Колпаковая печь для отопления дома

Виды печей Кузнецова

Как говорилось выше, колпаки можно располагать по-разному, потому и вариантов очень много. Возможность установки во втором куполе любого устройства теплообмена без ущерба процессу горения также способствует наличию множества разных тепловых агрегатов. При этом проектироваться по такому принципу могут устройства с любым типом горения: верхним, нижним, пиролизным, послойным и т.д. Все они имеют некоторую специфику, но могут быть реализованы. На сайте Кузнецова выложены проекты разного назначения с порядовкой. Их можно скачивать для личного пользования свободно, а вот републикация их не приветствуется.

Камины, построенные по принципу колпаковых печей

Есть печи Кузнецова для двухэтажных домов, и обогревают они оба уровня. Причем есть такие агрегаты и с лежанками. Обогрев может быть конвекционного типа (только от стенок печки) или внутрь может быть вставлен водогрейный теплообменник. Тогда такой агрегат называют котлом и обозначают КИК. В свободном доступе на официальном сайте Кузнецова выложены четыре готовых водогрейных кирпичных котла мощностью 16 кВТ, 17 кВт, 34 кВт, 64 кВт. В них может быть встроен бак для нагрева воды для бытовых нужд. Котел нужно обвязать металлическими уголками, при необходимости можно утеплить, сверху уложить армирующую сетку и оштукатурить.

Отопительная печь. Красиво

Вариантов конвекционных печей гораздо больше. В разделе отопительно-варочных печей без использования шамотного кирпича ОВИК насчитывается 25 разных проектов. Есть три варианта отопительно-варочной печи с камином. Располагаться камин может сбоку (справа или слева). Такие варианты маркируются ОВИК БК (боковой камин), есть вариант с лежанкой и камином ОВИК БК 13л. При камине расположенном сзади маркировка ОВИК ЗК (задний камин).

Отопительно-варочная печь Кузнецова выглядит очень достойно

Чисто отопительные тепловые агрегаты маркируются ИОК. Порядовки, в которых есть лежанка, в названии имеют буквы «леж» или «Л», при наличии духовки добавляется буква «Д». В отопительных печах также есть варианты с каминами. Маркируются они ОИК К. Есть печи калориферные ПКИК1Х. Отдельно категорией выделены печи для теплиц и хлебные.

Отопительная печь Кузнецова ОИК. Впечатляет

Русские печи Кузнецова маркируются РТИК, всего выложены порядовки 10 моделей, две из которых с лежанками. Они имеют привычную конфигурацию варочной камеры, устье которой должно иметь герметичную заслонку. При не герметичности камеры нормально печь работать не будет.

Русская колпаковая печь с лежанкой

В разделе печей для бани Кузнецов предлагает сразу вариант планировки помещений с указанием габаритов и показано как можно «вписать» туда подходящие модели. Ведь помещения бань, как правило, небольшие и если металлическую печь разместить в ней можно легко, то габаритную кирпичную уже проблематично. И учитывать при этом нужно многие факторы: откуда топиться будет, где выход пара и самая горячая часть печи. А тут предложены готовые варианты. Очень удобно и стоит сказать автору большое спасибо! Сами печи вынесены в отдельную категорию и маркируются БИК.

Банные печи Кузнецова маркируются БИК. Презентабельно выглядят и по отзывам имеют отличные характеристики

В этом видео предлагается проект печи, сконструированной по предложенному Кузнецовым принципу построения печей. В первой половине рассказывается о движении газов и о том, как это работает, о принципах управления работой конкретной модели. Во втором комментируется процесс кладки. Очень полезное и познавательное видео.

