Камины по системе кузнецова порядовка. Возведение отопительной колпаковой печи кузнецова своими руками. С хлебной камерой

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.

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.

• 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.

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.

   1. 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.

   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.

   2. После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.
   3. 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.
   4. 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.
   5. После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
   6. 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.
   7. 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.
   8. Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи.
   9. При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом.

   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.

   10. До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам.
   11. 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.
   12. 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.

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.

3. 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.

Принцип колпаковых печей был известен давно, но детально разработан и приспособлен для устройства домашних обогревательных приборов был благодаря известному печнику и изобретателю Игорю Викторовичу Кузнецову . Получил широкое распространение не только в России, но и за рубежом.

О чем эта статья

Принцип действия печи

Большинство конструкций печей действуют за счет непосредственного нагрева стенок от сгорания топлива в камере сгорания или за счет прогрева кирпичной кладки от печных газов проходящих через сложную систему воздуховодов в которых раскаленные печные газы отдают тепло кирпичной кладке.

В первом случае теплоемкость печи определяется толщиной стенок. Чем они толще, тем более теплоемкой будет печь. Недостатком их является большое потребление топлива для прогрева. Как только прекращается горение печь начинает остывать.

Печи со сложной системой воздуховодов позволяет более равномерно прогревать «тело» нагревательной конструкции, но длительное прохождение печных газов по сильно изогнутым воздуховодам предъявляет повышенные требования к тяге и высоте печной трубы.

Колпаковые печи лишены этих недостатков благодаря своей конструкции, в которой образуются два независимых контура аккумулирующих тепло. Внутренний, сильно прогретый контур колпака находится внутри наружного, менее нагретого контура. Поэтому остывание при отсутствии непосредственного контакта с наружным воздухом происходит гораздо медленнее. Печь остается теплой значительно дольше. Все нагретые печные газы остаются внутри и не выбрасываются наружу.

Виды колпаковых печей

И.В. Кузнецов разработал более полутора сотен моделей печей, которые могут использоваться для самых разных целей.

При этом их конфигурация и размеры могут варьироваться в зависимости от расположения колпаков. Обычно, в целях экономии площади занимаемой печью, колпаки располагаются вертикально. Друг над другом. Но могут быть расположены горизонтально. В этом случае печь получается низкой, но длинной.

На нем , в открытом доступе, есть несколько десятком наиболее распространенных и универсальных печей для любых нужд. От простых отопительных, до специальных хлебных, превосходящих по своей функциональности популярные ныне тандыры или помпейские печи.

Принцип действия устройств Кузнецова учитывает естественные свойства горячего воздуха и, выделяющихся при сгорании топлива, газов. Конструкция кирпичной печки отличается тем, что дым удерживается внутри самой печи. Для этого оборудуется так называемый колпак — топочная камера, представляющая собой закрытый купол, куда поднимается наиболее раскаленный воздух, вытесняя остывающий через нижний боковой отвод.

Фото 1. Схема колпаковой печи Кузнецова, показаны особенности движения газовых потоков в устройстве.

Вентиляционное отверстие под днищем топки обеспечивает постоянный приток холодного воздуха. Из-за того, что раскаленный воздух удерживается в печке как можно дольше, эффективность теплоотдачи увеличивается в три раза по сравнению с другими подобными устройствами.

Добиться таких результатов конструкторы пытались и в случае традиционных печей — для этого разработаны модели с системой дымоходных каналов. В них горячий воздух также задерживается внутри устройства, но удлинение дымохода естественным образом ухудшает вытяжку , поэтому эффективность обогрева вырастает ненамного.

В случае устройств Кузнецова тяга не нарушается, а горячий воздух удерживается не за счет увеличения длины канала. Это происходит благодаря естественным свойствам раскалённых газов подниматься и вытеснять более холодные. Размеры такого типа печи могут варьироваться в зависимости от необходимой мощности и площади помещения, которое требуется отапливать. Модели с одним колпаком обычно компактны и подойдут для обустройства небольшого дачного домика.

Двухколпаковая печь

Наиболее распространенный вариант для качественного отопления частного дома — устройство Кузнецова с двумя колпаками.

Его КПД значительно выше за счет более длительного удержания горячего воздуха.

Колпаки из термостойкого кирпича располагаются один над другим с небольшим смещением — вытесняемый из первого колпака воздух сразу попадает во второй, из которого уже уходит в вытяжную трубу.

Размер такой печки имеет прямую зависимость от площади дома, возможна даже постройка с внутренним объемом до 5 куб. м. Топливник обычно занимает всю площадь основания, это помогает увеличить мощность нагрева воздуха в печи.

Справка. В конструкции двухколпаковой печи часто устанавливают специальные задвижки, позволяющие изолировать второй колпак и снизить теплоотдачу устройства. Это необходимо в более теплое время года , когда уже не требуется большой мощности обогрева.

При использовании задвижек горячий воздух из первого колпака направляется прямо в дымоход.

Отопительно-варочный вариант устройства

Особенностью такой конструкции будет измененное расположение первого колпака — он делается выступающим и в его своде устанавливается варочная поверхность , чаще всего из чугуна.

Плита обязательно должна быть цельной, так как из-за конструкции дым не вытягивается из колпака, поэтому будет неизбежно поступать в помещение через разъемные конфорки.

Иногда устанавливают плиту и над вторым колпаком — она не так сильно нагревается и не может служить для приготовления пищи, но будет превосходным средством для сушки овощей, фруктов, грибов и трав . Там часто делают нишу для хранения поленьев и их подсушки перед использованием.

Вам также будет интересно:

С хлебной камерой

Такой вариант почти не отличается от стандартной отопительно-варочной печи, но дополнительно снабжен духовым шкафом, монтирующимся в пространстве первого колпака. Камеру обычно делают из чугуна или особо прочной стали, изнутри футеруют шамотным кирпичом для обеспечения более мягкого жара для выпекания.

