Колпаковая печь для отопления дома с водяным отоплением своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

Игорь Викторович Кузнецов – широко известный российский инженер-изобретатель, который занимается разработкой новых моделей печей и их постоянным усовершенствованием с 1962 года. За это немалое время появилось более 150 различных моделей, всесторонне опробованных практически и заслуживших широчайший спрос у собственников частных домов. Конструкции этого изобретателя отличаются не только своей эффективной работой по обогреву жилых строений, но и возможностью придать интерьеру помещений уют и оригинальность.

Печи Кузнецова своими руками порядовка

Возвести печи Кузнецова своими руками порядовка которых, надо сказать, достаточно сложна, не так-то и просто. Однако, при желании сэкономить приличную сумму, а также при наличии определенных навыков и умения читать соответствующие схемы, это вполне возможно. Поэтому, если решено выполнить эти работы самостоятельно, нужно не только выбрать подходящую конструкцию, но и очень внимательно изучить ее порядовку и рекомендации по кладке.

Особенности конструкций И.В. Кузнецова

Судя по конструктивным особенностям отопительных приборов, инженер при проведении своих разработок ставил перед собой две цели – это эффективность и продуктивность печей. Именно поэтому большое внимание изобретатель уделяет расположению внутренних каналов печи, по которым идет интенсивное движение продуктов горения вместе с нагретым в топке воздухом. Работая над конструкциями, мастер в каждой из своих моделей пытается добиться более длительной задержки нагретой газовой массы внутри конструкции печи, что способствует экономии топлива при сохранении тепла на долгое время.

Благодаря такой системе, внутренняя температура печи значительно повышается и удерживается длительное время, что дает высокий КПД отопительного прибора, доходящий до 95%. Разницу можно увидеть, если сравнить этот параметр, например, с КПД русской традиционной печи, который, увы, составляет всего 45÷50%.

Благодаря такой рабочей системе печей, можно выделить ряд преимуществ конструкций, разработанных И.В. Кузнецовым:

Прогревание печи и отдача тепла происходит естественно и равномерно.
Появляется возможность выделения большего места для установки нагревательного элемента – варочной панели.
Горение осуществляется без образования сажи и дыма, так как происходит почти полное уничтожение продуктов горения.
Тепловые потери сводятся к минимуму.
Благодаря равномерности прогрева конструкции, практически полностью отсутствует деформация кладки и образование трещин в швах.
Такая внутренняя конструкция позволяет создавать различные формы печей и с разнообразным дизайнерским оформлением.
Кроме этого, печи, разработанные И.В. Кузнецовым, могут быть оснащены водяным контуром или встроенным нагревательным баком, что позволит обеспечить в доме горячее водоснабжение или даже водяное отопление других комнат.

Можно оснастить печь Кузнецова и водяным контуром для локальной системы отопления

При использовании принципа работы подобной печной конструкции, появляется возможность создавать различные бытовые печи, в зависимости от их назначения:

Отопительный тип печи, рассчитанный только на эффективное отопление жилого одноэтажного или двухэтажного строения.
Варочные печи, предназначенные, в основном, для качественного и быстрого приготовления пищи.
Банные варианты печей – для эффективного нагрева банных помещений.
Уличные печные комплексы-барбекю, с грилем и коптильнями.
Печи-камины, которые предназначаются не только для основного отопления, но и для создания уютной обстановки и эстетически привлекательного интерьера в доме.
При желании, можно создавать многофункциональные варианты печей, включающие отопительные, варочные и эстетические функции.

Как сложить печь И.В. Кузнецова

Возведение настоящей кирпичной печи — это всегда достаточно трудоемкий и сложный процесс, требующих определенных знаний, технологических навыков, владения определенными секретами мастерства. Поэтому, чтобы получить качественный отопительный прибор, нужно заранее получить определенный опыт в этой работе. Мастера, занимающиеся этим, без преувеличения, искусством длительное время, советуют начинающим печникам перед капитальной кладкой производить предварительную – без раствора, то есть насухо.

Возведение любой кирпичной печи — достаточно сложный и трудоемкий процесс

Кроме этого, если выкладывается первая печь, не стоит экспериментировать, стараясь добавить к уже составленной порядовке свои новшества. В этом случае рекомендуется четко придерживаться выбранной схемы и выполнять ее без каких бы то ни было отступлений. Поэтому следует сразу определиться с функциями, которые должна выполнять печь. Так как, И.В. Кузнецовым было разработано и составлено более 150 порядовок конструкций, из них всегда можно выбрать подходящий вариант.