Достоинства колпаковых печей

Печки Кузнецова лишены большинства недостатков, омрачающих эксплуатацию канальных печек, и, кроме высокого КПД, обладают целым рядом достоинств:колпаковые печи могут работать на любом твердом топливе — угле, дровах, пеллетах и брикетах;</li>температура в топке высока, от 600 до 800 градусов, поэтому топливо прогорает полностью, оставляя минимум золы, а отсутствие узких мест и протяженных каналов позволяет избежать осаждения сажи. В результате печь нуждается в чистке очень редко;</li>на выходе из каждого колпака образуется «газовая вьюшка» — потоки теплого дыма не позволяют возникнуть противотоку холодного воздуха, поэтому печь не выпускает тепло после топки даже при открытой заслонке;</li>для кладки колпаковых печей требуется меньшее количество кирпича из-за свободного внутреннего пространства;</li>отопительные модификации печек при компактных размерах могут отапливать значительную площадь;</li>по этой технологии можно класть печи разного назначения, с оригинальной формой и дизайном, при этом незначительные изменения конструкции не влияют на работоспособность и эффективность печи.

На первый взгляд кажется, что эти печки полностью лишены недостатков, тем не менее, при их кладке необходимо соблюдать следующие требования:

Кладку ведут строго по схеме, иначе печка при топке может разрушиться.
Топливник и часть нижнего колпака, совмещенную с ним, выполняют из шамотного кирпича, выдерживающего высокие температуры. Кладку топки ведут с использованием специального раствора на основе шамотной глины.
Топку выполняют плавающей, без жесткой связи с остальными элементами конструкции. Это требование обусловлено разным коэффициентом линейного расширения у шамотного и керамического кирпича.
Пространство в 5 мм между топкой и стенками печки называется сухой шов, из него полностью удаляют остатки раствора и заполняют прокладками из минерального картона. Некоторые виды печей требуют оставления сухого шва не заполненным для беспрепятственного движения потоков холодного воздуха.
При кладке стенок печи для увеличения прочности каждый третий ряд армируют кладочной сеткой.
Дверцы топки и зольника, а также другие чугунные элементы устанавливают с зазором в 5 см с асбестовыми компенсационными прокладками.
Топку печи начинают после полного высыхания кладочного раствора, постепенно наращивая температурный режим.

Видео руководство

Суть работы таких систем достаточно проста: горячий газ циркулирует не при воздействии вытяжной трубы, а из-за тяжести газов. Иными словами, если соответствовать простейшим физическим законам, горячие газы, имеющие меньший вес, собираются под сводом колпака, в то время как холодные (а, следовательно, и тяжелые) остаются снизу. В связи с взаимодействием этих газов внутри колпака образуется «зона» турбулентности, благодаря чему стенки конструкции эффективнее впитывают тепловую энергию. Собственно, газ здесь и является основным переносчиком тепла.

Дабы закрепить знания об этой печи, а также подчеркнуть ее особенность, ниже мы привели ее отличительные черты.

Полифункциональность, внушительный показатель эффективности.
Довольно высокий КПД.
Приятная «внешность», эстетичность.
Простота в эксплуатации, отсутствие необходимости в регулярной чистке каналов.
Долговечность.

Большинство владельцев печей, равно как и опытных профессионалов, убеждено: печь колпакового типа по праву считается одним из качественнейших и эффективнейших отопительных приборов, которые когда-либо создавались.

Ну что ж, с конструктивными особенностями мы разобрались, теперь – непосредственно к строительному процессу!

Расчёт колпаковой печи

Расчёт размера будущей печи, основывается на теплопотери обогреваемого помещения. Это не простой процесс, которые требует помощи разбирающегося человека.

Для начала необходимо высчитать кубатуру помещения. Размеры берутся по наружному периметру здания. Связанно это с тем, что помещение отдаёт тепло наружной стороной стен. Далее общую кубатуру необходимо умножить на 21.

Почему именно на 21? Это число килокалорий необходимых для прогрева 1метра кубического до 18 градусов при уличной температуре в -30. Однако это не точное число. Оно может варьироваться от 21 до 50.

Полученное число и есть теплопотеря рассчитываемого помещения. Дальнейшим действием будет деление теплопотери на 300. Это число обозначает теплоотдачу квадратного метра печи, именно прогреваемой поверхности. Получившееся число, это внешние габариты будущей печи.