Помимо хлебной камеры, часто устанавливают бак для нагрева воды — для этого подходит также область второго колпака. В зависимости от количества дополнительных функций размеры печи будут увеличиваться, она потребует больших затрат на топливо.

Печь Кузнецова для бани

По принципу действия банная печь не отличается от описанных выше вариантов. Но всё же она имеет несколько особенностей:

• в нижний колпак устройства вмонтирован поддон с камнями ;
• в устройстве предусмотрен доступ для воды и отверстия для выхода пара;
• обладает более толстыми стенками для максимального прогрева камней и во избежание перегрева помещения.

Чертежи печей

Фото 2. Чертёж и порядовка двухколпаковой печи Кузнецова. Устройство представлено в цельном виде и в разрезе.

Фото 3. Чертёж колпаковой печи Кузнецова. Также устройство оснащено системой дымоходных каналов.

Постройка своими руками, порядовка устройства

Прежде чем браться за выполнение работ, необходимо правильно рассчитать проект устройства, для этого учитываются следующие факторы:

1. Мощность печи — зависит от общей площади помещения и качества его теплоизоляции.
2. Количество колпаков — в печах Кузнецова их нередко делают три и больше, что значительно увеличивает КПД обогрева, почти не требуя лишнего расхода топлива. Учитывается только изменение массивности устройства.
3. Основная функция печи — будет ли прибор использоваться только для отопления или понадобятся дополнительные возможности: приготовление пищи, нагрев воды.

Фото 4. Пошаговая порядовка печи Кузнецова. Также показано устройство в готовом виде с разных ракурсов.

Частый вариант для постройки — двухколпаковая печь с варочной плитой . Она функциональна при довольно компактных габаритах и хорошо подходит для размещения в небольших загородных домах.

Материалы

Внутри области колпаков образуется очень высокая температура, поэтому для кладки прибора подойдет только огнеупорный кирпич и шамотная глина с мелкофракционным песком для кладочного раствора. Смесь собственного приготовления часто рекомендуется заменить готовыми смесями из строительных магазинов — так уменьшается риск того, что колпак растрескается при эксплуатации и потеряет герметизацию.

Для выкладки внешних стен и верхних ярусов достаточно будет обыкновенного керамического кирпича с плотностью М150 и цементного раствора .

При работе нельзя забывать, что укладка обычного и шамотного кирпича в один ряд исключена — они имеют разные показатели расширения и при эксплуатации кладка разрушится.

Помимо материалов для кладки, понадобится приобрести дополнительные элементы — металлические уголки, дверцы и петли, задвижки, варочную поверхность. Все это доступно для покупки в специализированных магазинах. Понадобится армированная проволока для выполнения связывания кладки.

Инструменты

Для выполнения всех типов работ требуется заранее подготовить набор инструментов:

• емкость для приготовления раствора и лопата для его перемешивания;
• печной молоток-кирка для разбивания кирпичей;
• болгарка с отрезным диском по камню;
• плоскогубцы и ножницы по металлу для нарезки проволоки;
• мастерок для накладывания раствора;
• правило для разравнивания;
• защитные перчатки и очки.

Для проверки правильности кладки понадобятся также различные измерительные инструменты : рулетка, строительный уровень, отвесы, шнуры и т. д.

Подготовка места

Сооружение кирпичной печи всегда начинается с оборудования основания. Под кузнецовку подойдет фундамент стандартного типа — глубиной полметра и со сторонами, выходящими за границы периметра будущей кладки на 10 см . Порядок работы:

1. Подготавливается котлован, дно на 15—20 см закрывает дренаж — слой песка и битого щебня.
2. На хорошо утрамбованный дренаж ставится деревянная опалубка, выступающая над поверхностью на 20 см.
3. Фундамент заливается бетонной смесью и оставляется для застывания.
4. После правильной закладки фундамента получается ровная площадка, выступающая над поверхностью пола на 10—15 см (зависит от усадки).

Поверхность основания закрывается слоем гидроизоляции (хорошо подойдет рубероид), затем укладывается отражающий слой металлической промышленной фольги. В случае с постройкой кузнецовки жар от печи будет сильнее, чем от обычных приборов, особенно в нижнем ярусе, поэтому фундамент защищают от перегрева.

Соседние с будущим местом расположения устройства стены закрываются термоизоляционным материалом , на пол перед топкой рекомендуется набить металлический лист, чтобы избежать риска возгорания от выпадающих угольков. Заранее рассчитывается местоположение дымохода — его не рекомендуется располагать рядом с коньком крыши.

Выполнение кладки

После того как подготовлен фундамент, начинаются работы по возведению самого устройства:

1. Замешивается раствор в приготовленной емкости — перед началом работ глину замачивают на двое суток. Помимо лопаты, для перемешивания эффективным будет использование строительного миксера.
2. При выполнении кладки рекомендуется каждый ряд сначала класть на сухую поверхность для точного определения размеров нарезки кирпичей. Первый ряд основания делается сплошным.
3. Начиная со второго ряда выкладывается поддувало, а затем область первого колпака. По мере необходимости устанавливаются петли для топочной дверцы. Каждый третий ряд кладки связывается проволокой, нарезанные куски которой закладываются в раствор.
4. Внутренняя часть топки выкладывается шамотным кирпичом, наружная — обычным керамическим. Между этими слоями нет связующего раствора, оставляется небольшой зазор. Кирпичи из двух рядов также не должны выступать, пересекаться с соседним слоем.
5. Внутри свода первого колпака на опоры из шамотного кирпича устанавливается варочная чугунная поверхность , которая герметично фиксируется раствором.
6. После выполнения свода первого колпака , начинается выкладка основания для второго с небольшим смещением (на ширину варочной плиты ).
7. Выкладывается второй колпак , колонна дымохода, устанавливаются задвижки для изоляции второго уровня в летнее время года.

После выкладки навершия и установки трубы дымохода, готовую печь оставляют на просушку, которая занимает не менее месяца. Первые две недели устройство просушивается при открытых окнах и дверях, начиная с третьей недели производят постепенное протапливание, увеличивая объем топлива, пока он не дойдет до полноценной закладки.

