдают остатки тепла. Такие конструкции обеспечивают более 70% КПД. Эта технология применима и относительно металлических котлов, однако здесь пришлось отказаться от пламени – металлический колпак просто не поглотит столько тепла, сколько выделяет без перегрева. Поэтому такие печи переведены в режим тления – это позволило довести время теплоотдачи до 60 часов (на дровах) или до 30 суток (на угле).

Печи длительного горения из металла могут изготавливаться своими руками и работают на дровах, угле, но не на влажном топливе, так как влажное не тлеет, сколько воздуха ему не дай. Если это специальный угольный котел, то работать на дровах он не сможет – просто не «выдаст» нужный КПД. Корпус такого котла делают из простой стали, окружив его герметичной газовой рубашкой.