Если приступать к строительству без опыта, то конструкцию внутреннего устройства печи лучше взять из готовых схем, а не придумывать самостоятельно.

Перегородки

Интерьер кухни и гостиной начинают продумывать со стыковки двух зон.

Вот некоторые из способов и предметов, которые разграничивают пространство:
установка барной стойки;
кухонный остров;
большой стол;
монтаж невысокой перегородки.

Дизайнеры советуют устанавливать широкую стойку, поскольку за ней можно будет сидеть, как за обычным столом, а высокие стулья вполне подойдут для всей семьи.
Однако в комнатах небольшого размера (16 кв м) устанавливают узкие стойки.Кухонные острова удобны в использовании, однако подходят только для больших кухонь-столовых (25 кв м или 30 кв м). Капитальные невысокие перегородки ставят только если заранее решено, для чего их будут использовать (к примеру, как подставку под телевизор).

Колпаковая печь Кузнецова своими руками

Чтобы создать такую конструкцию своими руками, следует знать о свойствах системы свободного движения газов:

Газ полностью заполняет помещение любого объема. Таким образом, колпак можно изготавливать любой формы и размера.
Каждое горизонтальное сечение стен колпака нагревается до одинаковой температуры.
Источник, дающий тепловую энергию, можно произвольно располагать в нижней части колпака.
Возможность одновременно применять несколько источников, обеспечивающих теплом.

Если печь своими руками возводят впервые, не рекомендуется использовать для этого свой проект. Это довольно сложно и при этом часто возникают ошибки. Лучше воспользоваться готовыми чертежами, которых в интернете очень много. Сразу сложные проекты выбирать не следует, лучше начать с простых конструкций.

Начинать складывать сооружение нужно со строительства фундамента и подойти к этому процессу необходимо со всей ответственностью, иначе конструкция может покоситься или треснуть. Поэтому основа для нее должна быть твердой, чтобы выдержать большой вес сооружения.

Печной фундамент из бетона лучше всего закладывать при строительстве дома. Шириной он должен быть на 10 см больше самой печи. Довольно сложно самостоятельно встраивать печь в готовый дом. Лучше всего, если это будут делать профессионалы.

Следует обратить внимание на то, печной фундамент не следует связывать с основным, чтобы впоследствии печь не повело в сторону или не разорвало

Что необходимо для возведения печи Кузнецова своими руками

Чтобы сложить колпаковую печь Кузнецова своими руками, следует запастись подробными схемами и чертежами. Существует более 150 вариантов такого сооружения с подробными инструкциями и чертежами по их возведению.

Для строительства будет нужна порядовка – это пошаговая инструкция, на которой показана поэтапная выкладка каждого кирпичного ряда в отдельности

Новичкам крайне важно придерживаться порядовки и ничего не менять при сооружении конструкции

Для строительства потребуются следующие материалы:

Кирпич огнеупорный для топливника.
Огнеупорная глина.
Металлическая проволока.
Печное литье: задвижка, топочная и поддувальная дверка, колосниковая решетка, очажная плита.
Кирпич для наружной кладки.
Очищенный песок. Перед тем как замесить раствор, его необходимо просеять через сито. Лучше всего использовать горный песок, в котором очень мало примесей.
Стальной уголок.

Вместо глины и песка можно использовать готовый печной раствор, продаваемого в специализированных магазинах. Такая покупная смесь состоит из правильных пропорций. Чтобы печь прослужила довольно долго, все материалы должны быть высокого качества.

Тонкости кладки колпаковой печи Кузнецова

Профессионалам довольно просто выложить печь своими руками, а вот новичкам это покажется достаточно сложным процессом. Главное, чтобы при кладке колпаковой печи Кузнецова порядовка играла первостепенную роль.