Возможные сложности

Кладка кузнецовки отличается некоторой спецификой, поэтому при отсутствии опыта часто допускаются ошибки:

• Не оставляется зазор между стенами топки и наружными — шамотный кирпич расширяется при нагреве, поэтому может разрушить кладку.
• Не используется проволока для связки кладки — из-за большей степени нагрева стены печи могут растрескаться.
• Не оставлен зазор при установке металлических деталей — также приводит к расширению металла при сильном нагреве и появлению трещин.
• Неправильный прогрев нарушит процесс просушки кладки и приведет к возникновению деформаций, трещин.
• Не проведена правильная термоизоляция стен и перекрытий (в месте установки дымохода) — из-за большой температуры нагрева риск возгораний в случае использования кузнецовки выше, чем у простой печи.



Благодаря очень высоким температурам внутри топочной камеры, большая часть золы и сажи прогорает, позволяя снизить периодичность чисток.

Одно из достоинств кузнецовки — возможность выбора любого доступного на данный момент твердого топлива : дров, сухих кусков торфа, опилок.

При небольших изменениях конструкции существует возможность установки системы нагрева газом или электричеством. Доступно подключение печи к водяному контуру, что позволит качественно прогревать отдаленные помещения. Несомненным плюсом будет сравнительно невысокая стоимость материалов, возможность выполнить все этапы работ самостоятельно .

закрыть ×

Уже более 50 лет печи Кузнецова занимают высокие позиции среди отопительных конструкций для дома, и это неудивительно, так как печи имеют множество плюсов и разительно отличаются от канальных печей не только внешне, но и своими характеристиками. Кузнецов был первым человеком, кто отважился испытать наиболее практичную и удобную систему печей.

Во всех печах горячий воздух передвигается по каналам, а проходя по ним разогревают стены печи, однако сам воздух быстро остывает. Подобное перемещение воздуха может быть только при наличии оптимальной тяги, то есть принудительной, но при этом корпус печи прогревается неравномерно, что приводит к растрескиванию кирпичей и появлению нежелательных трещин. Благодаря Кузнецову возник независимый принцип движения воздуха в печи. У печей имеется второе название - купольные, которое они приобрели благодаря уникальной конструкции.

Колпаки данной печи непременно должны сообщаться между собой при помощи сухого шва - пространства в 2-3 см, которое не заполнено раствором и теплоизолятором, через который переходят газы из одного колпака в другой. Если говорить простым языком, то принцип работы печей Кузнецова таков: газы циркулируют и проходят по трубе благодаря собственной силе тяжести, а не принудительно, как это происходит при движении по дымоходу.

В канальных печах дым как бы вытягивается по трубе, а в колпаковой он выталкивается. При этом колпак может исполнять функцию тары для нагрева воды или служить местом для приготовления пищи. Даже самая простая купольная печь может исполнять двойную функцию.

На рисунке ниже детально показан принцип движение газов в колпаковой печи Кузнецова.

Стрелками красного цвета наглядно показано, как передвигается горячий воздух, а стрелками синего цвета отмечено движение холодного воздуха, который попадает в печь снаружи через поддувало. Из-за того, что вес холодного воздуха больше, чем у горячего, он не сможет подниматься вверх и пойдет понизу, не оказывая влияния на общий температурный режим в колпаке. В свою очередь горячий воздух собирается под колпаком, постепенно там остывая, а затем его будут вытеснять порывы более горячего воздуха, которые поднимаются вверх.

Преимущества, недостатки и отличия

К преимуществам можно отнести следующие характеристики:

• Возможность топить печь разным топливом
• Равномерное прогревание стенок
• Хорошая отдача тепла
• При горении не выделяется дым и сажа
• Необходимость в чистке печи минимальная
• Печь не трескается
• Хорошо держит тепло
• Форма и дизайн могут быть совершенно разными
• Экономия на топливе
• Возможность растапливать печь даже сырыми дровами

Одно из главных отличительных качеств печей Кузнецова - это повышенное значение КПД. В обычной русской печи он составляет 30%-40%, а в этих печах - почти 95%., что и отличает данные печи от обычных русских. Внутренняя концепция продумана детально и грамотно, благодаря чему нагретый воздух задерживается в печке на более долгий срок, а холодный, наоборот, быстро выходит в дымоход за счет специального углубления. Также стоит отметить, что печи Кузнецова могут топиться различным видом топлива, даже таким низкосортным горючим, как опилки, на которые можно устанавливать оборудование, обеспечивающее ГВС.

Кузнецов первый в мире начал использовать автоматическое распределение тяги по каналам, что позволяет исключить угар даже при открытой вьюшке. Эта система отличает печи Кузнецова тем, что она уникальна и проста. В печах такой конструкции тепло не тратится впустую, а сразу начинает работать на обогрев помещения или ГВС, так как выделяемые газы не закручиваются в вихрь, как в канальных конструкциях, а отдают свою энергию на пропитку печи.

Если в канальных печах остатки топливных масс просто «вылетают» в трубу, то колпаковая печь Кузнецова устроена по-другому. Когда топливных масс остается немного и они начинают догорать, колпаки исполняют роль накопителя, задерживая под своими сводами нагретые воздушные массы и отдавая всю энергию стенам печке.

Из недостатков, которых не так уж много, можно назвать следующие:

• Необходимо внимательно следовать порядовке, чтобы конструкция получилась качественной.
• При изготовлении необходимо использовать только качественные материалы.

