Колпаковая печь кузнецова для отопления дома или бани

Основные правила по обустройству помпейской печи

Следуя пошаговой инструкции и схеме кладки помпейской печи, с работой сможет справиться даже новичок. Но чтобы не допустить ошибок, необходимо при выполнении работ придерживаться следующих основных правил:

• Вход печи обязательно должен иметь сферическую форму. При этом ширина этого входа должна быть равна высоте купола. Какой бы формы и размера вы ни задумали выполнить печь, в обязательном порядке придерживайтесь этих пропорций.

• Благодаря сферическому выполнению входа, в печи поддерживается максимальный жар и собирается дым.

• Для помпейской печи используйте только солому или дрова (пеллеты допускаются только при первой тестовой протопке). К дровам предъявляются достаточно высокие требования. Лучше не использовать дрова хвойных пород деревьев, так исходящие в процессе горения смолы могут негативно сказаться на дальнейшей эксплуатации печи, да и на вкусе еды.
• Из обычного кирпича можно только возводить основание и дымоход. А под и сам купол необходимо выполнять исключительно из шамотного (огнеупорного) кирпича. Если помпейская печь возводится на открытом воздухе, то не лишним будет строительство небольшого навеса. Хотя она и облицовывается гидрофобным материалом, постоянные осадки могут негативно сказаться на ее технических характеристиках и прочности.
• Дымоход располагается на фронтальной части печи, особенно это касается холодного климатического пояса.

Выбор оптимального места для размещения печи

В этом поможет принцип работы отопительного прибора. Расположение зависит от того, где можно возвести и вывести дымоход, обустроить безопасную зону для эксплуатации. Если человек желает построить конструкцию в конкретном месте, то до момента работы необходимо учитывать пожарные разрывы.

Только после этого можно делать печи для дома из кирпича.

Точно определить место, помогут такие рекомендации:

• потоки воздуха должны проникать беспрепятственно, чтобы создавалась правильная система конвекции (например, для прогревания нескольких комнат);
• при выборе места для установки следует учитывать соединение печи с системой для выведения дыма;
• наличие свободного пространства при открытии дверей топочной камеры, если его недостаточно возникнут трудности в очищении и растопке;
• любая конструкция должна строиться с учетом пожарных разрывов, от нагревания легковоспламеняющихся частей (в стандартах указано безопасное расстояние).

Простые рекомендации помогут в выполнении роботы и создании правильного прибора.

Преимущества колпаковой печи

Если сравнивать кузнецовую печь с другими кирпичными аналогами, то она имеет огромную устойчивость к деформации. Она быстро нагревается и при этом долго сохраняет тепло. Даже при неплотно закрытой заслонке, образовавшееся тепло может долго сохраняться в такой печи.

• длительная эксплуатация;
• малое образование копоти и сажи (она практически полностью сгорает, превращаясь в золу);
• КПД – до 80%;
• легкая конструкция, которую можно осилить даже новичку;
• усовершенствованная система нагрева по сравнению с канальным аналогом;
• простая и практичная в уходе – нет необходимости часто ее чистить;
• не трескается;
• универсальность возведения (в доме, квартире, бане и т.д.)
• большой выбор формы и дизайна;
• не нужно брать в расчет высоту дымохода для обеспечения хорошей тяги;
• высокая скорость растопки;
• конструкция позволяет установить большой нагревательный элемент;
• происходит равномерный прогрев печи;
• печь дольше остывает по сравнению со своими кирпичными прототипами.

Розжиг «Кузнецовки»

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.

Что понадобится для строительства

Сразу отметим, что для строительства печи лучше не брать кирпич, бывший в употреблении. Постоянные температурные перепады и так являются не самыми подходящими условиями для его эксплуатации, а если взять материал с усталостными напряжениями, то не исключено, что через пару-тройку лет стенки печи начнут попросту рассыпаться в труху. Итак, что понадобится подготовить для реализации нашего проекта:

• полнотелый кирпич из красной глины M 150 в количестве 754 шт. – для кладки корпуса отопительного прибора и дымохода;
• песок, 150 кг;
• глина мелкой фракции, 130 кг;
• кирпич огнеупорный — 63 шт., который понадобится для обустройства ядра печи; В продаже чаще всего встречается шамотный кирпич марок Ш-5 и ШБ-8. В нашем случае лучше взять последний, поскольку его габариты полностью соответствуют размерам красного кирпича.
• поддувальная дверца, 1 шт.;
• топочная дверца, 1 шт;
• дверцы для прочистки каналов, 6 шт;
• колосниковая решётка, 1 шт (минимальный размер 250х375 мм, который можно набрать из отдельных колосников);
• стальная проволока для перевязки рядов;
• металлический уголок;
• задвижка дымохода, 1 шт;
• асбестовый шнур или базальтовый уплотнитель — для герметизации мест установки чугунного литья.

Если вы когда-либо выполняли кирпичную кладку, то должны знать, что для этого понадобится:

• кельма (мастерок);
• ёмкость для приготовления раствора;
• строительный уровень;
• отвес и шнур;
• молоток каменщика;
• миксер для перемешивания смеси (можно воспользоваться насадкой для электродрели или готовить раствор вручную);
• рулетка;
• карандаш.

Если в процессе строительства потребуется подрезка кирпича для лицевой стороны печи, то эту работу лучше выполнять при помощи болгарки с установленным отрезным диском для камня и бетона.

Принцип работы

Сегодня колпаковая печь для отопления дома считается идеальным вариантом. Можно отметить несколько преимуществ таких кирпичных конструкций:

• очень простая система нагрева;
• при строительных работах не нужно производить вычисления высоты дымохода;
• моментальная скорость растопки.

Всем известно, что теплый воздух поднимается наверх. Но эти устройства имеют свойство заменять холодный воздух, после чего опускать его и снова разогревать. Все эти действия происходят в специальном колпаке, который может иметь любую форму, но на нем обязательно должна быть установлена труба, чтобы выходил холодный поток.

В этом видео в узнаете плюсы и минусы колпаковой печи:

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

Схема двухколпаковой печи Кузнецова

Принцип работы данного отопительного элемента состоит в том, что через поддувало в топку поступает воздух. Благодаря этому сначала прогорает самое легкое топливо, а после этого уже более существенные материалы. Как итог этого – пиролизные газы горят под третьим колпачным куполом. Если пламя начинает полыхать слишком сильно, автоматически тяга ослабевает и пламя начинает гореть медленнее и наоборот – если огонь плохо горит, тяга увеличивается и за счет этого сполохи усиливаются. В двухколпаковой устройстве выполнен второй купол, чтобы процесс горения не ухудшался.

Алгоритм возведения двухколпаковой печи не отличается от схемы колпаковой печи, но имеет двухколпаковую конструкцию.

Проекты печей для частного малоэтажного строительства

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

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

Комбинированная модель печи с камином: расположение камина на печи выбирается, исходя из планировки комнаты — боковой камин, задний камин и боковой с лежанкой

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

Вертикально расположенные колпаки позволяют выстроить узкую печь, если помещение совсем маленького размера

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

Видео: постройка печи Кузнецова с водяным котлом

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

Схематичное изображение функционирования печи с горизонтальными разрезами-порядовками помогает лучше понять специфику выкладывания кирпичей

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

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

Подробнее о преимуществах

Металл намного мягче керамики, однако по прочности он сопоставим с ней. Его можно плавить, резать и гнуть, ковать и сверлить, после чего он не требует дополнительных трат энергии на обжиг. Есть много способов обработки металла с широкой научной базой, и это является еще одним плюсом в пользу материала.

При создании металлической печи можно применять различные конструкционные новшества, которые улучшают технические характеристики. В результате КПД кирпичной печи в среднем составляет 70%, а металлические печи имеют показатель равный 85-90%.

Сравнение

Опять же, если сравнивать металл и керамику, то прочность кирпича при уменьшении толщины падает, а у металла, наоборот, растет. В результате вес и себестоимость тепла печей из металла меньше в 10-20 раз, чем у оборудования из кирпичей. На современном рынке хорошее отопительное оборудование из металла для дома в 100 м2 можно приобрести за 300 долл., а оборудование «с рук» — и вовсе за 50-100 долл.

Помимо этого, это цельная конструкция – она легко транспортируется, устойчива к толчкам, ударам, падениям. Ее мобильность сочетается с отсутствием необходимости устраивать фундамент. Весь монтаж сводится к установке дымохода в дымовой канал. Если надобность в печке отпала, то ее легко демонтировать и хранить.

Другой плюс – высокая теплопроводность металла. Из-за этого теплоемкость печи невелика, и дом быстро нагревается. Этот фактор дает высокий КПД.

Бытовая эксплуатация и сертификация

Также металлическое изделие однороднее кирпичной кладки и не обладает пористой структурой. Оно не боится сырости и отопительных перерывов, ему не нужны разгонные протопки. В такую конструкцию легче встроить варочную плиту и водогрейное оборудование из-за высокой теплопроводности металла и быстрого догорания дымовых газов.

Если металлическая печь выпущена на заводе, то ее можно сертифицировать в части пожаробезопасности как полностью готовое к работе изделие. Разрешение пожарной инспекции получить намного проще, чем на другое печное строение. Некоторые модели печек из металла заводского производства вообще не требуют оформления документов – нужен только отдельный от вентиляции дымоход.

Преимущества колпаковой печи

Если сравнивать кузнецовую печь с другими кирпичными аналогами, то она имеет огромную устойчивость к деформации. Она быстро нагревается и при этом долго сохраняет тепло. Даже при неплотно закрытой заслонке, образовавшееся тепло может долго сохраняться в такой печи.

• длительная эксплуатация;
• малое образование копоти и сажи (она практически полностью сгорает, превращаясь в золу);
• КПД – до 80%;
• легкая конструкция, которую можно осилить даже новичку;
• усовершенствованная система нагрева по сравнению с канальным аналогом;
• простая и практичная в уходе – нет необходимости часто ее чистить;
• не трескается;
• универсальность возведения (в доме, квартире, бане и т.д.)
• большой выбор формы и дизайна;
• не нужно брать в расчет высоту дымохода для обеспечения хорошей тяги;
• высокая скорость растопки;
• конструкция позволяет установить большой нагревательный элемент;
• происходит равномерный прогрев печи;
• печь дольше остывает по сравнению со своими кирпичными прототипами.

Розжиг «Кузнецовки»

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.