Существует несколько нюансов, которых нужно придерживаться при строительстве сооружения:

В процессе нагревания кирпич начинает расширяться. Именно поэтому огнеупорная оболочка должна со всех сторон иметь пустое пространство.
Каждый третий ряд кладки из кирпича следует прокладывать металлической проволокой для усиления связки.
Печные металлические элементы устанавливают с учетом их расширения, возникающего при высоких температурах. Кирпич и металл необходимо разделять специальной прокладкой.
После того как сооружение будет готово, кирпич необходимо обработать огнеупорным составом.
Обжиг печи рекомендуется начинать с небольшого нагрева и постепенно увеличивая его интенсивность.

Технология кладки

Прежде чем приступать к кладке печи своими руками, необходимо выбрать схему и нарисовать своими руками план-порядовку, лучше при этом воспользоваться готовыми проверенными схемами. Примером такой печи можно назвать печь Кузнецова с отопительным регистром, вмонтированным в дымовой канал с одной из сторон печи.

Печь Кузнецов, видео

Для кладки своими руками подобной печи в частном доме понадобятся материалы:

бетон для фундамента;
кирпич красный полнотелый;
кирпич шамотный огнеупорный;
кладочный раствор или его компоненты: глина, чистый сухой песок, чистая вода;
металлические трубы для выполнения теплообменника.

Также нужно купить готовые элементы: колосниковые решетка, дверцы, заслонки, шиберы, кровельные проходки. Цена на эти элементы обычно довольно высокая, поэтому нужно заранее просчитать, что именно необходимо.

Необходимый инструмент:

мастерки и кельма;
резиновый молоток;
болгарка с кругом для кирпича;
уровни, отвесы, бечевка;
рулетка.

Последовательность выполнения операций своими руками

Размечают положение будущей печи и заливают армированный прутком фундамент на 5 см ниже уровня чистового пола. Он не должен соприкасаться с фундаментом частного дома.
После полного высыхания фундамента выкладывают по схеме-порядовке и чертежу два ряда кладки из красного полнотелого кирпича на обычный цементный кладочный раствор, их назначение — выровнять возможные неровности фундамента и заложить основание печи.
Следующие ряды кладут на глиняный кладочный раствор по выбранной схеме, соблюдая перевязку, указанную на ней. Раствор делают из заранее вымоченной красной глины, карьерного песка и чистой холодной воды. Оптимальное соотношение глины и песка определяется опытным путем.

Правильно приготовленный кладочный раствор не должен быть слишком пластичным или рассыпчатым. Проверитьего можно так: скатать из раствора шар размером с теннисный мяч и уронить его с высоты 1 м на ровную поверхность. Он должен слегка деформироваться, покрыться мелкими трещинами, но не рассыпаться.

Толщина швов между рядами кирпича — не более 5 мм. Чем меньше швы, тем однороднее структура печи и лучше теплоотдача. Расшивку проводят сразу по мере кладки.
Дверцы устанавливают так: на предыдущий ряд кирпича кладут в месте установки дверки асбестовое полотно в виде полоски, на него ставят дверку. В отверстия в углах рамы заранее вставляют отожженную проволоку длиной не менее 40 см каждая. Эту проволоку закрепляют между рядами кладки. Если этого не сделать, рано или поздно раствор выкрошится, и дверка выпадет. Кладут несколько рядов, все время проверяя положение дверки по уровню. Поверх дверки также укладывают асбестовую полосу и сверху выкладывают кирпич.
Топку футеруют шамотным кирпичом. Красный керамический для этих целей не годится — он со временем растрескается, и может произойти обрушение свода. На схемах шамотный кирпич обычно обозначен желтым цветом.
Под варочную панель в кирпиче делают пазы на толщину плиты. Это делается для уменьшения теплопотерь и предотвращения задымления. Плиту кладут на раствор.
Самодельный теплообменник в дымовой канал устанавливают в процессе кладки на этапе укладки ряда, через который выходит нижний штуцер. В топочную камеру его монтируют при укладке нижнего ряда топки. Между теплообменником и кирпичом должен быть зазор не менее 5-7 мм.
В дымовом канале с теплообменником обязательно нужно предусмотреть прочистные дверки, так как на регистре будет оседать сажа, что ухудшит его нагрев. Количество дверок должно обеспечивать доступ для чистки к любой части теплообменника.
Верхнюю часть дымового канала оснащают заслонкой или шибером. Сам дымоход может быть либо кирпичным, либо можно купить и поставить сендвич-дымоход. При этом нужно соблюдать правила прохода трубы через кровлю, а на кирпичных трубах делать распушку.

Расстояние от нагретых металлических элементов до сгораемых конструкций должно быть не менее 25 см! Проходы через перекрытия изолируют базальтовым волокном или другими негорючими материалами!

После высыхания печи ее аккуратно протапливают, не перегревая, несколько раз. Проверяют тягу, устойчивость горения дров, отсутствие утечек дыма. После этого можно монтировать внешний отопительный контур и заливать воду в систему. Печь готова к эксплуатации.

Конструкция и принцип работы

Конструкция колпаковой печи

Печка с колпаком была разработана инженером Игорем Кузнецовым в начале 60-х годов прошлого столетия. Впоследствии российский металлург Леонид Котляр усовершенствовал конструкцию так, чтобы она сохраняла тепло до 19 часов. Особенность «кузнецовки» в том, что нагретый воздух не уходит из трубы, а сбирается под колпаком. Потихоньку он остывает, и вытесняется поднимающимися горячими потоками. В экономии тепла и заключается выгодное отличие колпаковой печи используемой для отопления дома от канальной, где горячий воздух под воздействием тяги беспрепятственно уходит на улицу.

Конструкция двухметровой высоты с основанием 1м*1м может достигать тепловой мощности в 3,5–4,5 кВт. Достаточно такой колпаковой печи для отопления дома в 50 квадратных метров в умеренной климатической зоне, если топить ее дважды в сутки.

Изобретатель усовершенствовал конструкцию, добавив еще один колпак. В двухколпаковой отопительной печи Кузнецова первый накрывающий элемент связан с топочным отсеком и разделяет холодный и нагретый потоки. Второй колпак располагается в верхней печной части, задерживая горячий воздух, который до того как попасть в дымоход, долго отдает кирпичам тепло.

Двухколпаковая печь экономнее расходует топливо и обычно снабжена варочной поверхностью. Это позволяет готовить вкусные блюда без расхода электричества или газа. В конструкции печки уже предусмотрена вытяжка – нет необходимости монтировать дополнительную вентиляционную систему.

Основа основ

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

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

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

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

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

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

Видео руководство

Полифункциональность, внушительный показатель эффективности.
Довольно высокий КПД.
Приятная «внешность», эстетичность.
Простота в эксплуатации, отсутствие необходимости в регулярной чистке каналов.
Долговечность.

Как выложить печь

Процесс выкладывания печей – это очень важный этап всего процесса установки, ведь именно от нее будет зависеть устойчивость и эффективность печи. Кладка проводится в два уровня. На первом вам понадобятся раствор, для которого вам понадобится глина и вода, пластина из стали, кирпичи из огнеупорных материалов.

Процесс кладки на первом уровне состоит из:

Укладывания слоя альфоли на фундамент.
Укладывание кирпичей на слой альфоли.
Укладывания кирпича второго ряда, размещение поддувал и окон очистки.
Изготовления перегородки для нижнего и верхнего отсека.
Укладывания кирпичей из огнеупорного материала и установка ряда брусьев.
Выкладывания каминной топки для шестого ряда.
Выкладывания дымового отвода в седьмой ряд.
Выкладывания специального отсека для топки из огнеупорных кирпичей в девятый ряд.
Выкладывания решеток в двенадцатый ряд.
Изготовления перекрытия из огнеупорного кирпича, чтобы перекрыть доступы в дымоотвод.
Закрытия всех трубных ходов с помощью стальных пластин.

После выполнения мероприятий первого уровня, нужно переходить ко второму, здесь вам нужно:

Выложить крышу печи.
Перекрыть выходы в дымоходы.
Установить паросборники.
Создать вытяжку.
Установить пластину, которая выполняет функцию заборника и перекрыть ее кирпичами.
Выложить дымоходы с диаметром одного кирпича.