Виды печей

Все кузнецовские модели - колпаковые, но они тоже имеют различные классификации. На сегодняшний день известно несколько видов:

• Колпаковая печь - имеет один колпак.
• Двухколпаковая - два колпака.
• Купольная-в данном виде печей может быть несколько колпаков. Купольные печи используются чаще, чем остальные, так как их можно проектировать под любые помещения и дополнять любыми устройствами.
• С котлом водяного отопления - к таким печам есть возможность установить дополнительное оборудование.
• С лежанкой - это печь, на которой предусмотрено место для лежания.
• Отопительно-варочные печи ОВИК - такие печи не просто греют дом, но и дают возможность готовить на специально предусмотренной плите.
• Печь-духовка - не только греет, но и оснащена духовым шкафом, в котором можно печь.
• Печь-камин - идеальный вариант для прогрева дома и проведения вечера около огня.
• Двухэтажная - это печи, которые могут исполнять несколько функций сразу. Например, обогревать помещение, служить варочной панелью, иметь лежанку и духовой шкаф. Единственный минус, который имеет двухэтажная колпаковая печь Кузнецова - это ее громоздкие габариты. Такая печь станет идеальным вариантам для больших помещений.
• Русские печи РТИК - кроме обогрева и варочной панели, печь оснащена дополнительной, на которой можно сушить дрова или обувь.
• Уличные печи скорее похожи на уличные комплексы, так как включают в себя гриль и барбекю для приготовления пищи на свежем воздухе.

Перечисленные выше модели - это далеко не весь список печей разного назначения, которые разработаны по схемам Кузнецова. Также существует множество чертежей, с помощью которых можно сделать смешанные варианты с различными функциями. Кроме печей, по кузнецовским разработкам делаются еще камины и печи для саун. Эти конструкции обладают повышенной теплоотдачей, что позволяет быстро нагревать помещение.

Как сделать самостоятельно

Чаще всего в домах используются отопительно-варочные печи ОВИК 5, именно такую печь рассмотрим на примере.

Чтобы сделать печь Кузнецова своими руками, потребуется следующее:

Материал

• Два вида кирпичей: красный полнотелый (М150) и жаропрочный шамотный (ШБ-8)
• Песок и цемент (3:1),но можно взять и готовую заводскую смесь
• Комплектующие для печи: чугунные двери, зольная камера, двери для очистных отверстий, задвижки, решетка и вьюшки
• Проволока диаметром 3 мм и длинной 10 м. Ей будут перевязываться кирпичи
• Стальные уголки (2 шт.)
• Для фундамента сетка арматурная

Инструменты

• Мастерок
• Молоток
• Кельма
• Расшивка
• Таз или ванна, чтобы замесить раствор
• Рулетка
• Отвес
• Уровень
• Дрель с насадкой миксер
• Болгарка

Фундамент

Прежде чем делать печь, необходимо подготовить фундамент. При его закладке стоит быть внимательным и делать все точно по инструкции, иначе под тяжестью печи фундамент осядет, а печь может потрескаться, что в дальнейшем приведет к развалу.

Фундамент должен быть на 15-20 см больше, чем параметры печи. Только в этом случае он будет соответствовать всем требованиям нормативов.

Чтобы сделать фундамент под печь Кузнецова своими руками, потребуется выполнить следующее:

1. В первую очередь выкапываем приямок глубиной не менее 1 м, именно на такой глубине зимой промерзает почва. Края и стенки ямы необходимо делать как можно ровнее, что позволит затратить меньше цементного раствора.
2. Далее делаем так называемую «подушку» из песка. Засыпать желательно просеянный песок, чтобы он плотнее утрамбовался. Высота подушки должна быть около 20 см. Затем оставляем подушку на пару дней для усадки.
3. Далее необходимо сделать опалубку. Оптимальным вариантом для опалубки будут доски, хотя можно использовать и другой материал. Верхняя часть опалубки должна совпадать с уровнем пола в доме.
4. Далее переходим к монтажу арматуры. В качестве арматуры подойдет сетка с ячейками от 50 мм и толщиной прутка от 6 мм. Сетку нужно располагать так, чтобы она оказалась либо в середине фундамента, либо перед выходом бетона из почвы наружу. Последний вариант является самым оптимальным.
5. Заключительный этап фундамента - это заливка бетона. В дополнение к бетону можно добавить в состав минеральные тяжелые примеси или гравий, а лучшим дополнением станет гидрофобизатор, которые не позволит влаге впитываться в фундамент и продлит его срок эксплуатации. После того, как бетон залит, его поверхность необходимо выровнять при помощи шпателя и сразу же убрать все дефекты на поверхности.

После завершения вышеописанных работ фундамент нужно оставить на некоторое время для просыхания. В идеале - не менее, чем на 30 дней, в зависимости от погодных условий, но затвердевает он уже через неделю, поэтому можно приступать к дальнейшему строительству печи.

Переходим к строительству. Так как самой распространенной конструкцией считается колпаковая печь, то именно ее мы и будем делать. Перед кладкой необходимо обратить внимание на важные моменты:

• На фундамент перед первой кладкой необходимо уложить гидроизоляционный слой, которым может быть рубероид или фольгированная изотермическая пленка. Если укладывается фольга, то класть ее надо блестящей стороной вверх, чтобы она отражала тепловую энергию.
• Не стоит делать изменения в порядовке, так как это может отразиться на работе печи и сроке ее службы. Исключение можно сделать только в рядах сплошного перекрытия и изменить их вид.
• Чтобы лицевая сторона выглядела солидно, нужно брать кирпичи хорошего качества, ровные и без трещин.
• Если потребуется отрезать кирпич, то делать это необходимо болгаркой, края и плоскости должны иметь ровную форму.

