Особенности и принцип работы колпаковых печей Кузнецова

Особенности и принцип работы колпаковых печей Кузнецова

Сохрани в соц сети!
Поделиться
Класс!

На сегодняшний день многие задаются вопросом, как и чем лучше отопить свой дом, если нет газа. Дрова и уголь – одни из самых доступных видов топлива. Поэтому правильным решением здесь будет построить отопительную печь, а еще лучше добавить к ней функцию варочной для приготовления пищи. Вариантов конструкций очень много как по форме, так и по принципам действия.

В данной статье ознакомлю вас с особенностями печи Кузнецова, её преимуществами и пошаговой схемой возведения такого агрегата самостоятельно.

Особенности печи Кузнецова

Печи инженера Кузнецова известны не только на родине, но и во всем мире с 60-х годов прошлого века.

Причем актуальность разработок полувековой давности нисколько не стала меньше, а наоборот — печи Кузнецова все более популярны.

Целью модернизации старинной конструкции русской печи при не столь значительном изменении ее внутреннего устройства было создание отопительного агрегата с более высоким КПД при экономии топлива.

Колпаковые печи — одни из самых распространённых и по характеристикам ничуть не уступают канальным печам.

Данная печка — новейшая разработка в консервативной сфере: монтаже и проектировании печей. Эту печку отличает принципиально новый метод использования горячего газа.

В конструкции стандартного типа движение холодного и горячего газа происходит за счёт тяги воздуха, поступление которого происходит через зольник.

Колпаковая печь по своему принципу очень похожа на работу ракетных печей, где горячие газы движутся не под воздействием тяги дымовой трубы, а благодаря силе тяжести самих газов.

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.

Принцип действия печи

В основе лежит принцип свободного движения газов. Для циркуляции воздуха в обычной печи необходимо воздействие внешней энергии, то есть, создания принудительной тяги в трубе.

Когда газы находятся в замкнутом пространстве, при наличии постоянного источника тепла, они под собственной тяжестью разделяются – холодные оседают вниз, горячие поднимаются наверх. При этом в области высоких температур давление растет, а там, где холодно – падает и вырабатывается энергия.

Выходит, турбулентное движение возникает автоматически благодаря законам физики. Это значит, что если грамотно направить конвекционные потоки, то тепловая энергия будет переноситься самими массами газа.

При электрической подаче тепла тяговой трубы не требуется. Если печь отапливается дровами, то неизменно продукт горения должен выходить наружу.

Благодаря хитрой конструкции, он скапливается на последней стадии своего пути, оказываясь как будто под колпаком. Там он снова перегорает, до конца отдавая своё тепло, и затем уже в виде бесполезного газа выводится на улицу, не охлаждая систему. Такие печи ещё называют колпаковыми.

Основополагающая особенность газового наполнения полостей состоит в том, что, сколько бы ни было отсеков у печи, они все заполняются газом равномерно и во всех происходят одинаковые физические процессы. Создать нечто подобное при помощи тяги, принципа противотока (широко применяемого в Европе) или других конвективных способов невозможно.

Вот почему подобные печи – это инновация в системе печного отопления.

Они сами себя регулируют и, какую бы конфигурацию им ни придавали, они всегда работают по естественному принципу.

Принцип устройства печи довольно прост: нижний ярус и топливник (его еще называют очагом) объединены в единое пространство – колпак, внутри которого и происходит свободное движение горячих газов.

Самые горячие, более легкие, газы перемещаются к верхней части колпака, а «тяжелые» холодные – находятся в нижней. А между ними циркулируют газы, имеющие промежуточную температуру.

Нагретый воздух долго удерживается в печи, передавая жар стенам колпака, а остывший по специальному проходу отводится в дымоход. В колпаке температура горения очень высока. Коэффициент полезного действия подобной печи в три раза выше, чем у традиционной русской.

Разновидности печей Кузнецова

По выполняемым функциям кирпичные печи Кузнецова можно разделить на несколько основных групп:

    • Отопительные.

      Их основная задача – обогрев помещений.

    • Варочные.

      Они используются для приготовления пищи. К этой же группе можно отнести хлебные печи и плиты, приспособленные под казан.

    • Банные.

      Принцип работы банных печей Кузнецова остается неизменным – естественное перемещение газов через два колпака. Другое дело, что здесь присутствует каменка, которую нужно хорошенько прогревать для получения качественного пара.

      Разработчиком предложено и по сей день используется оптимальное техническое решение, где каменная засыпка располагается в духовке из жаропрочной стали. Духовка располагается непосредственно над топливником.

      Тепловая энергия, аккумулирующаяся в нижнем и верхнем колпаках, используется для подогрева воды и отопления не только помещения парной, но и всех прилегающих комнат. Змеевик для воды устанавливается под первым колпаком таким образом, чтобы его можно было легко отремонтировать или заменить.

      Место установки можно определить, изучив чертежи печей.

  • Камины.
  • Грили и барбекю.
  • Комбинированные конструкции, комплексы.
  • Пожалуй, наиболее востребованными являются отопительно-варочные печи Кузнецова. Они и дом согреют, и голодными не оставят.

Отопительно-варочный вариант наиболее востребован как дачниками, так и жителями сельской местности. Здесь имеет место простая практичность: если огонь уже есть, почему бы не воспользоваться им дополнительно для приготовления пищи.

У Кузнецова также есть такие проекты.

Прежде чем приступать к постройке, убедитесь, что это именно тот вариант, который вы хотите видеть у себя дома.

Подобные печи подразумевают наличие удобного выступа с чугунной поверхностью, с возможностью частичного открытия отверстий для повышения температуры. Также возможно сделать дверцу для казана, по типу старинных русских печей.

Выкладка отопительно-варочных печей требует своего подхода и индивидуальных чертежей.

Колпаковые печи можно возводить практически в любых помещениях. Это может быть квартира, жилой дом, хозяйственная постройка или же баня. Например, для бани колпаковая печь станет идеальной заменой обычной стандартной печки.

Построив данную печь для бани, можно решить сразу несколько проблем. Эта конструкция способна обогреть несколько помещений: мойку и парилку, а также комнату для отдыха. Помимо всего, на печи очень удобно разогревать воду, создавая параллельно пар в необходимом количестве.

В доме можно оборудовать двухколпаковое отопление при помощи печи, данная установка является очень функциональной. Прежде чем возводить такую конструкцию, необходимо тщательно проработать проект.

Систему, которая сжигает сырьевое топливо нужно организовать самым оптимальным способом. В печи необходимо всегда поддерживать правильную температуру, иначе газы, которые образуются после горения могут трансформироваться во вредоносные отходы сажи и смолы.

Печь Кузнецова своими руками

Постройка кузнецовки требует не столько навыков, сколько наличия хороших схем и чертежей, а также предельной внимательности. Даже не печник, но мастеровитый домохозяин может осилить эту задачу.

Проще будет тем, кто уже имеет драгоценный опыт кирпичной кладки, тогда единственно вам нужно будет тихо-мирно класть ряды, соблюдая схему.

Решив возвести печь по одной из порядовок Кузнецова своими руками, приготовьтесь к тщательной и скрупулезной работе.

На схемах, которые можно с легкостью найти в интернете, увидите графическое изображение каждого ряда, однако перед началом кладки необходимо познакомиться с особенностями техники, в частности:

  • выбором и предварительной обработкой кирпича;
  • покупкой металлических деталей (плит, заслонок, дверок, задвижек);
  • определением наиболее подходящего места;
  • подготовкой основания и фундамента;
  • возможностью оборудования дымохода и др.

Лучшим материалом для внутренней кладки «кузнецовок» признан шамотный огнеупорный кирпич (Ш-5, ШБ-8), для внешнего оформления – керамика (М-150).

Для усиления кирпичных стен используют металлические элементы (арматуру, проволоку).

Чтобы печь функционировала с максимальной теплоотдачей, опытные мастера оттачивают не только свои умения, но и каждый кирпичик – в буквальном смысле. Они шлифуют каждую деталь, именно поэтому проекты, выполненные профессионалами, выглядят безупречно.


Главная цель любой печи отопление, ее место должно быть выбрано для обеспечения тепла наиболее эффективным способом.

Печь Кузнецова являются инфракрасными обогревателями, которые обеспечивают наибольшее тепло путем прямого излучения.

Таким образом, максимальная мощность достигается при правильном расположении.

Поэтому центр помещения — это всегда правильный выбор. Мудрое решение- это размещение в качестве разделителя функционального пространства, таких как кухня и гостиная или гостиная и спальня.

Старайтесь избегать размещения кладки печи рядом с наружной стеной или, что еще хуже — расположить его в нишу в наружной стене (типичное место для обычных каминов) если вы хотите сохранить тепло внутри помещения.

Выбор печи того или иного типа и ее месторасположения в доме, помимо предпочтений владельца, зависит от целевого назначения печи, размеров дома и уровня его теплоизоляции, количества и размеров окон.

Кроме того, для нормальной работы и ремонта доступ к печи должен быть свободным со всех сторон, то есть ни одна из сторон печи не должна одновременно входить в какую-либо из внешних стен дома.

Для выполнения процесса строительства нужно запастись штыковой и совковой лопатой, а также следующими материалами:

  • песком (3 части), цементом (1 часть) и водой для приготовления раствора;
  • армирующим прутом среднего сечения;
  • полиэтиленовой пленкой;
  • доской для сооружения опалубки.

Этапы строительства:

    1. Начинается все с устройства фундамента. Он должен быть несвязанным с основным фундаментом бани. Его размер на 10-15 см больше предполагаемых размеров печи. Высота фундамента для печи подбирается исходя из высоты фундамента бани: они должны заканчиваться на одном уровне.

      Поверх готового основания для печи в два слоя укладывается гидроизоляция (толь, рубероид). Пол вокруг будущей печи должен иметь противопожарное покрытие. Есть варианты: это металлические листы, керамическая или керамо-гарнитная плитка, натуральный или искусственный камень, кирпич и т.п.

    2. После изготовления фундамента нужно озаботиться приготовлением раствора для кладки печи. Для возведения кирпичной печи используют не цемент, а глину. Причем не любую, а только ту, которая залегает на глубине не менее 2-х метров. Глину просеивают и размывают, готовя раствор нужной вязкости.
    3. Чтобы определить нужное количество кирпича для строительства печи, считаем число кирпичей в первом ряду порядовки, умножаем на 0,8 (средний коэффициент заполнения рядов) и на количество рядов.

      Этого количества кирпича хватит на печь точно, даже с учетом битых и отбраковки. Для кирпичной трубы нужно добавить по 4-6 кирпичей на каждый ряд.

    4. После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.
    5. Перед началом кладки стоит продумать местоположение дымоотводной трубы внутри помещения и снаружи на крыше, что должно отвечать определенным требованиям. Напомним, что любая печь Кузнецова имеет готовые чертежи, в соответствии с которыми выполняются строительные работы.
    6. Для кладки первых двух рядов используется шамотный огнестойкий кирпич. Для соединения кирпичей готовится специальный кладочный раствор. Не рекомендуется использовать смесь, приготовленную для обустройства фундаментного основания.
    7. После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
    8. Чтобы улучшить тепловую отдачу устройства, рекомендуется установить 4 чистки для каналов – в задней части, в поддувало и по бокам. Размеры чисток выбираются в индивидуальном порядке. На этом этапе проверяется горизонтальность всех поверхностей при помощи уголка.
    9. Со 2-го ряда формируется зольник и поддувало. Эти рабочие камеры предусмотрены для чистки золы и создания необходимой тяги для горения. Кирпичная кладка выполняется в шахматном порядке со швом толщиной 6 мм. Для фиксации кирпичей используется раствор на основе огнеупорной глины.
    10. Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи.
    11. При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом.
    12. При монтаже колосника соблюдаются технологические зазоры в 7 мм между решеткой для колосника и внешней стеной печки. Монтаж решетки выполняется под небольшим углом по отношению к дверке.

      Здесь же выполняется установка дверки для топки. При обустройстве камеры сгорания она дополнительно облицовывается шамотным кирпичом, который укладывается ребром. Это обеспечивает надежную защиту внешних стенок печи от воздействия высоких температур.

    13. До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам.
    14. С 17-го ряда устанавливается колпак, после которого можно приступать к обустройству второй камеры, расположенной над первой. Она будет являться вторым колпаком. На этом этапе выполняется перекрытие колпака, а на 21-м ряду обустраиваются проходы, которые направлены вдоль внутренних стен по обе стороны.
    15. Работы проводятся в соответствии с предложенной порядовкой до 26-го ряда, после завершения которого верхняя часть колпака надежно закрывается кирпичной кладкой.
  1. Спустя 24 часа после завершения кладки можно выполнить тестовый запуск печи с добавлением небольшого количества топливного материала. Это позволит проверить готовую конструкцию на герметичность и отсутствие зазоров между кирпичами.
  2. При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.
  3. Топка выполняется из шамотного кирпича, а тело печи из керамического, а это значит, что при нагревании и остывании они ведут себя по-разному. Поэтому сама топка должна быть плавающей, с этой целью вокруг нее делают специальный сухой шов.

    Это делается для того, чтобы разные по физическим характеристикам кладки шамотного и керамического кирпича не порвало при эксплуатации.
    «Сухой шов»: между шамотным и керамическим кирпичом нужно удалить кладочный раствор, а в образовавшуюся пустоту нужно вложить минеральный картон.

  4. Нужно строго соблюсти еще одно правило – выступы из шамотной кладки не должны входить в углубления из керамической кладки, и наоборот. Таким образом, мы получаем абсолютно независимую топку.

Особенности эксплуатации печи

  • 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.

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.

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.

Сохрани в соц сети!
Поделиться
Класс!

Здравствуйте, дорогие читатели! Меня зовут Виталий Иванович, и я занимаюсь строительством печей, каминов и установкой отопительного оборудования.

Вот  уже более 40 лет, начиная в далеком 1977 году помощником печника я изучаю это дело и совершенствую свои навыки. С выходом на пенсию стало больше свободного времени и я решил поделиться своим опытом с вами. Читайте на здоровье и задавайте вопросы в комментариях!

Ссылка на основную публикацию