Если возведение печи планируется на этапе постройки дома, то ее установку следует проектировать таким образом, чтобы она обогревала сразу два или даже три помещения.

Сложнее встраивать печи в уже построенный дом, так как придется произвести точные расчеты по удалению части стены. В этом случае обычно выбираются пристенные варианты, но они способны качественно обогреть только лишь одну комнату. Однако, при желании, возможно решить любую проблему, безусловно, приняв в расчет расположение балок перекрытия и несущих стен.

Кирпичную печь при желании можно встроить в межкомнатную стену

Немаловажно обезопасить горючие поверхности от перегревания, поэтому, если печь устанавливается в деревянном строении, то на стыках стен дома и печи необходимо сделать прокладки из негорючего материала, например, асбеста.

Кроме этого, на стыках конструкций зазоры, заполненные таким материалом, необходимы и для свободного расширения кирпичной кладки при ее нагревании, иначе раствор в швах может покрыться трещинами, а само строение печи претерпеть деформацию.

Линейные размеры бетонного фундамента должны быть больше габаритов основания печи, как минимум на 100 мм с каждой стороны сооружения. Заглубление фундамента рассчитывается в зависимости от массивности конструкции печи и состава грунта, на котором производится постройка. В среднем, глубина отрываемого котлована для фундамента варьируется от 400 до 600 мм, и на дне обязательно выкладывается гидроизоляционная песчаная подушка и упрочняющий слой из щебня. Ну а боковые стенки формируются с помощью установки деревянной опалубки.

Процесс обустройства фундамента достаточно трудоемок, однако, он должен быть проведен в полном объеме и с высоким качеством, так как от его надежности и ровной поверхности будет зависеть аккуратность и долговечность всей конструкции печи. Никогда не следует спешить с постройкой – залитому бетонному основанию необходимо дать не менее месяца на полное созревание и упрочнение.

Переходя к дальнейшим работам, при кладке печи нужно учесть следующие моменты:

Перед началом кладки первого ряда на фундамент настилаются один-два слоя гидроизоляционного материала – рубероида, который далее рекомендовано разметить с помощью мела по размеру основания печи. Так будет проще выполнять кладку первого ряда.

Кирпичная печка обязательно потребует надежного фундамента

Если печные работы по кладке планируются из красного кирпича, то рекомендовано топочную камеру обложить огнеупорным шамотным материалом. Он дольше держит тепло и устойчив к высоким температурам.
Очень важно соблюдать тепловые зазоры в 5 мм между шамотным и красным кирпичом – коэффициент линейного расширения у них существенно различается, и материалу необходимо предоставить возможность свободного расширения при нагревании.
Рекомендовано, после поднятия каждых очередных двух рядов, усиливать стенку печи проволокой, которая укладывается в шов по всей длине ряда.
Чугунные и стальные элементы, которые будут соприкасаться с открытым огнем, по периметру обматываются асбестовой веревкой или фрагментами, вырезанными из цельного листа. Этот материал не только защитит металл от прогорания, но и создаст нужный зазор для теплового расширения.
Сложенную печь перед началом эксплуатации подвергают длительной просушке. Для этого открываются все дверцы и задвижки для свободной циркуляции воздуха по всем отделам сооружения. Просушку часто производят, установив в топку обычную лампочку накаливания мощностью 200÷400 Вт. Тепло, отдаваемое лампочкой и создаваемый от этого сквозное движение воздуха поспособствуют более быстрому просыханию конструкции.
Просохшую печь сначала протапливают небольшим количеством топлива, пламя от которого закалит огнем стенки топочной камеры.
Если планируется проводить внешнюю отделку строения, то ее стоит делать после хотя бы одного сезона эксплуатации отопительного прибора, когда сложенная печка даст практически полную усадку.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет печь камин с водяным контуром отопления

Порядовая схема и материалы для строительства

Так обычно выглядит схема-порядовка

Порядовая схема должна выглядеть примерно следующим образом. Оптимальный вариант, если в схеме порядовки будет присутствовать еще несколько вариантов разрезов печи — это поможет увидеть внутреннюю конструкцию сооружения и значительно облегчит работу.

В разных отделах печей могут использоваться как целые кирпичи, так и обтесанные или колотые на несколько равных частей. В некоторых случаях кирпич даже может быть разделен на 8 частей, и для формирования некоторых отделов печи используются ⅛, ⅜, ¼ кирпича и т.п. Применение этих частей всегда обозначено на порядовой схеме.

Кроме этого, нужно знать, что в некоторых кирпичах необходимо будет сделать вырезы для установки металлических элементов, например, варочной панели или задвижки. В некоторых случаях придется стесывать или срезать кирпич под определенным углом, что также показано в порядовке.

Для каждой конкретной модели требуется определенное количество материала, которое может быть рассчитано самостоятельно на основе порядовки, или же перечень прикладывается к ней в уже готовом виде.

Для возведения любой печи нужно будет приобрести следующие материалы:

Для внутренней кладки топки рекомендовано подготовить шамотный кирпич (ША-8). Если же он недоступен, то можно заменить его другим огнеупорным кирпичом.
Для основной кладки строения потребуется обычный керамический кирпич, имеющий марку прочности не менее, чем М150.
Для раствора потребуется один или два вида глины, один из которых должен отличаться тугоплавкостью и пластичностью. Этого материала потребуется 100÷150 килограмм, в зависимости от массивности строения.
Кроме глины, для раствора потребуется просеянный песок. Его объем должен превышать количество глины в 2÷2,5 раза. В общей сложности для кладки, состоящей из 500 кирпичей, необходимо подготовить 0,2 куб. м. глиняно-песчаной смеси. Впрочем, многие современные печники уже успели оценить и готовые кладочные смеси для печей, которые можно приобрести в специализированном магазине.
Металлические и чугунные элементы строения подбираются для каждой модели индивидуально. Количество проволоки для армирования рядов будет зависеть также от выбора модели печи и ее периметра.

Цены на керамический кирпич марки прочности М150

Подробная порядовка отопительно варочной печи Кузнецова ОВИК-9

Отопительно-варочная печь, представленная ниже, сконструирована на основе модели ОВИК-9, разработанной инженером В.И. Кузнецовым. Единственным отличием этих сооружений является взаимное расположение топочной и поддувальной дверцы, а в остальном конструкции совершенно идентичны.

Отопительно-варочная печь на базе разработки И.В. Кузнецова ОВИК-9

Этот вариант печи предназначен как для отопления дома, так и для приготовления пищи, поэтому вполне подходит для установки в любых загородных частных домах.

Для приготовления пищи в модели предусмотрена варочная камера с двухкомфорочной плитой и закрывающимися металлическими дверцами. Она оснащена собственным вытяжным каналом с задвижкой, с помощью которой можно регулировать температуру внутри закрытой ниши. Благодаря тому, что камера может быть полностью закрыта, она может послужить духовкой, поэтому в ее стенки часто вмуровывают кронштейны для установки противней.

При необходимости быстрейшего обогрева помещений, дверцы шкафа оставляют открытыми, но и в этом случае, можно производить приготовление пищи на самой варочной панели.

Такая печка имеет размеры 1015×630×2100 мм, обладает теплоотдачей в 3600 Вт, при условии двухразовой протопки. Она вполне способна обогреть комнату или смежные помещения площадью в 30÷35 м².

Необходимые материалы

Для возведения этого отопительного сооружения потребуются следующие материалы (без учета возведения трубы и обустройства фундамента):

Цены на шамотный огнеупорный кирпич (ША-8)

Процесс возведения печи

Подробная инструкция и данные схемы помогут поднять самостоятельно эту достаточно компактную модель печи. Чтобы она выглядела более изящно и аккуратно, рекомендовано для кладки углов купить скругленные фигурные кирпичи или же обработать их самостоятельно. Так, кроме аккуратности, печь приобретет и большую безопасность. Особенно это важно предусмотреть в тех случаях, когда в доме есть маленькие дети.

Если порядовая схема разобрана и понятна, то возвести печь конструкции И.В. Кузнецова будет достаточно просто. Правильно подобранная модель вполне способна украсить интерьер, выполненный в любом стилевом решении. Чтобы она получилась аккуратной и эстетичной, не стоит торопиться – лучше делать всю работу размеренно, просчитывая каждый шаг и строго следуя приложенной схеме. Автоматические котлы на угле читайте у нас на сайте.

И в завершение публикации – видео-сюжет о кладке еще одной отопительно-варочной печи конструкции И.В. Кузнецова:

Видео: Отопительно-варочная печь Кузнецова ОВИК-4

Кирпичные печи Кузнецова давно на слуху. В отличие от обыкновенного агрегата, особенностью данной кирпичной печи стал высокий КПД – 93-95%. Увеличение вызвано применением в установке особой системы выходных газов, которые при сгорании топлива не покидают топку по каналам, а остаются внутри особого колпака, отдавая тепло.

При этом способность тяги не уменьшается, загазованности нет. Впервые теорию разработали академики В.Е. Грум-Грижайло и И.С. Подгородников, а воплотил идею в материальное доказательство Игорь Кузнецов, чьё имя и носят агрегаты. Стоит подробно рассмотреть достоинства таких агрегатов, если владельцы желают сделать собственный дом комфортным и традиционно русским.

Недостатки кирпичных печей

Как бы парадоксально это ни звучало, но любая кирпичная печь имеет два недостатка: горение и большую температуру дымовых газов. Естественно, без этих составляющих работа печей была бы невозможна, однако, именно эти два показателя снижают КПД обыкновенного кирпичного агрегата, выстроенного предками. Подробнее:

Регулировка заслонками и дверцей зольника мало что даст, так как она лишь снижает интенсивность горения – тяга остаётся прежней. Кроме того, такие действия небезопасны и ведут к скоплению угарного газа.

Как минимум возрастает потребность в чистке газоходов. И как итог: большой расход топлива и при этом низкий КПД. Что предлагает колпаковая печь Кузнецова из кирпича? Конструкция усовершенствована специальной кирпичной кладкой, в форме ёмкости, с выходом газов в нижней части. При этом:

Газы при горении расслаиваются на горячие и менее прогретые. По закону физики, наибольшая температура устремляется вверх, задерживаясь в колпаке, а холодные продукты выходят по каналу внизу печи.
Так как колпак расположен в непосредственной близости от топки, то оставшиеся дымовые газы догорают прямо в нём, отдавая свою температуру стенкам и встроенному нагревательному элементу с носителем.

Объёмные печи по этому методу имеют несколько колпаков сгорания, что позволяет использовать агрегат в домах больше одного этажа. Горячие дымовые газы задержатся в них до тех пор, пока не отдадут всё тепло. Выгода естественна – сохранение топлива и увеличение КПД.

Устройство оригинальной печи Кузнецова с водяным котлом

Принципиальная схема, которую представляет собой печь Кузнецова для деревянного дома, проста:

Топка.
Сухая кладка, закрывающая теплообменник от непосредственного взаимодействия с пламенем.
Колпак с водяным котлом.
Верхний колпак.
Дымоход.

Снаружи, над нижним колпаком устраивается варочная панель. Её следует сделать цельной, без конфорок. Иначе большое количество швов может стать выходом для продуктов сгорания. Над вторым колпаком устраивается другая полезная площадь или даже лежанка – в старину, теплом печи поднимали больных и немощных.

Самостоятельная кладка печи Кузнецова с отопительным котлом

Несмотря на сложность работы, в отличие от возведения простой отопительной системы, сложить печи Кузнецова с водяным отоплением своими руками вполне возможно. Важно лишь скрупулезно следовать инструкции. Итак, работа делится на несколько этапов.

Сборка отопительного котла

Чтобы не искать каких-то специальных материалов, для сборки водяного бака, следует рассмотреть в качестве альтернативы, чугунные радиаторы отопления. Они наиболее надёжны, так как спокойно перенесут высокие температуры внутри печи. Агрегат нужно разобрать на составные части и промыть раствором соляной кислоты, чтобы устранить накипь и остаточные продукты бывшего водяного отопления.

Затем секции соединяют, используя в качестве герметизации асбест-шнур, предварительно вымоченный в олифе. Его наматывают на соединения и осторожно сбивают конструкцию вместе с чугунными ниппелями. Оставляют свободными отверстия, с одной стороны – верхнее и нижнее. Туда будут проведены трубы подачи-обратки. Таким образом, теплообменник для печи готов.

Кладка печи

Процесс начинается с фундамента. Его устраивают на платформе дома, а не на досках пола – во-первых, это небезопасно, во-вторых, вес даже небольшой печи способен проломить лаги. Особенности фундамента для печи Кузнецова с водяным отоплением есть:

Использовать бетонную смесь для последующей кладки печи нельзя – большие температуры спровоцируют растрескивание швов. Дефекты устранить будет невозможно.

Далее кладка. Для начинающих печников важно иметь порядовку – инструкцию с указанием числа рядов и элементов, соответствующих этому. Особенности кладки в следующем:

Первый ряд кирпичей кладётся на сухую, без использования раствора. Дно печи должно быть толстым, поэтому не ограничиваются одним рядом – 2-3 будет достаточно.
Затем очередь зольника. Сразу к нему привешивают дверку. Следует заранее приобрести все чугунные комплектующие. Лучше сделать несколько ходов для чисток.

Когда тело печи готово, выводят дымоход. Для этого в кровле приготавливают место, заранее убирая покрытие и укрепляя стропильную систему. Длина общего канала должна быть выше конька кровли на 0,5 м, так хорошая тяга будет обеспечена.

Можно сказать, что печь Кузнецова с водяным отоплением готова. Тем не менее, до процесса топки ещё далеко, нужно последовательно соединить радиаторы и подвести их к отопительному баку. Систему проверяют на герметичность. Следует учитывать, что при горении давление увеличится, а, значит, устранять даже небольшие свищи следует заранее.

Сушка, облицовка и растопка

Чтобы этого не произошло, сушку печи ведут естественным путём в течение нескольких месяцев или принудительно, сжигая мелкими порциями щепу. Второй способ длится не менее трёх недель.

Когда печь подготовлена к растопке, а внешний вид оставляет желать лучшего, её приводят в желаемое состояние. Вообще, поручая кладку агрегата специалисту, владелец сразу получает красивую модель с использованием закруглённых кирпичей.

Такой вид не требует декорирования. Если пришлось всё делать самостоятельно, то клинкерная плитка или изразцы представлены потребителю многочисленными видами.

Растопка ведётся медленно. Небольшие порции топлива увеличиваются постепенно. Когда печь Кузнецова с котлом водяного отопления разогрета до нужного состояния – это почувствуется набирающей температуру атмосферой, можно начать регулировку тяги. Делается это дверцей зольника или задвижками в дымоходе.

Кирпичные печи до сих пор пользуются популярностью у собственников частных домов. Кроме традиционного внешнего вида, они являются самыми экономичными из всех существующих источников тепловой энергии. Модернизированные агрегаты по типу Кузнецова, позволяют сделать их ещё более оптимальными. Кроме того, нет проблем в дорогостоящей установке – процесс доступен для самостоятельной работы.

О колпаковых печах знают не только в России, но и далеко за её пределами. Наряду с конструкциями канального типа они отапливают множество домов, поражая даже бывалых печников своей экономичностью и производительностью. К сожалению, об их создателе — И. В. Кузнецове, знают далеко не все. А ведь на счету изобретателя более полутора сотен различных конструкций, так полюбившихся владельцам загородных жилищ за необыкновенное удобство, неприхотливость и комфорт. Технология, разработанная известным печником, позволяет сооружать обогревающие приборы в современных домах, получая при этом не только качественное отопление, но и стильное дополнение интерьера. В рамках этой статьи мы расскажем о секрете успеха и конструктивных особенностях уникальных отопительных агрегатов, а также поделимся технологией строительства своими руками одной из наиболее популярных купольных печей Игоря Викторовича Кузнецова.

Особенности колпаковых печей Кузнецова

В печах Кузнецова удачно сочетаются старинные русские традиции и технологичные формы современности

Во всех ранее известных конструкциях разогретые продукты сгорания двигаются по лабиринту каналов, по пути теряя тепло на нагрев кирпича. При этом для нормальной работы печи требуется хорошая тяга, иначе прекращается отток газов из рабочей зоны, а, следовательно, и ухудшается теплообмен. Кроме того, повышение давления в рабочей камере создаёт препятствие поступающему к очагу воздуху, что переводит печь в режим газогенератора — она начинает тлеть и коптить.

Особенности движения газов в купольных печах

Используемые Кузнецовым принципы свободного перемещения газов предполагают совершенно другой способ теплообмена. Несколько сводов-колпаков, размещённых внутри отопительного прибора, производят ступенчатый отбор тепла от восходящих горячих потоков. По мере остывания продукты сгорания опускаются вниз и замещаются газами с более высокой температурой. Чтобы наглядно представить себе этот процесс, достаточно вспомнить, как себя ведёт струя дыма, запущенная в перевёрнутый стакан. Сначала она поднимается, соприкасается с дном и отдаёт ему своё тепло, а затем рассеивается и по стенкам опускается вниз.

Колпаковый твердотопливный теплогенератор в разрезе

К вопросу о том, может ли печь функционировать без принудительной тяги

требуется меньше материалов для строительства;
с продуктами сгорания уносится меньше твёрдых частиц, поэтому чистить стенки обогревающего агрегата придётся намного реже;
возможность установки короткого дымохода;
работа практически на всех видах твёрдого топлива;
неприхотливость в эксплуатации — купольные печи требуют обслуживания намного реже, чем канальные;
наличие свободного пространства внутри печи позволяет установить контур горячего водоснабжения;
равномерный прогрев и теплоотдача в течение длительного времени;
быстрый выход на рабочий режим.

Отопительно-варочная печь Кузнецова является весьма компактным отопительным прибором

отопительные печи используются для обогрева жилых помещений;
варочные предназначены для приготовления и подогрева пищи;
банные созданы для отопления бань и саун;
наружные устанавливают в зонах отдыха. Печи этого типа подразделяются на обогревающие и универсальные (с варочной поверхностью, барбекю, казаном или мангалом);
хлебные позволяют изготавливать любую выпечку и нередко совмещаются с варочными;
каминные помимо основного предназначения выполняют ещё и эстетическую функцию.

Конструкция и принцип действия

Принцип действия двухколпаковой печи

Во время активного горения дров не успевшие окислиться кислородом воздуха горючие газы поднимаются под купол 4 внутреннего колпака 3. Там они воспламеняются под действием открытого пламени и высокой температуры. Можно сказать, что под колпаком возникает зона, подобная той, которая образуется в камере дожигания обычной пиролизной печи. Немаловажно и то, что процесс пиролитического горения сам себя регулирует — при очень интенсивном пламени затрудняется отток продуктов сгорания, а соответственно, уменьшается и тяга. Если же пиролизные газы выгорают, то процесс восстанавливается. В это же время не менее важные процессы происходят и под сводом второго колпака. В этой зоне вступают в реакцию оксиды азота и монооксиды углерода (угарный газ), которые в результате реакций распадаются на безопасные компоненты. При правильной работе купольного агрегата в дымоход уходит преимущественно водяной пар и углекислый газ.

Идеальным вариантом двухколпаковой печи был бы агрегат круглой формы. В этом случае тело отопительного прибора могло бы выполнять функции верхнего купола. К сожалению, на практике соорудить такой теплогенератор сложно не столько из-за сферической формы, сколько по причине трудностей с обустройством прочисток и люков для их обслуживания. Из-за этого колпаки соединяют между собой широким каналом, который проходит в задней части печи. Эта особенность отражена на схеме, расположенной справа.

При необходимости интеграции в печь водонагревательного контура его устанавливают под сводом второго колпака. Такой способ не влияет на тепловое равновесие системы и не оказывает негативного воздействия на режим горения топлива.

Ещё больше повысить КПД печей этого типа позволяет установка нескольких каскадов, каждый из которых состоит из двух колпаков, однако ввиду сложности монтажа и повышенных требований к термостойкости футеровки подобные конструкции популярностью среди печников-любителей не пользуются.

Принципиальная схема простейшей печи Кузнецова

Описанные выше принципы естественного движения горячих газов полностью выдержаны в печах, разработанных И.В. Кузнецовым. На приведённой выше схеме одного из таких агрегатов цифрами обозначены: 1 — топочная камера; 2 — так называемый сухой шов; 3 — внутренний купол;

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.

Иногда возникают ситуации, когда получившийся в результате агрегат получается слишком громоздким. Не беда — его можно спокойно уменьшить на 25–30%, если исходить из того, что топиться печь будет утром и вечером.

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.

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

Что понадобится для строительства

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.

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.