1. Первые два уровня нужно выложить шамотным кирпичом с применением печного скрепляющего раствора. Огнеупорный слой не позволит тепловой энергии выйти в фундамент. Со второго ряда нужно начинать подготовку зольника и поддувала. Кирпичи необходимо класть в шахматном порядке и только на глиняный раствор. Также необходимо соблюдать толщину шва, которая должна быть не менее 5 мм.
2. В третьем ряду начинаем подготовку траектории дымовых каналов.
3. Чтобы печь было удобно обслуживать, в дымоходах нужно сделать четыре очистных двери стандартного размера.
4. Решетку для колосника нужно класть на пятом уровне, также на этом уровне укладываются перегородки между поддувалом, колпаком и топкой.
5. С 5 по 14-й ряды выкладывается топочная камера из шамотного кирпича. Важно не забыть про очень важный фактор: между шамотными и красными кирпичами кладки должен оставаться компенсационный зазор. Нужен он для того, чтобы печь не повреждалась от возникающих термических расширений материала.
6. Устанавливать двери топки и поддувала нужно при помощи асбестового уплотнителя.
7. В 17 и 18 ряду перекрытие колпака имеют сплошную плоскость, без отверстий для дымохода.
8. Как видно на порядовке, в 21 ряду остается два прохода, которые расположены вдоль внутренних стенок.
9. В 28, 29 и 30 рядах можно сделать небольшие отклонение от порядовки, если есть желание изменить форму печи. В случае с низким потолком следует сделать противопожарные разделки.
10. По мере выкладывания следует совершать футеровку внутренней поверхности кирпичной кладки. Заглаживать стыки необходимо раствором, добавив в него жаропрочный материал.
11. Перекрытие необходимо осуществлять 2-мя чугунными опорными уголками, длина плеча которого должна быть не менее 45 мм, однако точный размер следует выбирать, принимая во внимания нагрузку.

При строительстве кузнецовских печей стройматериала потребуется значительно меньше, нежели для канальных печей, так как купольные конструкции содержат больше пустого места внутри. По этой причине печку можно рассматривать в качестве экономичного варианта, а форма конструкции может быть совершенно разной, в том числе и угловой.

Перед тем, как делать печь Кузнецова своими руками, следует тщательно изучить порядовки и не отступать от них ни на сантиметр, в ином случае правильность конструкции может быть нарушена. Также не стоит забывать, что следует выбирать качественный и надежный материал, который будет отвечать всем стандартам безопасности.

Кузнецовская банная печь своими руками

1-й ряд необходимо класть так, чтобы его поверхность была ровной, что легко проверить с помощью уровня, а форма должна быть в виде прямоугольника.

Как уже говорилось, во 2-м ряду будут начинаться первый колпак и поддувало. Для этого необходимо взять кирпич, разделить его напополам и каждую часть положить так, чтобы они были выдвинуты слегка наружу, как это показано на рисунке. Использовать при этом раствор не нужно. После окончания кладки эти половинки вытаскиваются.

На 2-й ряд понадобится 14 кирпичей, а после того, как кирпичи будут уложены, необходимо установить дверцу поддувала, которую нужно подпереть несколькими кирпичами. Рамку обматываем шнуром, как говорилось в рекомендациях. Фиксировать ее необходимо проволокой, которую нужно заложить в швы. Также проволока используется для армирования стенок печи, укладывать которую необходимо в каждом четном ряду.

Выкладываем третий ряд, в котором входящие в его состав кирпичи должны хорошо зафиксировать дверку поддувала.

Дверку поддувала в 4 ряду следует перекрыть стесанными керамическими кирпичами, которые должны смотреть наружу, и стесанными шамотными кирпичами, которые должны смотреть внутрь. Между ними должен быть тепловой зазор величиной 5 мм. Чтобы сделать зазор, потребуется прокладка из упаковочного гофрокартона. Такой зазор необходимо делать во всех местах, в которых пересекаются два вида кирпича.

В пятом ряду шамотный кирпич, образующий боковые стенки топки, необходимо слегка сдвинуть так, чтобы кирпичи нижнего ряда образовали полочку, ширина которой должна быть не менее 15 мм. Это нужно для колосниковой решетки. В этом же ряду начинаем формировать вертикальный канал, который соединяет оба колпака. После того, как полностью выложится ряд, устанавливаем решетку, а зазоры между ней и кирпичом заполняем песком.

Во время укладки шестого ряда устанавливается и топочная дверка. Между рамой дверцы и кирпичом укладывается асбестовый шнур, а закрепляется она Внизу с помощью проволоки, а вверху при помощи железной полоски.

При укладке седьмого ряда сборку от кирпича, образующего заднюю стенку топки, оставляют разрыв 30 мм - это начало сухого шва.

Следуя схеме, выкладываем восьмой ряд.

В девятом ряду формируется канал, который связывает топку с нижним колпаком. На схеме сиреневым цветом выделены те кирпичи в боковых стенках топки, верхние грани которых должны быть на 10 мм ниже плоскости ряда.

При кладке десятого ряда не забудьте, что на асбестовую подкладку, которая накрывает шамотный кирпич, керамический кирпич кладется без раствора. В окружающих топку керамических кирпичах нужно сделать вырез для варочной панели. Размер выреза должен быть таким, чтобы вокруг плиты остался зазор в 5 мм. В месте контакта шамотного кирпича и панели нужно оставлять зазор в 10 мм. Такие кирпичи, подрезанные вкось, располагаются справа и спереди, а на чертеже указаны желтым цветом.

В одиннадцатом ряду начинаются стенки варочной камеры, и в нем же устанавливается дверца для камеры. Не забываем обматывать рамку асбестовым шнуром и фиксировать плотно проволокой.

С 12 по 14 ряд делаем кладку согласно порядовке.

После того, как выкладка кирпичей в 15 ряду закончена, варочная камера перекрывается листом стали, толщина которого должна быть 3 мм, а размер 60Х55 см, с вырезом под вытяжной канал. Для упрочнения листа используем 4 отрезка от уголка и стальную полоску.

17-й ряд делается по порядовке, а в восемнадцатом начинаем формировать верхний колпак.

С 19 по 27 ряд кладем печь в соответствии с порядовкой. В 28-м ряду приступаем к установке основной задвижки дымохода. Здесь тоже потребуется оставлять зазор в 6 мм вокруг задвижки, а глубина под нее должна составлять 11 мм.

После того, как кладка полностью завершена, печь необходимо оставить для просушки на некоторое время, а топить начинать с небольшого количества дров.

Немалую популярность завоевала и колпаковая печь для бани, так как она обогревает все основные банные помещения и обладает хорошей теплоотдачей при минимальной затрате топлива. Кузнецовские двухъярусные банные печи просты и эффективны. Проблема нагрева воды в душевой легко решается за счет встроенного в печь регистра.

