Отопительные печи Кузнецова: чертежи и порядовка своими руками

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.

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.

Что следует учитывать во время строительства

Сухой шов, которым топка соединяется с колпаком, нужен для координации конвекционных потоков, присутствующих в обеих камерах. Горючий газ с высоким содержанием водяного пара засасывается в топливник для повторного сжигания, что улучшает тепловые показатели работы печи и способствует появлению турбулентности в её атмосфере.

Топливная камера заполняется воздухом не только из поддувала, но и по каналам, расположенным в стенках печи. Благодаря этому под сводом колпака присутствует дополнительное количество кислорода (вторичного воздуха), необходимое для дожигания пиролизных газов. В случае использования одной только колосниковой решётки полного сжигания достичь не удастся, поскольку весь кислород будет выгорать в верхней части пламени.

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

Столбики катализатора устанавливаются только из шамотного кирпича, поскольку размещаются выше топки — в зоне высокой температуры. Разогреваясь докрасна, они дожигают всё, что поднимается под купол.

Учитывая некоторые особенности строительства колпаковой печи, хочется дать несколько простых советов.

  1. Топочная камера не должна быть частью купола. Вся соль конструкции Кузнецова в том, что дрова должны гореть в небольшой камере — так будет намного проще создать высокую температуру, необходимую для завершения процессов пиролиза. Если же объединить топку и колпак в одном пространстве, то получится самая обычная русская печь, которая к тому же ещё и будет дымить из-за плохой тяги.
  2. Обжиг печи начинают с щепок, добавляя топливо небольшими порциями в течение нескольких часов.
  3. Из-за различных коэффициентов температурной деформации шамотная топка может разорвать внешний короб из красного кирпича, поэтому в местах взаимного примыкания обязательно нужны деформационные зазоры.
  4. Для усиления кладки в продольные швы укладывают отрезки стальной проволоки. Необязательно выполнять перевязку постоянно — достаточно усилить каждый второй или третий шов.
  5. Опытные печники не рекомендуют замачивать кирпич перед укладкой.

Напоследок заметим, что вносить какие-либо изменения в описанную конструкцию можно только в том случае, если вы хорошо разбираетесь в процессах, протекающих в колпаковых печах и уверены в правильности переделок. В противном случае эксплуатация «усовершенствованного» отопительного прибора может быть не только малоэффективной, но и небезопасной.

Как построить печь Кузнецова самостоятельно

Перед реализацией идеи сделать печь Кузнецова своими руками, вам нужно определиться с тем, какую функцию она должна выполнять. Кузнецовым разработано более 150 чертежей отопительных приборов, поэтому определиться и выбрать вариант, подходящий именно вам, не составит труда. Мы будем рассматривать вариант простой отопительной печи.

Изучите план помещения, в котором собираетесь ее устанавливать. Если дом еще не построен, планируйте размещение так, чтобы каждая комната была в равной степени обогрета. Встраивать отопление в готовый дом не желательно, но при необходимости возможно. В таком случае нужно учесть расположение балок и несущих конструкций во время организации места для дымохода.

Основные правила, которые надо знать

  • Огнеупорная оболочка внутри печи должна как бы висеть в воздухе, быть свободной со всех сторон. Это необходимо потому, что кирпич расширяется во время нагрева.
  • На чертежах не всегда видно, но внутренняя огнеупорная кладка делается обязательно на ребро. Это касается шамотного кирпича. Глиняный кирпич на столбиках и внутренних стенках кладется на усмотрение мастера.
  • Через каждые два ряда кирпича нужно усилить связку проложив проволоку.
  • Металлические элементы, дверцы и другие приборы нужно устанавливать, оставляя место на возможное расширение. Между кирпичом и металлическим элементом кладут специальную прокладку.
  • Желательно обработать кирпич по окончании постройки огнеупорным составом.
  • Первая растопка начинается с минимальной температуры и с дальнейшим постепенным подогревом.