Подготовительные работы

Варианты размещения дымохода для колпаковой печи

Для обустройства фундамента делают углубление 20–25 см, на дно которого насыпают песчаную подушку толщиной 10 см, которую проливают водой и утрамбовывают. После этого на высоте 5 см укладывают армирующую сетку, по внешнему периметру устанавливают опалубку и заливают конструкцию бетоном. Приступать к кладке можно сразу же после его полного схватывания, которое в зависимости от температуры происходит примерно за 2–3 суток.

Кроме заливки основания, перед началом кладки потребуется подготовить раствор. Для этого берут чистую глину и просеянный речной песок. Глину высыпают в большую металлическую ёмкость, разминают и замачивают в небольшом количестве воды. После того как она хорошо раскиснет, добавляют песок и доводят консистенцию раствора до состояния очень густой сметаны. Чаще всего печники используют пропорцию 3 части глины на 1 часть песка, но правильное соотношение компонентов зависит от типа глины — чем выше её жирность, тем больше потребуется добавлять песка (вплоть до соотношения 2:1).

Приступая к работе, лучше распечатать порядовки на бумаге, в процессе строительства зачёркивая каждый уложенный ряд. Особое внимание уделяют местам установки футеровочного слоя — на схемах они выделяются пунктиром или другим цветом. Учтите, что если вместо огнеупорного материала будет использован обычный кирпич, то такая печь будет не только недолговечной, но и малопроизводительной.

Как соорудить печь при помощи схемы порядовки своими руками

Укладку первого ряда ведут всплошную

2. Начиная со второго ряда выводят каналы дымохода и монтируют поддувало. В передней и правой боковой стенке устанавливают дверцы для чистки печи. Важно выставить их рамки по уровню или отвесу, иначе сооружение будет выглядеть неопрятно. Крепление металлических элементов производится при помощи стальной проволоки (лучше оцинкованной), уложенной в кладку. Поскольку металл и кирпич имеют различный коэффициент теплового расширения, то при эксплуатации печи швы, примыкающие к чугунным элементам, будут растрескиваться. Чтобы компенсировать смещение конструкций при нагревании, между печным литьём и кирпичными стенками укладывают слой асбеста или базальтовой ваты толщиной 5–6 мм.

Один из способов обустройства компенсационных швов

3. Ряд №4 должен перекрыть дверцу поддувала. В качестве опоры для верхних кирпичей используют перекладину из металлического уголка, уложенную на боковые стенки проёма.

При строительстве печей толщина кирпичных швов должна быть больше, чем при возведении других конструкционных сооружений. Это связано с необходимостью компенсации теплового расширения частей отопительного агрегата, которые имеют различную температуру.

4. Начиная с 5-го ряда выполняют огнеупорную футеровку рабочей зоны шамотным кирпичом, поставленным на ребро. Для его кладки лучше использовать не обычную глину, а шамотную — она не будет выгорать под воздействием высокой температуры. На этом же этапе устанавливают и колосниковую решётку. Здесь же придётся и выполнить первый сухой шов — на порядовке он обозначается синим цветом. Для этого после выкладки шамота в строго отведённых местах глиняный раствор из кладки изымается, а образовавшийся зазор заполняется прокладками из каолинового, базальтового либо другого минерального картона.

Высокотемпературная зона выкладывается шамотным кирпичом

5. 6-й ряд примечателен установкой топочной дверцы. Если эстетическая сторона для вас не менее важна функциональности, то лучше взять оригинальную печную чугунину, которую сейчас в большом количестве можно найти в строительных магазинах.

Монтаж топочной дверцы

6. Аналогично перекрытию поддувала, на 9 ряду закрывают топочный проём, продолжая возведение внутренних каналов печи. Нелишне будет ещё раз напомнить о необходимости проверки ровности кладки пузырьковым уровнем.

7. На уровне 12 и 13 ряда во внутреннем пространстве печи сооружаются столбики катализатора.

9. Начиная с 19-го ряда возводится верхний колпак с внутренними теплообменными каналами. Здесь же устанавливаются и четыре дверцы для их чистки.

10. Обязательно обратите внимание на задвижку дымового канала, установленную в 28 ряду. Она понадобится для того, чтобы печь не остывала в период между топками.

11. 29-м и 30-м рядом формируют свод верхнего купола, а начиная с 31 возводят дымоход.

