Выбор песка и раствора
Для кладки печи с духовкой используют глиняную смесь, для чего берут шамотную или красную глину. Каолиново-песчаный раствор готовят в консистенции 2,5:1 (песок, глина, соответственно). Используют речной песок с крупностью зерна1 – 1,5 мм без примесей, а глину берут высокой жирности.
В магазине можно приобрести готовые сухие смеси для кладки печей, которые до готовности доводят добавлением воды и перемешиванием. Используют жаростойкие и огнеупорные виды, которые позволяют выдерживать повышение температуры до +1000°С без необратимых деформаций.
Раствор не должен реагировать с химическими веществами. Не используют обычные цементно-песчаные смеси, которые разрушаются в сложных условиях, не имеют пластичности.
Принцип действия
Колпаковая печь работает на принципе аккумулирования раскаленных газов в специальных полостях, расположенных сзади топки. Они называются колпаками (отсюда и возникло название конструкции). Дымовые газы выводятся из топки, поступают в колпаки, где сразу поднимаются в самую верхнюю точку. По мере остывания, они замещаются новыми, более горячими порциями газов. Остывшие слои опускаются в нижний уровень, откуда выводятся в обычный дымоход.
Постоянное пребывание в полости горячих газов обеспечивает значительный нагрев верхней части корпуса. Для того, чтобы получить максимальный эффект, верхняя часть корпуса делается намного выше, чем у канальных конструкций, и активно отдает тепловую энергию.
В колпаке происходит процесс сепарации горячего газа. По мере остывания он опускается вниз, при этом не разделяясь на те или иные газы по степени плотности и скорости отдачи тепловой энергии. Выходя из колпака, газы поступают в дымоход и выводятся наружу. При этом, отсутствуют твердые частицы или угарный газ — они успевают сгореть еще в топке или дожигаются пиролизным способом.
Мнение эксперта
Алексей Гаврилов
Специалист по кухне барбекю и оборудованию
Часто возникает вопрос относительно тяги — будет ли вывод дыма таким же эффективным, как в канальных конструкциях? Многочисленные измерения и эксперименты показали, что тяга практически не уменьшается, поскольку температура остывших газов остается достаточно высокой. Это позволяет создать необходимый перепад давлений.
Какие материалы и инструменты используют?
Строительные работы будут невозможными без использования соответствующего инвентаря и необходимых материалов. До начала возведения конструкции нужно убедиться, что готовые составляющие имеются в наличии. Для колпаковой печи понадобится такой материал:
- кирпич красный и шамотный огнеупорный;
- лист гидроизоляции для фундамента;
- уголок металлический;
- набор для раствора (песок, глина, цемент);
- дверца топочная, прочистная, поддувальная;
- колосниковые решетки;
- поверхность для готовки (предположительно чугунная);
- духовой шкаф;
- дымоходные задвижки разных размеров;
- арматурные сетки.
Кроме этого, работа не будет обеспечена, если не обеспечить наличие следующих инструментов:
- разноразмерные мастерки;
- строительный уровень и правило;
- рулетка для замеров;
- молоток кирка;
- инвентарь для расшивки швов;
- лопаты;
- емкость для замеса раствора;
- швабра и тряпки.
Разновидности для различных целей
Игорем Кузнецовым и его командой создано большое количество универсальных и специализированных моделей. Одни предназначены только для обогрева помещений, другие дополнены элементами для приготовления пищи или нагрева воды. В отдельное направление выделены камины.
Чертежи испытанных на практике вариантов собраны на сайте изобретателя. Для удобства конструкциям присвоены буквенно-цифровые обозначения.
Отопительные
Отопительная печь Кузнецова для двухэтажного дома позволяет экономить на топливе
Различные варианты компоновки куполов позволяют выполнять конструкции для обогрева одно- и двухэтажных домов.
Отопительные модели сокращённо обозначены как ОИК (отопительные И. Кузнецова). Можно найти варианты с топкой, находящейся внутри комнаты или в подсобном помещении.
Для разнообразия и придания нужных качеств есть печи, дополненные тёплыми лежанками (ОИК -6 леж. И ОИК 19 леж.) и сиденьями (ОИК-7с).
В некоторых изделиях встроены духовки. В этом случае в кодовое обозначение добавлена буква Д, например, ОИК-5Д.
К отопительным относятся и печи со встроенным камином.
Модели РТИК (русская теплушка И. Кузнецова) нужны для обогрева больших помещений. Они массивны, нуждаются в крепком фундаменте.
Варианты с камином
Модель с камином
Камины, помимо отопительной функции, выполняют роль украшения интерьера. Топка в этом случае открытая, огонь можно наблюдать визуально. Печи оборудованы топкой для обычного обогрева, которая может располагаться на фасаде, с правого, левого бока, или сзади.
Для строительства выбирают вариант, при котором удобно обслуживать печь из подсобного помещения или прихожей — дрова не придётся носить в жилую комнату. Работа с отходами (золой) также не подразумевает неизбежной грязи в помещении при чистке зольника и поддувала из прихожей.
Разработаны варианты ОИК-К с лежанками, встроенными духовками и угловым камином.
Котлы
Для организации водяного контура отопления разработаны варианты с обозначением КИК (котёл И. Кузнецова). Во второй купол встроен стальной теплообменник. Вода циркулирует по системе за счёт электрического насоса.
Модели рассчитаны на мощность 16, 17, 34 и 64 кВт. Первый вариант (16 кВт) оборудован варочной панелью.
Отопительно-варочные
Отопительно-варочная модель – сооружение, полностью вырабатывающее ресурс топлива
Универсальные отопительно-варочные печи предназначены для домов с круглогодичным пребыванием. В модели вмонтированы варочные панели и духовки, полочки для подогрева пищи и воды.
Топка может располагаться с фронтальной или боковой стороны, что позволяет выбрать вариант для любого варианта интерьера.
Опционно предлагается монтаж лежанки. Для больших помещений делают удлинённые топки, что позволяет использовать дрова большого калибра. Они дольше горят, подбрасывать топливо придётся реже.
Для бани
В отдельное направление И. Кузнецов выделил банные печи. Есть три разновидности: БИК, БИК БК и БИК ПК. Сокращение БИК соответствует назначению, а добавочные символы говорят, что конструкция оборудована камином.
Для разной планировки выбирают модели, которые различаются местом расположения топки и камина — в парной, комнате отдыха или в предбаннике.
Виды печей
Для отопления теплиц существует несколько типов печей, различающихся по следующим параметрам:
- Принцип теплового излучения.
- Принцип распространения тепла.
- Основные элементы конструкции.
- Тип камеры сгорания топлива.
- Расположение и конструкция каналов подачи воздуха.
- Конвекционные рубашки.
- Дополнительные элементы. Как правило, они у каждого вида печи свои.
Печь для теплицы своими руками сделать несложно. При этом печь на опилках длительного горения сможет эффективно обогреть воздух в большой теплице.
В качестве топлива в печках для теплицы можно сжигать не только опилки, но и следующие виды топлива:
- Пеллеты.
- Гранулы из торфа.
- Обычные дрова.
- Масло и другие виды жидкого горючего.
Стоит отметить, что порядовка печей для отопления теплиц разного размера может существенно различаться. Поэтому перед началом работ рекомендуется тщательно ознакомиться с теоретическим материалом.
Возведение печной конструкции
Для того, чтобы приступить к постройке печного устройства, нужно сделать чертежи или воспользоваться готовой схемой. Процесс возведения осуществляют согласно такой порядовки:
Для получения оптимального уровня термоконвекции, рекомендуется уплотнить ее нижнюю часть. Для этого будет достаточно укладки двух сплошных рядов, не забывая проводить замеры углов.
- В третьем ряду производится укладка с отверстием для зольника и поддувала.
- Между печкой и поддувалом, делается внутреннее разделение на секции посредством перегородки и стенки, выполненные из шамотного кирпича.
- В пятом ряду монтируется чугунная колосниковая решетка, с небольшим углом в соотношении с дверцей. Между решеткой и стенкой оставляют люфт диаметром 5 мм.
- В 16-м ряду необходимо закрыть топочную камеру, вмонтировав колпак.
- Поверх первой камеры, в 17-м ряду производится укладка второй.
Далее, согласно порядовки, продолжают выкладку. В 26-м ряду, с помощью кирпича, полностью закрывают верх печной конструкции.
За счет высокого показателя КПД, печь Кузнецова вот уже пол века не оставляет лидерских позиций, среди отопительных конструкций.
Ещё больше материалов на сайте компании КаминОчаг – kaminochag.ru. Строим печи и барбекю с 2009 года.
Преимущества
- КПД – 80%. Для дровяных печей превосходный показатель.
- Высокая температура сжигания топлива.
- В печах Кузнецова можно сжигать любой вид твердого топлива. При этом оно сгорает, так сказать, до конца, оставляя минимальный объем золы.
- Из предыдущего выходит следующее – такие печи можно редко чистить, золы-то остается совсем немного.
- Низкая материалоемкость при равномерном режиме тепловой отдачи между растопками прибора. Можно сделать такое сравнение – в городской квартире колебания температуры могут быть чаще, и это при центральном отоплении, чем в частном доме, где возведена кузнецовка. Учитываем тот факт, что закладка топлива производится всего лишь два раза в сутки.
- Есть возможность совместить печь Кузнецова с водяным отоплением дома. Вам только надо установить внутрь топки трубный контур, который и будет соединен с трубной системой водяного отопления. Самое главное, что технические характеристики агрегата из-за этого не ухудшаются.
- В печах этого типа невысокий дымоход. Но вот что удивительно, тяга из-за такой конструктивной особенности не снижается.
- Внутренняя конструкция позволяет производить установку печи в любое помещение в независимости от габаритов комнаты и ее предназначения. К тому же дизайн может быть выполнен по усмотрению заказчика.
- В таких приборах переход от топки до остывания происходит, так сказать, автоматически. При этом происходит самопроизвольное перераспределение тяги по каналам. Такой элемент, как вьюшка, нет необходимости закрывать. Как конструктивный элемент, она, скорее всего, должна использоваться во внештатных ситуациях.
Печь на два этажа
Каминопечь Кузнецова: порядовка
Каминопечь Кузнецова – это большой накопитель тепла. Кирпичная конструкция, похожая на камин, и тёплая как печь. За счёт своей массы каминопечь обогревает помещение уникальным способом.
Строительство каминопечей сложное дело, но при желании всё можно сделать своими силами. Начинать такой сложный процесс нужно обязательно имея под рукой порядовки. Каминопечь Кузнецова имеет массу достоинств.
Преимущества каминопечей:
- Красота и изящество каменной кладки;
- Эффективность кирпичного нагревателя;
- Незначительный выброс окиси углерода и сажи;
- Длительная поддержка комфортной температуры в доме;
- Экономичность.
Некоторые любители каминов делают их похожими на произведения искусства, украшая их решётками и элементами декора, воспользовавшись услугами кузнеца. Приятное ощущение лучистого тепла, можно почувствовать на себе, если оборудовать свой загородный дом или дачу такой каминопечью.
Конструкционные варианты
Отопительно-варочные печи для бытового использования по своей конструкции могут быть несколько типов.
Камерная
Металлическая камерная печь – это классическая «буржуйка», которая в современном производстве очень усовершенствована. У такого агрегата следующие технические характеристики:
Канальная
Принцип работы такой конструкции: газы догорают, а затем остывают и переходят по каналам между перегородками, и отдают тепло корпусу печи. Агрегат должен внутри прогреться до 400°С – тогда в ней произойдет дожигание. Современные буржуйки легко переквалифицировать под канальную схему. В этом случае от газохода оставляют только горизонтальное «колено» и оно отделяет от топки камеру сгорания.
Воздух для горения поступает через щели варочной поверхности или через специальный воздушный дроссель. Канальная буржуйка имеет КПД до 80%, а удельная тепловая мощность больше чем у камерной в несколько раз. Такая печка работает как при длительном горении, так и при пламенном, практически на любом топливе.
При этом мощность регулируется подачей воздуха – эта возможность здесь в 2 раза выше, чем в камерной буржуйке. Плюсом для применения в быту является и температура в дожигателе в пределах 250-300°С, а это удобно для приготовления пищи.
Почти все металлические бытовые печи до 15 кВт мощностью создаются по такой вышеописанной схеме. Корпус обычно создается из обычной стали толщиной от 4 мм, а варочная плита – из чугуна или стали от 8 мм.
Колпаковая
Наконец, колпаковая печь – это схема, в которой газы задерживаются сводом колпака до момента полного догорания, а потом они опускаются вниз и отдают остатки тепла. Такие конструкции обеспечивают более 70% КПД. Эта технология применима и относительно металлических котлов, однако здесь пришлось отказаться от пламени – металлический колпак просто не поглотит столько тепла, сколько выделяет без перегрева. Поэтому такие печи переведены в режим тления – это позволило довести время теплоотдачи до 60 часов (на дровах) или до 30 суток (на угле).
Печи длительного горения из металла могут изготавливаться своими руками и работают на дровах, угле, но не на влажном топливе, так как влажное не тлеет, сколько воздуха ему не дай. Если это специальный угольный котел, то работать на дровах он не сможет – просто не «выдаст» нужный КПД. Корпус такого котла делают из простой стали, окружив его герметичной газовой рубашкой.
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
Какие бывают кирпичные печи?
Но все же в первую очередь необходимо определиться с назначением печи, соответственно, с ее типом:
- отопительный вариант («голландки»);
- отопительно-варочная конфигурация (знаменитая русская печь, кухонная плита с духовкой и отопительным щитком, «шведки» и пр.);
- просто варочная печь (очаг кухонный, уличный барбекю, печь под казан);
- специальная узконаправленная печь (печь каменка для бани, тепличная печь, котел водяного отопления, гаражная печь и др.).
Для дачи преимущественно выбирают отопительный вариант печи или отопительно-варочный. Второй вариант оборудуется еще варочной плитой и, при необходимости, духовым шкафом – «духовкой». А любителям спокойного времяпровождения с созерцанием открытого огня следует задуматься о строительстве камина.
Обратите внимание! Камины — как источники тепла преимущественно передают его нам излучением. Поэтому мы чувствуем тепло непосредственно после его растопки, но вот долго удержать тепло в прямоточном камине не получится
По форме они разделяются на:
- прямоугольные;
- квадратные;
- угловые;
- круглые;
- Т-подобные.
Теплоотдающие параметры печей зависят также от толщины их стенок. Различают:
- тонкостенные;
- толстостенные;
- комбинированные.
Печи подвергают четырем основным видам внешней отделки:
- кирпич «под расшивку»;
- оштукатуренная печь;
- обвязка печным кафелем, плиткой;
- «одетая» в металлический футляр.
Печка обложенная плиткой
Относительно структуры дымоходных каналов различают печи:
- прямоточные или противоточные;
- с горизонтальными или вертикальными каналами;
- однооборотные или многооборотные;
- бесканальные;
- с нижним прогревом.
Виды печей из кирпича для дома
Домашние печки отличаются друг от друга по конструкции, форме и отделке. Можно сложить прямоугольную, квадратную или круглую конструкцию
Такое разнообразие позволит выбрать оптимальный вариант для конкретного проекта, принимая во внимание назначение печки и интерьер помещения, где конструкция будет находиться
Варианты печей
Русская печь — довольно большое сооружение, занимающее центральное место в доме. Конструкция включает в себя нагрев помещения, варочную камеру для приготовления пищи и выпечки хлебобулочных изделий. Наличие варочного отделения печи позволяет готовить пищу в соответствии с рецептами, которые просто нельзя приготовить по-другому. У конструкции русской печи есть ещё одна важная особенность — лежанка в её верхней части для сна. В старые времена, греясь на русской печи, люди лечили всевозможные заболевания (простуду, артриты, прострелы).
Голландская печка — коэффициент полезного действия у этого сооружения достигает всего 60 %. Фактически, это печь с топкой и системой для удаления дыма (дымоходом). Такие печи часто используются в небольших домах, но только для отопления, на них нельзя готовить пищу. Отсутствие варочной поверхности заставляет горячий воздух более эффективно нагревать кирпичные стены печки и воздух в помещении.
Печь для бани — эта конструкция предусматривает дровяное отопление. Обычно передняя часть печки выходит в предбанник, откуда и закладываются дрова. Задняя часть сооружения находится за перегородкой, отделяющей предбанник непосредственно от бани. Вместо сложных дымовых ходов в заднюю часть конструкции встроен металлический котёл для воды. Печь в бане выполняет две функции: быстро нагревает помещение (в течение часа-двух) и воду для мытья. С помощью этой печи баня очень быстро нагревается, но так же быстро и остывает (без регулярного подбрасывания дров).
Кирпичная печь с разветвлёнными дымоходами — сооружение предусматривает наличие множества ходов в задней стене печки, зачастую такая стена является перегородкой между соседними комнатами. Затопленная печь нагревается, а чтобы попасть в дымоход, горячий дым проходит через сложную систему дымовых ходов в стене и в результате сильно нагревает кирпичную кладку.
В такой конструкции зачастую предусмотрена встроенная передняя варочная панель из чугуна.
Узнайте, как построить голландскую печь, отопительную печь длительного горения и печь булерьян.
Она располагается на специально расположенных внутренних кирпичных выступах прямо над топкой для дров или угля, на ней почти всегда есть одно или два круглых открывающихся отверстия. Круглые отверстия на варочной плите закрываются с помощью специальных наборных колец разного диаметра, выполненных из чугуна. Эти отверстия служат для приготовления пищи, с их помощью добавляют или уменьшают температуру под кастрюлями с готовящейся едой.
Печь с водогрейным контуром — такая конструкция обычно идентична кирпичной печке с разветвлёнными дымовыми ходами, но в ней есть одно существенное отличие: в топку для дров встроена металлическая ёмкость для воды. Этот водяной котел соединён с системой отопления в доме, и когда печка топится — одновременно нагревается до кипения вода в котле. Расширяясь, вода поступает в трубы отопительной системы. Такая конструкция — одна из самых эффективных и энергосберегающих, к тому же предусматривает приготовление пищи.
Важно! В случае когда печь размещена рядом со стеной, конвекционные потоки холодного воздуха, поступающего из дверей и окон, активно перемещаются по дому. В результате жильцы будут постоянно ощущать холод и сквозняки в районе пола.
Печь с духовкой (ИП-2)
Очаг несколько ниже фасада. размеры составляют 102 на 77 сантиметров, при высоте 210 сантиметров, то есть тридцать рядов. Мощность печи 2,3 кВт, если топить два раза в сутки. Духовой шкаф в очаге монтируется под плитой. При этом даже при топке прибора по-летнему горячие газы направляются в отопительную камеру через специально оставленное для этого под плитой отверстие, таким образом, духовка омывается ими.
Важно теплоизолировать духовку двумя рядами материала, организовать зазор, который заполняется теплоизолятором, как вариант, древесная зола. Верхняя часть обмазывается глинопесчаным раствором толщиной полтора сантиметра. В печи устанавливается специальная вентиляционная задвижка, которую во время горения топлива оставляют закрытой
Если полностью открыть задвижку, тяга ухудшится
В печи устанавливается специальная вентиляционная задвижка, которую во время горения топлива оставляют закрытой. Если полностью открыть задвижку, тяга ухудшится.
Для того чтобы во время первой топки не произошло задымления помещения, нужно подготовить дымовую трубу. тогда вьюшку и летнюю задвижку приоткрывают, укладывают бумагу и поджигают. Труба прогревается, тяга улучшается.
Во время укладывания кирпичей дымохода они стесываются, согласно кирпичам, это позволяет дымовым газам обтекать повороты каналов и полноценно выводиться в атмосферу.
Печная фурнитура и материалы для кладки:
- топочная дверца (25 на 21 см) – 1 шт.,
- дверца поддувальная и вьюшечная (25 на 14 см) – 2 шт.,
- прочистная дверца (13 на 14 см) – 1 шт.,
- дверки варочной камеры (77 на 44 см) – 1 шт.,
- вентиляционная задвижка (13 на 24 см) – 1 шт.,
- летняя задвижка (13 на 13 см) – 1 шт.,
- колосник (25 на 25 см) – 1 шт.,
- двухконфорочная чугунная плита (71 на 41 см) – 1 шт.,
- душник самоварный (10 см) – 1 шт.,
- уголок (3 на 3 см) – 1 шт.,
- стальная полоса (5 на 0,5 см) – 1 шт. длиной 75 см и 3 шт. длиной 35 см.,
- вьюшка (18 см) – 1 шт.,
- красный кирпич – 600 шт.,
- огнеупорный кирпич – 50 шт.
Рис. 5.29. Дверца варочной камеры печи ИП-2. Размеры в мм
Рис. 5.30. Разрезы отопительно-варочной печи ИП-2 (с духовкой).
Размеры в см 1 — чистки; 2 — задвижка летнего хода; 3 — душники; 4 — вентиляционная задвижка; 5 и 6 — отверстия для входа газа в нижний колпак и дымовую трубу, 7 и 8 — верхний и нижний колпак; 9 — духовка; 10 — вьюшка
Рис. 5.31. Порядовки печи ИП-2 (с духовкой). Размеры в см
Рис. 5.31. Окончание. Порядовки печи ИП-2 (с духовкой)
“>
Особенности конструкции
С поиском чертежей колпаковых печей из кирпича сложностей нет. Только в сети в свободном доступе лежит не менее 150 вариантов. Но все они, так или иначе, созданы по одной методике, поскольку только она позволяет совместить продуктивность и эффективность системы отопления.
Сделать такую «кузнецовку» совсем непросто. Нужно соблюсти порядовки, которые разработал Кузнецов.
Согласно стандартной схеме, в «кузнецовке» должно быть 2-а колпака: нижний и верхний. Нижний колпак соединен с топкой, а верхний располагается в верхней части печки.
Нижний колпак необходим для разделения газов на холодные и горячие потоки. Это позволяет избавиться от недостатка, присущего канальным аналогам из кирпича – потери тепла под действием тяги через дымоход.
Горячий газ в «кузнецовке» надолго задерживается под первым колпаком. Затем он переходит во второй колпак, так как его основание располагается над вершиной первого колпака. Благодаря этому горячий газ отдает основную часть своего тепла стенкам печи. КПД такой конструкции – 95%. Это почти в два раза больше, чем КПД традиционной русской печи из кирпича.
В «кузнецовках» для отопления дома предусмотрена возможность управления потоками горячего газа с помощью задвижек. В зависимости от их положения изменяется движение газа по воздушным каналам. Так, при открытии одной из задвижек горячий воздух будет уходить в дымоход, минуя верхний колпак. Это так называемый летний вариант.
Принцип действия колпаковой конструкции
Ранее, до открытий Кузнецова, отопление было канальным, то есть горячий воздух из топки поднимался вверх внутри устройства, нагревая его стенки. Отдавая тепло кирпичам, газы охлаждались и под действием тяги уходили в трубу. Со временем в связи с неравномерным нагревом возникали трещины, и кладка требовала ремонта. Минусы канального нагрева – быстрое остывание, большое количество сажи.
Движения газов, по теории Кузнецова, происходит свободно. Горячий воздух внутри сооружения задерживают два колпака, расположенные или один над другим, или рядом. Существую варианты с отверстиями в середине куполов. Оба элемента соединены посредством так называемого «сухого шва» — свободного пространства, необходимого для циркуляции газов.
Схема движения газов в колпаковой печи
Когда топливо сгорает, горячие газы поступают под первый колпак, соединенный напрямую с топкой. Расширяясь, они не могут двигаться вверх и останавливаются в ограниченном пространстве, где со временем охлаждаются, либо поступают вниз, снижая тягу и задерживая процесс горения. Таким образом, регулировка температуры и мощности горения происходит самостоятельно.
Второй колпак создает дополнительную тягу, в результате чего сначала происходит полное сгорание твердого топлива, а полученное тепло сохраняется благодаря пиролизным газам, скопившимся под сводом. Благодаря тому, что раскаленный воздух не улетучивается моментально, а циркулирует внутри устройства, КПД источника тепла достигает 93%. Кроме этого, происходит ощутимая экономия топлива (брикетов, дров или угля), а осаждение сажи сводится к минимуму.
Особенности колпаковых печей
- Отличительной чертой печей Кузнецова является изолированный от основной кладки топливник (камера сгорания) которая выполняется из шамотного кирпича. Это обусловлено высокой температурой внутри камеры, которая может достигать 1200 °С . Неравномерное расширение шамотного кирпича и обычного керамического без устройства зазора между топочной камерой и стенкой неизбежно привело бы к растрескиванию печи. Пространство между топливником и стенкой обычно составляет 5 мм. В целях повышения теплоотдачи оно заполняется минеральным уплотнителем: асбесто — или минеральным картоном.
- Второй особенностью коппаковой печи является наличие «сухого шва» — узкой (20 — 30 мм) щели в стенке топочной камеры, которая заполняется воздухопроницаемым минеральным материалом (минеральной или асбестовой ватой). Сухой шов предназначен для дополнительного притока воздуха в топочную камеру из внутреннего объема печи. Приток нагретого воздуха повышает температуру горения топлива и способствует более экономичному расходованию дров.
- Еще одной особенностью колпаковой печи является расположение калориферов, водогрейных баков и духовок в объеме второго колпака. Такое расположение исключает непосредственный контакт труб или металлического корпуса дополнительного оборудования непосредственно с открытым пламенем или раскаленными газами. Температура во втором колпаке обычно не превышает 400 ° С , что вполне безопасно для металла.
- Колпаковая печь имеет относительно короткий дымоход. Его задача – отведение продуктов горения, и только во вторую очередь создание тяги в печи.
- КПД колпаковых печей некоторых моделей достигает 80% по сравнению с max. 60% для печей других конструкций. Благодаря небольшим размерам топочной камеры расход топлива очень экономичный. Он на 20 — 50% ниже, чем в печах с прямоточным отведением печных газов.
Дополнения от автора
Поскольку к нам в редакцию продолжают обращаться читатели с просьбами уточнить некоторые детали построения печи, мы публикуем дополнения и еще несколько чертежей от автора, которыми он также решил поделиться.
Несмотря на представленное приложение к статье о колпаковой печи, остался без ответа простой вопрос:
1. Почему печь побелена?
Чтобы скрыть следы ремонта, который проводится летом, шпателем раскрываю трещины, образованные в швах между кирпичами. Возникновение трещин обусловлено интенсивной растопкой, когда в первые часы топки закладываем много дров. Осторожная умеренная растопка обязательна при запуске печи.
2. Раствор для ремонта, если нет сухой жаропрочной смеси – просеянная зола и цемент в дозах 1:1.
По содержанию поступивших вопросов и длительной эксплуатации (14 лет) внес изменения в эскизы печи. Изменения касаются 11 ряда порядовки кладки и того, что устанавливается на нее (плита), и выше (на 16-й ряд – кружало). Изменения представлены эскизами.
11-й ряд является верхним уровнем плиты, увеличена его ширина на пол кирпича (125 мм) и глубина на 65 мм, что увеличит теплоотдачу и полезную (рабочую) поверхность. При этом 13 кирпичей подлежат доработке. Чугунная плита оригинальная, в продаже отсутствует, надо размещать заказ изготовления отливки.
Традиционные конфорки со съемными кольцами заменены тонкой стенкой толщиной 4 мм, что предотвратит загрязнение дымом устанавливаемой посуды. Плоскость плиты должна совпадать с кирпичной кладкой. В кирпичах предварительно выполняются вырезы высотой 22 мм (высота шва и плиты).
Кружало устанавливается на 16-й ряд кирпичной кладки без раствора. Шнуры и прокладки при растопке печи сгорят, зазор теплового удлинения кружала останется. Внутреннюю поверхность кружала до установки следует проверить на шероховатость. Плоскость должна быть гладкой: в состоянии поставки холодно-катанного проката с промасленной поверхностью.
После выставления кружало обкладывается клиновыми шамотными кирпичами в три полукольца. Полукольца укладывать в два приема с интервалом не менее суток. Данное правило целесообразно использовать и при выполнении остальных порядовок печи. После укладки 4-х порядовок нужно сделать суточный перерыв под затвердевание раствора швов.
Торцевые стенки колпака завершают изготовление печи. Здесь кирпичи ставим на ребро, чем достигается min толщина стенки – 65 мм, чтобы иметь в кирпичной кладке две поверхности быстрой отдачи тепла. Данное качество полезно для быстрого прогрева комнаты после длительного отсутствия хозяев.