Если вы решили делать печь Кузнецова своими руками, то стоит изучить несколько вариантов порядовок, которые помогут сделать ее правильно и в соответствии с мерами безопасности.

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Печи Кузнецова хорошо известны не только печникам – они обогревают множество домов в России и за ее пределами. И. В. Кузнецов работает над усовершенствованием печей с 1962 г. и собрал вокруг себя крепкий коллектив единомышленников. В активе команды – более полутораста разработок, охватывающих едва ли не весь диапазон бытовых печей, см. рис.

Многие хотели бы сложить какую-то из печей Кузнецова своими руками, и эта статья – им в помощь. Но мы не собираемся раскрывать некие потаённые секреты «кузнецовок» – их просто нет. На сайте Игоря Викторовича stove.ru желающие бесплатно найдут огромный массив печной информации: от сведений по конструированию и строительству печей до подробных чертежей и рекомендаций по установке печи в доме и устройстве отмостки вокруг здания с печным отоплением. Не намерены мы также что-то в этой домашне-печной энциклопедии критиковать или поправлять: нам до И. В. Кузнецова по печному делу, мягко говоря, далековато.

Цель настоящей статьи – дать к своду сведений Кузнецова своего рода введение, позволяющее свободнее ориентироваться в исходном материале. Поясним на примере, зачем это нужно.

Допустим, я автомеханик-универсал с большим опытом и хочу передать его другим интересующимся. Автомобиль – штука сложная. Если я начну по ходу изложения отвлекаться, подробно объясняя, что как обкат и кастер (положим, читатели не совсем уж чайники, ездят-то теперь все) влияют на управляемость и путевую устойчивость машины, а диаграмма газораспределения – на расход топлива в зависимости от дорожных условий, и прочее в том же духе, я в конце концов запутаюсь до того, что сам перестану понимать, как работает автомобиль, на котором я езжу. Волей-неволей мне придется излагать материал пусть и «на пальцах», но по-профессиональному бегло.

Однако читать его будет тяжеловато даже таким же, как и я, специалистам, а у дилетанта вообще голова кругом пойдет. Поэтому мне в помощь понадобится некто, кого можно условно назвать «получайником». На самом деле он вовсе не чайник, может сам и подвеску отрегулировать, и толкатели клапанов выставить. Но в данном случае его задача – описать, как вся начинка машины собирается в одно целое, управляемое по принципу: «Рулем рулить, газом газовать, тормозом тормозить».

В автомобилестроении СССР подобная ситуация возникла в конце 50-х – начале 60-х, когда промышленность начала выпуск автомобилей для широкой продажи населению. Тогда вышел в свет супербстселлер того времени – «Как работает автомобиль». Под редакцией не кого иного, как самого главного конструктора легендарной «Победы» А. А. Липгарта.

Информация «от получайника» еще не позволит приступить к работе: она не дает глубоких знаний, которые позволят хотя бы интуитивно прикидывать по ходу дела нужные значения численных параметров. Но она по сути своей фундаментальна: владея ею, профессиональный текст читается уже с пониманием и быстрее. И, если где-то что-то в нем непонятно еще, это уже не вызывает потерянности и метаний, а просто отметку в уме: вот об этом нужно разузнать подробнее.

О печах и печном отоплении правительство пока никаких эпохальных постановлений не принимало. Но их роль в бытовой теплоэнергетике во времена дефицита энергоресурсов несомненна: уже отопительная печь с КПД 70% при массовом использовании даст экономию топлива в масштабе государства, т.к. в проекты новеньких теплоцентралей закладываются потери тепла в магистралях в 35%, и уменьшить их пока нет возможности. Так что с популяризацией печных знаний приходится выкручиваться самому, не будучи ни Липгартом, ни Кузнецовым. Что ж, попробуем.

Почему – кузнецовки?

Но стоит ли останавливаться особо на печах именно Кузнецова? Стоит, потому что они того стоят. Игорь Викторович с самого начала рассматривал не как охраняемый реликт прошлого или дорогой предмет роскоши, но как непременный атрибут экономичной энергетики будущего, которое ныне – настоящее. Остальные спохватились, что называется, когда жареный петух клюнул.

В результате – кузнецовка на 4 кВт обогревает дом в 100 кв. м. так же, как фирменная «оттуда» топка на 12 кВт. Что, кстати, говорит не об изобретении вечного двигателя, а о том, что фирменные рекламисты свои проспекты творят, пожалуй, вынюхав «дорожку счастья». Во всяком случае, факт, что Кузнецову постоянно поступают заказы из США, Канады, Швеции, Финляндии, которые по печам сами не в хвосте плетутся. Конкретно же преимущества кузнецовок заключаются в следующем:

• Высокий КПД – 80% для печей Кузнецова не диво.
• Высокая температура сгорания топлива без использования технологий и материалов, требующих промышленного производства.
• Как первое следствие из предыдущего – всеядность. В кузнецовках до золы сгорает любое топливо, а осаждение сажи минимально.
• Второе следствие – несложный уход: т.к. сгорает и сажа, печи Кузнецова можно не чистить годами.
• Меньшая материалоемкость в сочетании с равномерной теплоотдачей между топками: в городской квартире с центральным отоплением температура в течение суток колеблется больше, чем в доме, отапливаемом кузнецовкой при 2-х топках в сутки.
• Широкие возможности встраивания водогрейного контура без ухудшения технических параметров печи.
• Хорошая тяга при коротком дымоходе, что удешевляет и упрощает строительно-монтажные работы при ее постройке.
• Пластичность конструкции и внешнего вида как следствие двухколпаковой схемы (см. далее): не ухудшая печи, ее можно сконструировать практически под любое помещение и требования дизайна.
• Автоматическое перераспределение тяги по каналам при переходе от протопки к остыванию, что гарантирует от угара: вьюшку почти никогда не требуется закрывать, она предусмотрена более для нештатных режимов работы.

Примечание: изобретенный И. В. Кузнецовым способ перераспределения тяги в корне отличается от известной газовой вьюшки. По нему поток, создаваемый тягой, пропускается мимо нагретых частей тела печи специальными низовыми каналами, а когда в топке горит пламя, конвекция от него оттягивает поток воздуха на себя. В результате не требуется отдельная система вентиляции помещения. Кроме того, газовую вьюшку может выдуть обратной тягой при задувании в трубу, или, наоборот, вытянуть при сильном ветре, а в кузнецовке любой поток воздуха пройдет мимо всего, что он мог бы выстудить.

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 . 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.

Первое: колпак на колпаке

Принцип построения печи, позволяющий реализовать преимущества свободного хода газов, известен давно. Это – двухколпаковая печь, схема устройства которой показана на рис. Начнем разбор с левой его поз.

Наружный воздух поступает через поддувало 1 в топку 2. Топка может быть снабжена сужающимся соплом – хайлом – в котором в одноколпаковой печи образуется газовая вьюшка: легкие нагретые газы под колпаком своим давлением не пускают «на продув» тяжелый наружный холодный воздух, как воду в опрокинутый стакан. Но в двухколпаковых печах газовая вьюшка из-за тяги со стороны второго колпака часто оказывается неустойчивой. Поэтому двухколпаковые печи до Кузнецова строили редко.

Сразу после растопки, когда горят самые легкие и энергичные фракции топлива, горение происходит в режиме, близком к наиболее эффективному пиролизному. В печах Кузнецова – в пиролизном режиме, они специально так и сконструированы. Пиролизные газы догорают под сводом 4 первого колпака 3. Подсводное пространство первого колпака аналогично дожигателю чисто .

Пиролизное горение под колпаком получается саморегулирующимся: если топливо очень уж разгорелось, «подушка» догорающих газов расширяется вниз; вверх не дает свод колпака. Из-за этого затрудняется отток дымовых газов, он ведь идет вниз. Соответственно, слабеет и тяга, горение немного утихает. Если же горение ослабевает, все происходит наоборот.

При переходе горения в малоактивный режим или дотлевание углей оба колпака работают уже просто как теплоприемники канальных печей, добирая остаточное тепло топлива. Но в голландках и оно большей частью «просвистывает» в трубу: согласно всем известному гидродинамическому закону Бернулли, в узком канале скорость потока будет больше. А под колпаками остаточные газы будут неторопливо ворочаться, пока их тепло не уйдет в кирпич.

Примечание: в канальных печах при сильном ветре снаружи часто приходится выгребать из топки еще тлеющие уголья и закрывать вьюшку, иначе все тепло «высвистит», пока топливо догорит до золы. В колпаковых печах этого вредного эффекта нет – резкое расширение от дымохода в колпак не позволяет ветру разгуляться в печи, и можно спокойно ждать, пока топливо не отдаст свой запас энергии до последней калории.

Идеальная двухколпаковая печь – круглая в плане. Тогда ее тело 5 является одновременно и вторым колпаком. В нем также есть невидимая зона термохимических реакций 6 под сводом. В ней нейтрализуются остатки моноокиси углерода (угарного газа) и окислов азота, образующихся в топке вследствие значительно более высокой, чем в пламенной печи, температуры сгорания. В дымоход 7 уходят только углекислый газ и пары воды.

Хотя круглую обычного типа сложить можно, но, если она двухколпаковая, устроить в ней прочистные дверцы сложно, а чистить ее (когда-то же, да придется) трудно. Поэтому на практике двухколпаковые печи выполняют, если привлечь аналогию с электроникой, не по параллельной, а по каскадной последовательной схеме: второй колпак водружают на первый и соединяют колпаки между собой дымоходами (или одной сплошной широкой щелью) с тыла печи, правая поз. на рис. КПД кирпичной печи при этом падает всего на 1-2 процентных пункта.

Примечание: чтобы в круглой двухколпаковке газовая вьюшка была устойчивой, кроме ураганных ветров, кольцевой зазор L2 между первым и вторым колпаками должен быть шире такого же L1 между топкой и первым колпаком.

В том и другом случае во второй колпак можно безо всяких опасений встраивать водогрейный регистр любого типа. Основное тепло телу печи передается под сводом первого колпака. Это, кстати, тоже одна из причин, почему раньше двухколпаковки не были в употреблении: при дешевом топливе небольшое повышение КПД не окупало сложности работы, а мыться на кухне в корыте тогда было делом обычным.

И в то же время газы под второй колпак подходят, с одной стороны, достаточно остывшие и прореагировавшие, чтобы теплообменник можно было выполнять из обычных конструкционных материалов, не опасаясь его прогорания и осаждения сажи на нем. С другой – температура во втором колпаке при КПД печи в 80% будет в пределах 200-400 градусов, что дает как раз достаточный температурный градиент для эффективной передачи тепла воде.

О многоколпаковках

В принципе возможно круглую колпаковую печь выполнить многокаскадной; каждый каскад – 2 колпака, с отверстием в своде и глухой сверху, как показано на рис. При трех каскадах (6 колпаков), конструкцию, которую можно условно назвать печью со свободным ходом газов (левая поз. на рис.) возможно сделать самонастраивающейся под любое топливо, от мазута до кизяка, с КПД до 97-98% в любом режиме топки. Однако точному аналитическому расчету она не поддается, а компьютерное моделирование требует достаточно мощной аппаратной и программной платформы.

Печь с четными (с отверстием в своде) колпаками, доведенными до ее пода (правая поз. на рис.), способна, в принципе, показать КПД в 85-90%, в зависимости от режима горения и вида топлива. Но и ту, и другую, во-первых, очень сложно чистить. Во-вторых, первый колпак получается очень маленьким, и температура под ним будет вполне пиролизной, около 1500 градусов. Никакой металл ее не выдержит, разве что платина. Вольфрам и тот сгорит, как нитка лампочки с разбитой колбой. А будет ли держаться на весу футеровка для пиролизных печей, на опыте пока никто не определял.

Примечание: черные пунктирные линии на рисунках – не металлоконструкции. Это образующие (параболы и прямые) соответствующих размеров: диаметров дымовых отверстий и расстояний нижних обрезов колпаков от пода.

Видео: пример проекта двухколпаковой отопительно-варочной печи

Второе: тепловая нагрузка

На голых принципах ничего не работает. Чтобы теоретически абсолютно правильная печка хорошо грела, сушила и варила, ее нужно также правильно выполнить в материале. Применительно к колпаковым печам (и особенно – к двухколпаковым) это значит, что тепловая нагрузка на материал должна быть высокой. Сделать колпаковую печь массивной, с толстыми стенками – все равно, что жечь костер в пещере. Чтобы почувствовать тепло, нужно сесть у самого огня, а уж копоти будет…

Взгляните на рис. На нем – чертежи и порядовки некоторых печей Кузнецова: , двухконтурного водогрейного котла и усовершенствованной русской с лежанкой. Не будучи опытным печником, видно, что материала на единицу выделяемой мощности (500 Вт*кв. м наружной поверхности) в печи Кузнецова идет в полтора-два раза меньше, чем в традиционных. Вообще, любая колпаковая печь «пустее» внутри равной по мощности канальной.

С одной стороны, это хорошо, кирпич-то с денег стоят. Но с другой – требует тщательнейшей разработки и соблюдения технологии постройки (см. ниже). Тепловая нагрузка, от которой не шелохнется груда булыжника, тонкую кирпичную стенку разрушит уже при разгонной топке.

Для печей Кузнецова важна и строительная механика. Прочность стенки на глиняном растворе при уменьшении ее толщины падает гораздо быстрее, чем на цементно-песчаном. Поэтому фундамент под эти печи нужно выполнять особенно тщательно в точном соответствии с рекомендациями автора. Им же необходимо неукоснительно следовать при постройке.

Примечание: И. В. Кузнецов позволяет свободно копировать свои материалы для себя, для постройки, но возражает против переизданий. Однако картинки на рис. маленькие. Дилетант по ним ничего не соорудит, а мастер знает, где можно взять полноценные чертежи. Поэтому надеемся, что Игорь Викторович простит нам это небольшое заимствование ради пользы дела.

Третье: шаг вправо, шаг влево…

Высокие нагрузки на материал в печах Кузнецова требуют не просто тщательной разработки конструкции, но и соблюдения при этом некоторых основополагающих уже конструкторских принципов. Главный из них – плавающая топка из шамотного марки ШБ-8 или Ш-5. Тело печи выкладывается из керамического кирпича марки не ниже М150.

Что значит плавающая топка? Во-первых, вокруг нее целиком, или в точно рассчитанных автором местах, должен быть сухой шов. Сделать его не так-то просто: по выкладке последнего ряда шамота (если иное не оговорено в спецификации на печь) глиняный раствор из швов между шамотным и обычным кирпичом выковыривается, а вместо него вставляются прокладки из минерального картона – базальтового, каолинового и т.п.

Во-вторых, нужно неукоснительно соблюдать принцип несвязности модулей. Что это такое, показывает рис. Никакие выступы шамота не должны входить в пазы обычного кирпича, и наоборот, даже с демпфирующими швами. ТКР и теплоемкость шамота существенно отличаются от «кирпичных», и топка, связанная с телом печи, порвет кладку при растопке. Топка «кузнецовки» должна представлять собой компактный модуль, установленный в гнездо из обычного кирпича. Как при этом устроить ее выход в дымоход, автор подробно объясняет на сайте.

Также неукоснительно нужно следовать его рекомендациям касательно выбора и подготовки материалов. «Кузнецовки» хоть и кирпичные, но высокотехнологичные, и терпят замену на эрзацы и небрежность не более, чем ракета или подлодка – замену титана и композитов жестянкой. Последствия, правда, не будут столь катастрофическими, но и видеть их придется дома, а не вычитывать в новостях. И платить из своего кармана.

В целом по технологии: печь Кузнецова может соорудить старательный, внимательный и аккуратный новичок. Но действительно опытный печник, с полупьяна, но бездумно выкладывающий действительно очень хорошую плиту или голландку, на печи Кузнецова обязательно осечется.

О последователях

Тем не менее, «кузнецовки» не есть некое чудо несказанное. Уже нашлось немало любителей и мастеров-профи, не только повторяющих оригинальные конструкции Игоря Викторовича, но и создающие свои самостоятельно. На рис. справа – чертеж, а на рис. в разделе – порядовка одной из них.

У нее две особенности. Первая – растопочные ходы на 21-м ряду. Они вполне аналогичны холостым воздушным ходам Кузнецова, но включаются в работу при растопке, ускоряя и облегчая ее. На пламени или тлении их пропускная способность не позволяет обеспечить выход газов, и канальчики эти заглушаются газовыми пробками.

Вторая – пиленые вдоль, да еще и на угол, кирпичи в 17-м, 28-м и некоторых других рядах. Вообще-то и печники, и просто строители знают, что кирпичи вдоль не пилят. Но это убеждение сложилось во времена, когда и понятия «угловая дрель», она же болгарка, не было. Об алмазном инструменте тогда только слыхали, что, мол, применяется такой где-то в секретных цехах военных заводов.

Но пилить кирпич вдоль болгаркой на весу все равно нельзя, его прочность упадет ниже предельно малой из-за биений инструмента в руках. Тут два варианта, первый: установить инструмент в станину с ходящим в вертикальной плоскости рычагом, чтобы получится отрезной станок. Такую можно сделать самому, есть и готовые в продаже.

Другой способ годится, если на хозяйстве имеется циркулярка хотя бы на 1500 обмин, а лучше – на 2500-3000. Тогда алмазный круг по камню заправляют в нее вместо штатного пильного зубчатого. Этот вариант предпочтительнее: опорная доска с уголковым упором обеспечивают рез гораздо более чистый и точный. И при необходимости можно допилить с другой стороны, не рискуя получить на спиле высокую ступеньку.

Видео: процесс кладки печи 3 х 3,5 кирпича

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 . 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.