Может с первого раза такая красавица у вас и не получится, тем не менее, всегда есть к чему стремиться

После того как печь будет сложена, проводят первую растопку. Не следует сразу же загружать топливник по полной — агрегат должен нагреваться неспешно, иначе не миновать появления трещин в кладочных швах. В первые минуты испытательного запуска печь может немного коптить, пока полностью не прогреется её внутренний объём. В дальнейшем выбросы дыма из топливника и поддувала недопустимы, и если они появляются, значит, нарушена технология строительства. После прогрева и обжига печи проверяют её работоспособность в различных режимах, а также обследуют наружные элементы на предмет их герметичности.

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.

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

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.
Обжиг печи начинают с щепок, добавляя топливо небольшими порциями в течение нескольких часов.
Из-за различных коэффициентов температурной деформации шамотная топка может разорвать внешний короб из красного кирпича, поэтому в местах взаимного примыкания обязательно нужны деформационные зазоры.
Для усиления кладки в продольные швы укладывают отрезки стальной проволоки. Необязательно выполнять перевязку постоянно — достаточно усилить каждый второй или третий шов.
Опытные печники не рекомендуют замачивать кирпич перед укладкой.

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

Как видите, при аккуратной и вдумчивой работе повторить существующую конструкцию несложно. Порядовки печей Кузнецова не являются коммерческой тайной, поскольку сам автор предоставляет доступ к чертежам и схемам всем желающим. Учитывая огромное разнообразие отопительных агрегатов различного назначения, не составит труда найти колпаковую конструкцию, которая идеально подойдёт под ваши условия. Важно только помнить — в печном деле мелочей не бывает!

Обустройство печи в загородном доме или на даче – дело сегодня весьма популярное.

Несмотря на появление современных отопительных приборов на рынке, многие отдают предпочтение старинной доброй печи из кирпича, которая на протяжении долгих столетий служила единственным источником тепла и приготовления пищи в доме. Особенно актуальны такие конструкции там, где нет газификации.

Принцип работы колпаковой печи

Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы

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.

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.

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%.

Колпаковая печь для отопления дома

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.

Основные правила монтажа

Внутренняя оболочка печи со всех сторон должна быть окружена пустым пространством, так как кирпич при работе топки будет сильно нагреваться.
Расположение источника тепла печи можно варьировать в зависимости от типа и формы, но он всегда должен находиться в нижней части колпака.
Каждый третий ряд кирпичной кладки должен перевязываться металлической проволокой. Это позволит усилить связку и предотвратит дальнейшую деформацию печи.
Форма колпака может быть любой формы и размера.
Монтируя печь, учитывайте тот факт, что при нагреве, все металлические элементы (решетка, дверца) будут расширяться. Поэтому все эти детали печной системы должны быть установлены с запасом на расширение. Между кирпичом и металлом необходимо огнеупорную установить прокладку.
При первой растопке уже готовой печи, не нужно сразу давать максимальную температуру. Печь необходимо обжигать постепенно, начиная с небольших температур.
После монтажа, следует обработать печь огнеупорным составом.

Сегодня существует огромное количество разновидностей колпаковых печей, ведь прогресс не стоит на месте. Сам Кузнецов положил лишь начало этому новому виду отопительной системы, а его последователи по всему миру уже вносят свои корректировки и работают над усовершенствованием печи. Конечно, гораздо проще возводить печь еще на этапе строительства дома. Но зачастую люди задумываются о необходимости размещения такого отопительного прибора уже после возведения стен. Здесь уже придется при разработке схемы учитывать высоту балок, расположение перегородок, крышу и т.д.

Если печь закладывается еще при строительстве дома, то лучше располагать ее таким образом, чтобы она отапливала сразу 2-3 помещения.

Описать инструкцию кладки всех разновидностей колпаковых печей просто физически невозможно, поэтому в этой статье мы приведем классический вариант монтажа колпаковой печи своими руками. Точно следуя нашим указаниям, у вас обязательно получится собрать добротную, красивую и функциональную печь.

Размеры печи, конечно, могут быть разными – от этого, соответственно будет зависеть объем материала. Но порядовку ни в коем случае менять нельзя!

Какие материалы понадобятся для монтажа печи

Прежде чем приступать к выполнению строительных работ, запаситесь всеми необходимыми материалами. Для того чтобы колпаковая печь радовала вас своей функциональностью и внешним видом долгие годы, материалы должны быть хорошего качества.

Читайте также: