Делаем колпаковую печь своими руками (70 фото)

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.

Модель ОВИК-9: общий вид

Печь Кузнецова своими руками: чертежи порядовки и описание кладки печи

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

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.

Что это за строение?

Устройства Кузнецова были созданы более 50 лет назад и на настоящий момент разработано более 150 вариантов различных проектов, имеющие свои особенности и предназначение. Основные разновидности:

• Варочная. Этот вид устройства используется для приготовления пищи. В такие печи устанавливают преимущественно чугунные плиты, на которых и осуществляется весь процесс готовки.
• Хлебная с духовкой. С хлебопечкой часто совмещаются варочные типы строений.
• Отопительная. Двухколпаковая печь для дома по системе Кузнецова служит прекрасной альтернативой газовому или электрическому отоплению. При условии правильной закладки и топки способна обогреть помещение даже в лютые морозы.
• Банные. Печи Кузнецова для бани являются самыми востребованными среди прочих видов. По проектам Кузнецова строится большинство подобных строений, которые можно обнаружить практически в каждом загородном доме или даче.
• Камины с водяным контуром. Полезные в быту приспособления. Люди, которые стремятся оснастить жилище горячей водой за счет топки печи непременно построят конструкцию с водяным котлом. Колпаковая печь Кузнецова с котлом водяного отопления широко используется в деревнях.
• Русская двухэтажная. Дровяные камины с лежанкой не потеряли свою актуальность, поэтому активно используются в быту.

Что такое колпаковая печь

На протяжении многих столетий печи были практически единственным приспособлением для приготовления пищи. Хотя некоторые конструкции широко использовались и в промышленной области. На смену традиционной печи, которая нуждалась в модернизации, пришла инновационная идея, разработчика Кузнецова.

Колпаковая печь выгодно отличается от своих товарок

Кирпичная колпаковая печь имеет ряд неоспоримых преимуществ, главным из которых является тот факт, что горячие газы, образуемые в процессе горения топлива, проходят по конструкции не только благодаря наличию трубы, но и потому, что имеет место естественная тяга. По сравнению с обычными печами, колпаковая практически не подвержена деформации. Однако, особенностью данной конструкции является то, что образовавшееся тепло способно сохраняться значительно дольше, даже при условии не плотно закрытой задвижки. Свое название печь получила именно потому, что тепло поднимается под колпак. Остывая, воздух вытесняется порывами более горячего и опускается вниз.

Если перед профессиональным печником поставлена задача выложить некую конструкцию для обогрева помещения, то в большинстве случаев приоритетным вариантом рассматривается именно колпаковая печь. Причин тому несколько.

• Во-первых, процесс монтажа довольно таки простой и не требует длительных трудовых затрат.
• Во-вторых, нет необходимости просчитывать высоту трубы для создания тяги, как в классической русской печи.

Если проанализировать принцип действия колпаковой печи, то можно провести аналогию с простым лабораторным опытом. Для этого вам понадобится самый обычный стакан из стекла и сигарета (марка не имеет значения). Последовательность действий такова: стакан необходимо перевернуть вверх дном, а снизу поднести тлеющую сигарету. В результате горения папиросы образовывается дым, который изначально поднимается вверх, т.е. к донышку стакана. Остывая же, он опускается обратно вниз по стенкам.

схема и принцип действия печи

Именно по такому принципу и разработана конструкция колпаковой печи. В результате, потери теплового воздуха практически сводятся к нулю, поскольку из-под такого колпака нет никакого выхода для тепла до тех пор, пока воздух не остынет. Следовательно, главный двигатель теплого воздуха – это естественная циркуляция горячих газов. А выкладка колпаковой печи осуществляется по согласованному проекту с соблюдением всех нормативов и требований к подобным работам, главное из которых – соблюдение мер противопожарной безопасности.

Стоит также отметить еще одно преимущество работы колпаковых печей. Это способность максимально быстро, а главное, равномерно прогреваться. Однако, чем больше толщина стены, тем больше потребуется времени на то, чтобы конструкция нагрелась и выделяла достаточное количество тепла для обогрева пространства вокруг.

Холодный воздух, который после остывания опускается вниз выходит наружу через специально оборудованные каналы отвода, минуя колпаки. Это свидетельствует о том, что нагретый воздух всегда остается внутри помещения, а холодный беспрепятственно выводится на улицу. Колпак же, в свою очередь не подвержен остыванию, поскольку внутри образовывается газовая пробка, препятствующая утечки теплого воздуха.

Колпаковую печь можно охарактеризовать как одну из самых удачных конструкций, предназначенных не только для обогрева, но и для приготовления пищи. Во-первых, тепло, полученное в процессе горения топлива, сохраняется дольше, чем у других отопительных устройств. Во-вторых, даже после длительной эксплуатации печь не трескается, поскольку при проектировании все было продумано до мелочей и холодная кладка никак не взаимодействует с горячей. В-третьих, возникновение сажи в вентиляционных системах печи практически исключено. А главное, сама конструкция печи достаточно легкая, поскольку нет утяжеляющих элементов, например отопительный щиток.

Особенности конструкции

Печи Кузнецова – это колпаковые конструкции. От традиционных русских печных моделей они отличаются тем, что внутри них бывают установлены колпаки. Их может быть несколько, и они могут располагаться в различном порядке. Но в любом случае между ними бывает пространство, по которому газы могут свободно перемещаться.

Как это работает

Разработанный Кузнецовым метод возведения печей стал инновацией в строительной сфере. Дело в том, что в традиционных печных конструкциях обогрев происходил посредством тяги в каналах. Это приводило к неравномерному распределению тепла в печи и возникновению трещин в ее стенках.

В кузнецовских моделях газы движутся свободно. Поскольку конструкции состоят из колпаков, располагающихся друг от друга на расстоянии 2–3 см, то гарантировано равномерное распределение тепла. Первый колпак объединен с топкой. По этой причине самые горячие газы поднимаются наверх. Какое-то время они держатся в верхней части конструкции. К тому времени, когда они остывают и спускаются, стенки печи бывают уже прогреты ими.

Затем процесс повторяется. Так происходит непрерывное и интенсивное обогревание конструкции, а, соответственно, и помещения. Но поскольку одного колпака для оптимального обогрева бывает недостаточно, большинство кузнецовских моделей оснащены двумя или тремя сводами. Принцип работы в них аналогичен одноколпаковому варианту.

Достоинства и недостатки

Равномерное распределение тепла следует относить к основному преимуществу данных конструкций. Однако плюсы применения кузнецовских моделей на этом не заканчиваются. К несомненным достоинствам колпаковых печей следует отнести следующие факторы.

1. Коэффициент полезного действия – 95 % (для сравнения: в традиционных русских печах он составляет 25 %).
2. Больше места для установки стального нагревательного элемента.
3. В процессе обогрева не выделяются сажа и дым.
4. Чистить кузнецовские печи следует во много крат реже, нежели традиционные конструкции.
5. Возведение данных моделей в финансовом отношении обойдется намного дешевле, нежели построение русской печи.
6. Конструкции Кузнецова прочны и устойчивы к образованию трещин.
7. Такие печи можно строить по индивидуальным размерам и формам.
8. Модели Кузнецова отличает эстетичный внешний вид, который к тому же можно видоизменять, применяя фантазию и различные дизайнерские решения.

Видимо, в силу всех вышеперечисленных качеств данные конструкции приобрели популярность еще в 60-х годах. А потом они только совершенствовались и на сегодня практически лишены недостатков. Тем более что позже Кузнецов трудился над разработками не один, а с группой единомышленников.

Виды печей Кузнецова

То разнообразие колпаковых печей, которое существует на сегодняшний день, можно классифицировать по различным факторам. Так, в зависимости от количества колпаков разработанные Кузнецовым модели делят на одноколпаковые, двухколпаковые и многоколпаковые.

https://vk.com/video_ext.php

По назначению данные модели делятся так

Разновидности	Применение
Модели варочного типа.	Они разработаны для приготовления пищи.
Отопительные печи.	Их первостепенная функция – обогрев помещения.
Банные печи.	Специально разработаны для помещений с повышенной влажностью.
Уличные модели.	Это могут быть как барбекю, так и сложнейшие комплексы.
Хлебные печи.	Данные модели зачастую совмещаются с варочным типом.
Каминные конструкции.	Выполняют, в первую очередь, эстетическую функцию в интерьере помещения.

Помимо этого, есть еще печи специального назначения, также разработанные Кузнецовым.

Конструкционные особенности

В настоящее время существует более 100 различных видов конструкций. Однако несмотря на разнообразие форм и дизайнерских решений, строение у всех печей одинаковое. Кузнецов, изобретая свою печку, первоочередными задачи для себя ставил: эффективность и высокая производительность. Для того, чтобы достичь этих показателей, особую роль создатель уделил расположению внутренних каналов колпаковой печи.

Колпак — это отдельная камера, где задерживается нагретый газ, за счет этого, достигается высокий КПД, а топлива расходуется намного меньше.

В стандартном варианте “колпаковки” — два колпака. Нижний находится в непосредственном контакте с топочной камерой, а другой колпак расположен в верхней части печки. Основная функция первого заключается в разделении газов на горячие и холодные потоки. В этом состоит главное отличие “кузнецовки” от канальной печи, где теплый воздух, под действием тяги выходит наружу.

В колпаковой печи, поток нагретого воздуха, который выходит из топки, направляется вверх конструкции, под первым колпаком он задерживается и долго накапливает тепло.

Печь для бани Кузнецова

Затем поток движется через проход во вторую камеру, где он также задерживается под вторым колпаком, поскольку проход находится у основания. В результате, перед тем как выйти по дымоходу, горячий воздух долго накапливает тепло внутри печи. Благодаря этому КПД очень высокий — 90-95 %, что практически вдвое превышает производительность канальной печки.

Еще одна важная составляющая устройства, придуманного Кузнецовым, — это механическое управление потоками. Для этого в агрегате устанавливаются задвижки, которые при необходимости могут задерживать и менять направление горячего воздуха.

https://youtube.com/watch?v=Ffp6_DdSdH0

Основа основ

Большинство преимуществ печей Кузнецова дает принцип свободного прохода газов. Поясним опять на примере.

Представим себе печь со сложной системой дымовых ходов: утермарковку, четырех-пяти оборотную голландку. В этом тесном лабиринте неизбежно будут возникать сильные завихрения. Слыхали, как печь гудит? Это лишь незначительное проявление бушующей в ней вихревой энергии. А взяться ей неоткуда, кроме как из закладки топлива. Если каналы достаточно длинные и узкие, то на первый взгляд ничего тут страшного нет: вихри, пока доберутся до трубы, рассеются, остывая, и все равно отдадут свою энергию телу печи, а оно – в помещение. Но на деле проявляются нюансы, о которых будет сказано далее в тексте. Из-за них КПД канальной печи свыше 60% – исключительная редкость.

В канальной печи, пока она топится, мечется огромный поток энергии, и на отопление или подогрев воды можно, не нарушая ее работы, взять лишь небольшую ее часть. Такая печь в чем-то похожа на ядерный реактор. Не пугайтесь, только по синергетике, т.е. по путям циркуляции энергии в ней. В ядерный реактор приходится закладывать топлива в десятки раз больше, чем необходимо для обеспечения проектного энерговыхода. Иначе нейтроны просто вылетят наружу, не успев встретить готовые их принять атомы урана. В канальной печи – горячие вихри, не успев остыть, вылетят в трубу или, наоборот, остынут сразу, дав дым и сажу.

А вот кузнецовки (о подробностях ниже) по синергетике уже ближе к термоядерным реакторам будущего. «Термояд» звучит страшновато, но это только по ассоциации с водородной бомбой. На самом деле теромядерные реакторы вполне безопасны.

Почему? Потому, что в них вырабатывается энергии ровно столько, сколько должно уйти потребителю, а технологический запас по мощности для разреженной плазмы нужен мизерный. Если вдруг камера токамака или стелларатора внезапно полностью разрушится, плазма полностью высветится (тяжелых-то атомов в ней нет) и остынет, прежде чем дойдет до стен помещения. Ремонтники выругаются – то ли дело в дежурке лясы точить – но уже через 5 мин. смогут притупить к ликвидации без защитных средств.

Так что же общего у печей Кузнецова с термоядерными реакторами? То, что энергия дымовых газов благодаря принципу свободного прохода не прокручивается много раз в потоке, пока не протолкнется в тело печи, а пропитывает его сразу же. И деться ей оттуда теперь некуда, кроме как в помещение и/или водогрейный регистр.

Еще о кругленьких

Круглые печи теоретически вообще имеют массу преимуществ, только в доме не очень-то удобны. Однако немал спрос и на компактные передвижные печи, и вот тут предельно высокий КПД круглых многоколпаковок может оказаться решающим фактором, ведь при уменьшении размеров печи ее КПД резко падает из-за закона квадрата-куба.

Такие печи, разумеется, пришлось бы делать из металла. Это решает проблему чистки, печку можно выполнить разборной. Но выбор металлов, подходящих по соотношению теплоемкости и теплопроводности, крайне ограничен. Из недорогих – только чугун, но он тяжел и хрупок.

Однако есть металлический материал полегче и попрочнее с подобными свойствами. Это – продукция порошковой металлургии. Применительно к ножам-ножницам «порошковая дрянь» вполне оправдано, но для печи, в которой ничего не работает на сдвиг, порошковые детали могут оказаться находкой.

Вторая проблема, о которой уже говорилось – жаростойкая футеровка на своде первого колпака. Если удастся решить и ее, то, возможно, труды и старания Игоря Викторовича Кузнецова дадут плоды более обширные и весомые, чем сейчас кажется.

Кладка кирпича

У классической печки отопительный топливник находится снизу, поэтому конструкция прогревается более качественно. К тому же такое устройство практически не оставляет после себя сажи. Для строительства колпаковой печи своими руками понадобится:

• полнотелый и шамотный кирпич;
• колосник;
• стальная пластина;
• дрель с насадками;
• смесь глины и навоза.

Смотреть так же: как сделать раствор для кладки кирпича.

Кладка кирпича производится на абсолютно чистом фундаменте. Поэтому стоит заранее очистить пол, а уже на него уложить теплоотражающую фольгу, что позволяет отражать поток тепла, который направлен вниз, в таком случае печь защищена от теплопотери. Подготовленная фольга должна быть немного шире основания. После того как конструкция будет готова, края бумаги можно будет отрезать.

Все дальнейшие действия выполняются строго по схеме:

1. В первом ряду кирпич укладывается равномерно, боковые стенки лучше выстроить ложковым способом, то есть двигаться справа налево. В итоге на задней и передней сторонах должно получиться по четыре кирпича, справа всего два, а слева — три.
2. На следующем уровне устанавливается поддувало и окно, через которое можно будет чистить одноколпаковую печку. Нужно отметить, что окошко можно оборудовать в любом месте, единственное условие — оно должно быть ниже топочной камеры. Следующий ряд укладывается аналогично этому.
3. На этом этапе требуется уменьшить отверстие, куда будут попадать отходы сжигания. Его ширина должна быть примерно в половину кирпича. А также делают перегородку, которая ведет в верхний отсек, она должна располагаться в дальнем углу от топки-духовки.
4. Работа продолжается, но края разъема для сброса необходимо отделать шамотным кирпичом, а сверху установить колосник. Следующий ряд укладывается по той же схеме.
5. В седьмом ряду нужно вывести из топочной трубы дымоход, ширина которого составляет ½ кирпича, притом он должен выходить в смежный воздушный отсек. Таким же способом выкладывают и следующий уровень.
6. Теперь нужно накрыть топку полнотелым кирпичом, а вот внутреннюю часть обкладывают шамотным. В 10 и 11 ряду всё остается без изменений.
7. На этом уровне нужно выложить обрешетку, для этого нужно взять огнеупорный кирпич, кладка проводится в ½ единицы. По такой же схеме укладывается и 13 ряд.
8. На следующем уровне перекрывают движение дыма при помощи стальной пластины, а вот для перекладины дымосборника используют уже кирпичи. В итоге должен образоваться единый канал, который оставался во время кладки в 4 ряду.

Принцип работы колпаковой печи

Колпаковая печь Кузнецова (в народе именуемая «Кузнецовка») получила название в честь своего создателя – И.В. Кузнецова, который занялся разработкой новой схемы отопления еще в начале 60-х годов прошлого столетия. Уникальная технология «свободного движения горячих газов» сразу же получила признание и стала пользоваться большой популярностью во всем мире.

Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы

Особенность «Кузнецовки» заключается в том, что нагретые газы проходят и циркулируют по трубе благодаря собственной силе тяжести, в отличие от «принудительного» движения по дымоходу. Все мы знаем из уроков физики, что теплый воздух поднимается вверх, вытесняя холодный. Но, в отличие от канальных прототипов, здесь тепло не выходит из трубы, а собирается под колпаком. Постепенно он там остывает, и его вытесняют порывы борее горячего воздуха, поднимающиеся вверх.

Основным отличием канальной печи от колпаковой считается принцип движения горячего газа. В первой – дым как-бы вытягивается по трубе вверх, а в колпаковой – выталкивается. Сам колпак может служить емкостью для нагрева воды, приготовления пищи, сушилки и т.д. Таким образом, колпаковая печь может выполнять двойную функцию.

Печь «Кузнецовка»

То есть по функциональной характеристике, «кузнецовки» можно разделиться на:

• банные печи;
• печи для приготовления еды (хлебные, варочные, под казан, барбекю, гриль и т.д.);
• камин;
• печи для отопления;
• комбинированный тип.

Самыми распространенными являются именно комбинированные типы с возможностью приготовления еды и обогревом всего дома. Несмотря на возможность вариации стиля и формы, принцип действия колпаковой печи остается неизменным.

Схема движения газов в печи

Чтобы легче было понять основной принцип работы печи Кузнецова, представьте костер, разожженный на открытом воздухе. Из-за неограниченного доступа воздуха к огню, костер дает небольшое тепло. А теперь попробуем этот костер накрыть металлическим колпаком, оставив небольшой просвет снизу, чтобы совсем не загасить пламя. Горячий воздух пойдет вверх, нагревая стенки. Постепенно охлаждаясь, воздух начнет опускать к оставленному проему в то время, как его место занимает новая порция горячего воздуха. Это и есть принцип свободного движения горячих газов, который И.В. Кузнецов успешно применил в своей разработке.

Особенности конструкции

Сегодня в Сети можно найти более 150 разновидностей конструкции, но какой бы формы, стиля исполнения они ни были, все печи построены по одной методике. Конструктор, создавая схему кладки колпаковой печи, ставил перед собой две задачи: продуктивность и эффективность отопительной системы.

Возвести такую конструкцию не так-то просто. Необходимо четко придерживаться разработанной Кузнецовым И.В. порядовки

Изобретатель большую роль и внимание уделяет расположению внутренних каналов колпаковой печи

Колпак представляет собой отдельную камеру для задержки нагретого газа, что способствует экономии топлива и повышению КПД работы печи.

Стандартная конструкция «кузнецовки» предполагает наличие двух колпаков. Нижний объединен с топочной камерой, а второй колпак находится в верхней части печи. Задача первого колпака – разделить газы на холодные и горячие потоки. Именно это выгодно отличает колпаковую печь от канальной, где нагретый воздух, под действием тяги, свободно выходит наружу. Здесь же, горячий поток газа, выходящий из топки, стремится вверх, где задерживается под первым колпаком и долго аккумулирует тепло.

Дальше, поток стремится через проход во вторую камеру, где тоже задерживается под вторым потолком, так как проход находится у основания. Вследствие этого, горячий воздух, прежде, чем выйти по дымоходу, долго аккумулирует тепло в печи. Это дает высокий КПД – до 95 %. Если сравнить с эффективностью работы традиционной русской печи (канальной), то это больше на 45-50%.

Кроме свободного движения газа, колпаковая печь предполагает и механическое управление потоками. Для этого в конструкции устанавливаются задвижки. Они, по мере необходимости, могут задерживать и перенаправлять горячие потоки. «Летняя» задвижка предназначена для теплого времени года, когда печь используется в качестве варочной поверхности для приготовления еды. Открыв летнюю задвижку, поток горячего воздуха устремится вверх по дымоходу, не заходя под второй колпак.

Колпаковая печь для отопления дома

Расчёт купольных отопительных приборов

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

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

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

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

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

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

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

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

Укладка по рядам

Прежде чем приступить к сооружению устройства, стоит ознакомиться с внешним видом, размерами и особенностями этой конструкции.

Общий вид и разрезы отопительно-варочной печи И.Волкова: 1 — поддувальная дверка, 2 — топочная дверка, 3 — створки варочной камеры, 4 — прочистная дверка, 5 — заглушка замкнутой тепловой камеры, 6 — задвижка общая, 7 — задвижка зимнего хода, 8 — самоварник, 9 — задвижка летнего хода, 10 — водогрейная коробка, 11 — дверка духовки, 12 — поддувало, 13 — колосниковая решетка, 14 — топка, 15 — плита варочная, 16 — варочная камера, 17 — сетка для сушки, 18 — сушильное отделение, 19 — дверка вентиляционного отверстия, 20 — зимний дымоход, 21 — летний дымоход, 22 — глинопесчаный слой, 23 — духовка, 24 — замкнутая тепловая камера.

Порядовка отопительно-варочной печи Волкова не содержит в себе сложных элементов. Но все же давайте пройдемся по каждому уровню отдельно, чтобы не возникло лишних вопросов.

Ряд 1 – сплошной. Делается только углубление для зольника: дальний кирпич заменяется половинкой, а ближний – трехчетвертинкой, большая часть которой наклонно стесана. Это необходимо для облегчения процесса удаления золы. Скос можно увидеть на разрезе В-В.

Ряд 2

практически идентичен первому, только здесь стесываем боковые грани кирпичей, которые обрамляют зольник. Тем самым угли и зола будут скатываться вниз, что облегчает работу по их удалению. Эти скосы можно увидеть на разрезе А-А. Здесь же устанавливается поддувальная дверца.

В 3 ряду

справа от поддувальной монтируется прочистная заслонка размером 130х140 мм. За ней остается пустота и стесывается треть дальнего кирпича (см. разрез Г-Г).

В 4 ряду

вдоль задней стены формируются два канала для прочистки. Дверца устанавливается с правой стороны. Перекрываем заслонку для поддувала, при этом сверху делаем отверстие размером 250х250 мм для установки колосниковой решеткой, оставляя по бокам по 5 мм. Рядом с чисткой справа используется полкирпича, стесанного в сторону передвижения дыма. При этом расстояние к задней стенке должно составлять 190 мм. Над бруском будет находиться угол духового шкафа.

В 5 ряду

выполняется кладка огнеупорного кирпича (обозначен штрихами до 10 уровня). Обрамляющие решетку бруски стесываются спереди и сзади. Должно получиться что-то, похожее на корыто. Это поможет углям легче скатываться (см. разрез В-В). На основу, на которой будет располагаться задний правый угол духовки, кладем половинку кирпича.

В 6 ряду

первым делом устанавливается топочная дверца, которая фиксируется кляммерами или крепежной проволокой. Следующим шагом выполняется монтаж духового шкафа. Между ним и кирпичной кладкой оставляем зазор в 80 мм, чтобы горячие газы смогли омыть духовку (см. схему А-А). Устанавливаем кирпич на торец и перекрываем на всю высоту шкафа заднюю часть канала (см. разрез Д-Д).

Чтобы приспособление для приготовления пищи дольше прослужило и не прогорело, между его левой стенкой и топочной камерой кладем кирпич ложком (в четверть бруска) (см. разрез А-А).

Для выполнения 7 ряда

понадобятся 2 целых кирпича и 2 куска по три четверти: ими перекладывают горизонтальное узкое пространство сзади духовки. Останутся два канала: за топкой будет восходящий, справа от устройства для приготовления пищи – нисходящий. Вдоль задней стенки в получившемся отверстии обеспечивается циркуляция горячего воздуха.

Ряд 8 формируется аналогично предыдущему. Сзади духовки кладутся два бруска по три четверти, перекрывая полностью канал.

В 9 ряду

кирпичи, уложенные вдоль железной коробки, предназначенной для приготовления пищи, нужно стесать. Как это сделать, можно увидеть в разрезе А-А. Благодаря такому закруглению горячий воздух будет перемещаться лучше. На верхнюю часть духовки наносится слой глиняного раствора толщиной 10-15 мм. Необходимо учитывать, что до плиты из чугуна, которая разместится над ней, требуется оставить зазор в 60-70 мм. Над дверцей духовки кладем стальную полосу (см. разрез Г-Г).

Во время кладки створка топки перекрывается, а над духовочной заслонкой крепится длинное узкое изделие из стали. Это необходимо для того, чтобы в случае прогорания шкафа его можно было вынуть. В канале за задней стенкой размещается половина бруска, которая послужит в качестве перегородки.