Порядовка

Выкладка печи самостоятельно для человека с руками посильная задача. Принцип работы печи может понять любой человек, это нетрудно. Но для создания качественной печи следует все-таки беспрекословно пользоваться чертежами и порядовками. Порядовка — это комплекс чертежей, изображающих пошаговую выкладку печи, по каждому ряду кирпича в отдельности. Что-то изменять в чертежах произвольно не рекомендуется. И тем более не стоит этого делать, если вы беретесь за такую работу впервые. Кузнецов потратил многие годы усердной работы и кропотливого труда для создания сотен идеальных и проверенных чертежей. Вам остается только выбрать и приступать к делу.

Какие материалы вам понадобятся

  1. Кирпич для внутренней кладки. Используется огнеупорный шамотный кирпич. Нужное количество его лучше всего посчитать самостоятельно по чертежу. Его надо для простой конструкции не так уж и много. Некоторые, по причине ограниченных финансовых возможностей, не используют шамотный кирпич. Это допустимо.
  2. Кирпич для наружной кладки. То есть обычный глиняный кирпич, допустимая марка — М150. Кирпич более низкого качества для постройки тепловых приборов лучше не использовать.
  3. Глина (100−130 кг). Ее желательно приобрести хорошего качества, тем более в магазинах сейчас широкий ассортимент достойного материала. Выбор некачественных материалов может негативно отразиться при первом же обжиге готовой печи. Такой раствор запросто растрескается.
  4. Очищенный песок. Обычно песка берут вдвое больше чем глины. Можно купить готовый глинопесчаный раствор в магазине. Так вы не прогадаете с пропорцией. Смеси глины и песка на 500 кирпичей нужно около 0,2 куб. м.
  5. Металлическая фурнитура. Это задвижка, дверки топочная и поддувальная, колосник, 5 метров проволоки и два стальных уголка.

Образец порядовки

Здесь представлен вариант порядовки «колпаковой» печи Кузнецова. Его можно использовать для самостоятельной выкладки бытовой отопительной печи в домашних условиях без специальной подготовки. Каждый ряд кирпичей нужно выкладывать в соответствии с изображениями в пронумерованном порядке. При этом не стоит забывать о ранее описанных правилах. Эта печь одна из самых несложных в исполнении и универсальна в ежедневном домашнем использовании.

Особенностей для построения именно этого проекта немного. Здесь канал между первым и вторым ярусом делается в четверть кирпича, для удлинения топки. А на 21 ряду нужно оставить два нешироких прохода по бокам внутренних стенок. Они нужны для розжига печи. Вот и все, что нужно знать начинающему мастеру. А сделав свою первую работу, вы поймете, что это просто и понятно. Главное — не бояться приступить, и дело пойдет само собой.

Потом вы сможете сделать более усложненную конструкцию самостоятельно. Кузнецов разработал такое количество разнообразных интересных вариантов, что вы непременно захотите воплотить в жизнь не один из них.

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: банной, отопительно-варочной, 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.

Порядовки некоторых печей Кузнецова

С одной стороны, это хорошо, кирпич-то с кладочным раствором 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.

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:

  1. Кладку ведут строго по схеме, иначе печка при топке может разрушиться.
  2. 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.
  3. Топку выполняют плавающей, без жесткой связи с остальными элементами конструкции. Это требование обусловлено разным коэффициентом линейного расширения у шамотного и керамического кирпича.
  4. 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.
  5. При кладке стенок печи для увеличения прочности каждый третий ряд армируют кладочной сеткой.
  6. Дверцы топки и зольника, а также другие чугунные элементы устанавливают с зазором в 5 см с асбестовыми компенсационными прокладками.
  7. Топку печи начинают после полного высыхания кладочного раствора, постепенно наращивая температурный режим.

Подготовительные работы перед сборкой печи

Перед тем как начать возводить печь необходимо подробно изучить план помещения, где будет стоять печь. Так как она весит достаточно много, фундамент должен быть хорошо укреплён.

Следующая информация поможет правильно и качественно построить печь, чтобы избежать проблем при её дальнейшей эксплуатации.

  • Колпак и очаг должны совмещаться сухим швом — размер 2–3 сантиметра. Он необходим для правильного перемещения потоков воздуха. Насыщенные парами воды тяжёлые газы будут перемещаться в очаге, и создавать определённую вибрацию, повышая качество сгорания дров.
  • Нельзя объединять топочную с колпаком, так как дрова должны сгорать в определённом объёме. Только так сможет создаваться максимально высокая температура.
  • Над топочной камерой должен быть устроен катализатор из огнеупорных кирпичей в виде решётки. Здесь они раскаляются до максимума и дожигают то, что сгорело в очаге.

Если печь будет строиться в деревянном доме, то очень важно оградить стены от сильного перегревания. Для этого на стыках стен и самой печи рекомендуют установить прокладки из огнеупорного материала

Также на стыках печи зазоры, которые будут заполнены огнеупорным материалом, нужны для свободного хода расширения кладки во время её нагревания. Иначе раствор на швах будет давать трещины, и печь будет деформироваться.

Полезные советы мастерам перед началом работы

  • Огнеупорная защита внутри печи должна располагаться таким образом, как — будто она зависла в воздухе. То есть она не должна соприкасаться со стенками печи.
  • Внутреннюю кладку необходимо устанавливать на ребро. Внешняя кладка делается на усмотрение мастера.
  • Проволока нужна для усиления кирпичной связки. Поэтому через каждые 2–3 ряда необходимо её прокладывать, чтобы печь была более прочной и устойчивой.
  • После полного высыхания раствора стенки печи надо обработать специальным огнеупорным веществом.
  • Пробная растопка должна осуществляться с минимальной возможной температуры, с поэтапным прибавлением жара.

Разновидности двухколпаковых печей

Чтобы сделать варочные печи из кирпича своими руками, для начала нужно понять, какая площадь помещений будет отапливаться и подобрать оптимальную схему. На данный момент существуют проекты печей с двумя колпаками нескольких разновидностей:

  • классическая, с варочной плитой и нишей для сушки вещей;
  • двухколпаковая шведская печь с духовкой, плитой и нишей.

Прочие разновидности, изобретенные известными русскими мастерами, используют тот же принцип действия, но с некоторыми изменениями в конструкции, улучшающими рабочие показатели данных отопительно-варочных печей. Подробное описание работы классического варианта отопительно-варочного устройства можно изучить на видео, представленном ниже. Там же в доступной форме показана порядовка двухколпаковой печи в 3D режиме с комментариями.

Устройство двухколпаковых кирпичных печей не является каноническим и допускает внесение изменений в конструкцию, не нарушая принципа действия. Одно из таких изменений – добавление металлической духовки для приготовления выпечки или применения в качестве дополнительного источника нагрева воздуха в комнате. В классическом варианте она встраивается в пространство нижнего колпака, рядом с камерой сгорания. Ниже показана кирпичная печь с духовым шкафом в разрезе.

На рисунке видно, что дымовые газы из топливника нагревают металлический корпус духовки сверху и по бокам, после чего остывают и уходят в вертикальный канал.

В схеме реализовано главное преимущество шведских печек – в самом начале растопки, когда печь еще совсем холодная, из открытого духового шкафа уже можно получить поток приятного тепла.Полное описание кладки и порядовку такой печки можно просмотреть на видео.

Другой вариант установки духового шкафа предлагает схема печи Александра Бацулина. В этом случае шкаф встраивается в пространство верхнего колпака, находясь на пути потока продуктов горения, поднимающихся снизу. Преимущество технического решения в том, что раскаленные газы обтекают духовку со всех сторон, равномерно нагревая ее. Однако, процесс нагрева будет проходить не столь быстро, как в предыдущем варианте.

Также вместо арочного свода над варочной плитой с отводящим каналом здесь применяется простое перекрытие из кирпича на стальных уголках. Ниже на видео представлена кладка отопительных печей Бацулина с подробным описанием.

Двуколпаковая печь Подгородникова  разработана в двух модификациях: простая отопительная (ИП-1) и с духовым шкафом (ИП-2), который установлен рядом с топливником, под варочной панелью.

Порядовка печи Подгородникова ИП-1

Особого внимания заслуживают двухколпаковые отопительно-варочные печи Кузнецова. В действительности под руководством И. В. Кузнецова было разработано и построено большое количество разнообразных печей. Все эти изделия созданы по принципу: процесс горения и передачи тепла должен проходить естественным образом, без воздействия тяги дымоходной трубы. Газы проходят по своим трактам за счет изменения их массы вследствие нагревания или охлаждения, а дымоход подхватывает их уже на выходе. За счет этого и прочих разработок «Кузнецовки» практически совершенны и обладают достоинствами:

  • высокая эффективность – до 80%;
  • сжигать можно любое твердое топливо;
  • чистка дымовых каналов нужна раз в несколько лет;
  • расход строительных материалов в «Кузнецовке» гораздо меньше, чем в классической конструкции такой же мощности;
  • работоспособность сохраняется при невысокой дымовой трубе.

Изобретения и разработки, внедренные В. И. Кузнецовым, являются авторскими, поэтому каждая порядовка печи Кузнецова защищена авторским правом и размещена на его ресурсе stove.ru. Помимо чертежей и схем печей там есть множество рекомендаций, полезных для новичков, желающих выложить кирпичную печку самостоятельно.

Виды колпаковых печей

Классический вариант

Как уже отмечалось, «кузнецовки» различаются по своему назначению. Принято выделять следующие их виды:

  • Варочные. Основная цель — приготовление пищи.
  • Отопительные. Эти печки, как видно из названия, предназначены для обеспечения дома теплом.
  • Отопительно-варочные. Это комбинированные конструкции, выполняющие две функции — отопительного прибора и варочной плиты.
  • Банные.
  • Хлебные. Еще одна комбинированная конструкция, которая чаще всего совмещается с варочной или отопительно-варочной.
  • Уличные. Это целые печные комплексы. Простейшие конструкции могут представлять собой обычное барбекю.
  • Многофункциональные конструкции. Разрабатываются индивидуально исходя из потребностей заказчика.

Принцип функционирования кузнецовской печи

Кузнецовым был предложен совершенно новый подход к построению печи из кирпича. Как известно, в печах традиционной конструкции имеются каналы, по которым происходит движение горячих газов, нагревающих кирпич. Главным фактором, поддерживающим данный процесс, является тяга. Такой принудительный метод прогревания корпуса печи характеризуется неравномерностью распределения тепла. Кроме того, он часто приводит к образованию трещин в стенках конструкции. При строительстве подобной печи, занимающей довольно много места в помещении, используется множество кирпичей.

Возникает вопрос и относительно наличия места для установки теплообменника. Это устройство теряет указанный производителем срок службы, если его разместить в самой топке. Постоянный контакт с огнем губительно сказывается на прочностных характеристиках теплообменника. Такое соседство приводит также к ухудшению условий горения топлива, снижению коэффициента полезного действия печи и образованию большого количества сажи.

В сооруженной по кузнецовскому методу печи газы движутся свободно.

Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Такая конструкция основывается на установке внутри нее колпаков, представляющих собой сосуды, перевернутые днищем вверх. В некоторых моделях печей колпаки могут иметь верхние отверстия. Сосуды располагаются в различном порядке, однако основным условием их размещения является наличие между ними вертикальных пустотных щелей, называемых сухим швом. Образованное таким образом пространство шириной до 3 см не заполняют ни теплоизолятором, ни раствором. Вследствие этого газы свободно движутся, перемещаясь из одного сосуда-колпака в другой.

Чтобы легче представить себе схему работы колпаковой печи Кузнецова, нужно визуализировать в своем воображении костер, разожженный на открытом воздухе. В результате того, что воздух имеет неограниченный доступ к пламени, от костра идет незначительное тепло, которое сразу же рассеивается в пространстве. Можно изменить характер процесса нагревания воздуха вокруг костра, если накрыть его колпакообразным сосудом, например, казаном большого размера

При этом внизу важно оставить зазор, чтобы совсем не загасить пламя. Как результат, горячий газ естественным путем поднимается к днищу казана и ограничивает доступ поступающего снаружи воздуха

После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара

После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара.

Такой саморегулирующийся процесс характеризуется возможностью дозировки наружного воздуха и нахождения разогретого газа в сосуде до полного остывания.Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Описанный выше принцип используется в печах Кузнецова, для которых применяются сразу два колпака, соединенные сухим швом. Такая нестандартная конструкция способствует повышению эффективности передачи достаточного количества тепла от печки в помещение, где она установлена. Горячие газы сначала заполняют собой первый колпак, тем самым нагревая его стенки, а затем, охлаждаясь, уступают место горячему потоку, который поднимается из топки.

Стараясь оптимизировать этот процесс, изобретатель еще на первой его стадии, которая начинается после топливника, решил разделить поток газов в соответствии с их температурой. С этой целью он использовал перегородку для отделения пространства колпака от топки. При этом барьер не достигает дна сосуда. В результате такого разделения горячие газы сразу же устремляются к своду колпака, а поток более низкой температуры направляется по сухому шву через щель в перегородке. Таким образом, за счет скопления под сводом горячих газов и наличия барьера в первый колпак воздух поступает только в необходимом количестве. Это способствует полному сгоранию топлива с образованием определенного количества золы.

Аналогичный процесс движения газов происходит и в колпаке, установленном над первым.

Чертеж колпаковой печи Кузнецова

Менее горячие продукты горения размещаются внизу сосуда, а раскаленные газы стремятся к своду и при остывании отдают тепло на кирпичные стенки. Затем они опускаются вниз и по дымоходу выводятся наружу. За счет оснащения печи двумя колпаками, в которых происходит естественное нагнетание и движение газов, создание принудительной тяги в дымоходной трубе не требуется.

Строительство своими руками

Браться за строительство своими силами уместно только человеку с навыками каменщика. В печном строительстве есть много тонкостей, которые становятся понятны только после многих лет работы. Основные моменты стоит узнать, чтобы проконтролировать работу нанятых мастеров и самостоятельно выбрать материалы.

Выбор модели

Для строительства можно выбрать модель с теплой лежанкой

Строительство начинается с выбора модели. Ещё на этапе изготовления проекта определяют:

  • назначение;
  • необходимую мощность теплоотдачи;
  • конфигурацию;
  • материалы для кладки и их количество.

В сводной таблице на сайте указаны: геометрические размеры и теплоотдача каждой из сторон. После перехода в раздел «чертежи бесплатно» по порядовке с точностью до кирпича вычисляют количество материалов. За чертежи некоторых печей придётся заплатить небольшую сумму — для покупки потребуется регистрация на сайте.

Материалы и принадлежности

Все расходные материалы подбирают и покупают заранее, так как после начала строительства можно быстро не найти, например, дверцы или задвижки необходимого размера.

Для выкладки камеры сгорания печи потребуется жаропрочный кирпич

Для кузнецовской печи потребуются:

  • три вида кирпичей — полнотелый красный с маркой не ниже М-150, шамотный жаропрочный, лучше ШБ-8 и отделочный для наружного слоя кладки;
  • песчано-цементная смесь для печей;
  • литые изделия согласно чертежу — дверцы для топочной и зольной камеры, колосник, задвижки и вьюшки, дверцы для очистных каналов;
  • проволока для перевязки рядов из расчёта укладки по периметру каждых двух рядов;
  • уголки перекрытия для топки;
  • сетка арматурная для заливки фундамента;
  • асбестовый шнур для термоизоляции чугунной фасонины.

Для работы понадобятся мастерок или кельма, ёмкости для замешивания растворов, уровень, расшивка, рулетка и отвес.

На первом этапе строительства обустраивают фундамент, длина и ширина которого соответствует размерам печи. Для этого делают углубление в грунте, насыпают и утрамбовывают 10–15 см песка. Подготовленную опалубку заливают тяжёлым бетоном.

Верхний край залитого фундамента делают на 13–15 см ниже уровня пола, потом углубление закладывают двумя слоями огнеупорного кирпича. Они нужны, чтобы тепло не уходило сквозь пол в грунт.

Время набора фундаментом полной прочности 28 суток, но начинать кладку можно через 17–20 дней, если строительство не планируют завершить очень быстро.

На следующих этапах возводят «тело» печи, строго выполняя инструкции, соблюдая порядовку и выверяя горизонтальный и вертикальный уровни.

Проход дымохода сквозь перекрытия обеспечивают теплоизоляцией, исключающей нагрев строительных материалов.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий