Печи кузнецова: секреты популярности и особенности кладки

Особенности конструкции

Печи Кузнецова – это колпаковые конструкции. От традиционных русских печных моделей они отличаются тем, что внутри них бывают установлены колпаки. Их может быть несколько, и они могут располагаться в различном порядке. Но в любом случае между ними бывает пространство, по которому газы могут свободно перемещаться.

Как это работает

Разработанный Кузнецовым метод возведения печей стал инновацией в строительной сфере. Дело в том, что в традиционных печных конструкциях обогрев происходил посредством тяги в каналах. Это приводило к неравномерному распределению тепла в печи и возникновению трещин в ее стенках.

В кузнецовских моделях газы движутся свободно. Поскольку конструкции состоят из колпаков, располагающихся друг от друга на расстоянии 2–3 см, то гарантировано равномерное распределение тепла. Первый колпак объединен с топкой. По этой причине самые горячие газы поднимаются наверх. Какое-то время они держатся в верхней части конструкции. К тому времени, когда они остывают и спускаются, стенки печи бывают уже прогреты ими.

Затем процесс повторяется. Так происходит непрерывное и интенсивное обогревание конструкции, а, соответственно, и помещения. Но поскольку одного колпака для оптимального обогрева бывает недостаточно, большинство кузнецовских моделей оснащены двумя или тремя сводами. Принцип работы в них аналогичен одноколпаковому варианту.

Достоинства и недостатки

Равномерное распределение тепла следует относить к основному преимуществу данных конструкций. Однако плюсы применения кузнецовских моделей на этом не заканчиваются. К несомненным достоинствам колпаковых печей следует отнести следующие факторы.

1. Коэффициент полезного действия – 95 % (для сравнения: в традиционных русских печах он составляет 25 %).
2. Больше места для установки стального нагревательного элемента.
3. В процессе обогрева не выделяются сажа и дым.
4. Чистить кузнецовские печи следует во много крат реже, нежели традиционные конструкции.
5. Возведение данных моделей в финансовом отношении обойдется намного дешевле, нежели построение русской печи.
6. Конструкции Кузнецова прочны и устойчивы к образованию трещин.
7. Такие печи можно строить по индивидуальным размерам и формам.
8. Модели Кузнецова отличает эстетичный внешний вид, который к тому же можно видоизменять, применяя фантазию и различные дизайнерские решения.

Видимо, в силу всех вышеперечисленных качеств данные конструкции приобрели популярность еще в 60-х годах. А потом они только совершенствовались и на сегодня практически лишены недостатков. Тем более что позже Кузнецов трудился над разработками не один, а с группой единомышленников.

Виды печей Кузнецова

То разнообразие колпаковых печей, которое существует на сегодняшний день, можно классифицировать по различным факторам. Так, в зависимости от количества колпаков разработанные Кузнецовым модели делят на одноколпаковые, двухколпаковые и многоколпаковые.

https://vk.com/video_ext.php

По назначению данные модели делятся так

Помимо этого, есть еще печи специального назначения, также разработанные Кузнецовым.

Печки для бани

Принцип работы банных печей Кузнецова остается неизменным – естественное перемещение газов через два колпака. Другое дело, что здесь присутствует каменка, которую нужно хорошенько прогревать для получения качественного пара. Разработчиком предложено и по сей день используется оптимальное техническое решение, где каменная засыпка располагается в духовке из жаропрочной стали. Духовка располагается непосредственно над топливником.

Тепловая энергия, аккумулирующаяся в нижнем и верхнем колпаках, используется для подогрева воды и отопления не только помещения парной, но и всех прилегающих комнат. Змеевик для воды устанавливается под первым колпаком таким образом, чтобы его можно было легко отремонтировать или заменить. Место установки можно определить, изучив чертежи печей.

Помимо готовых модификаций банных печей И.В. Кузнецов дает рекомендации по их правильной установке, по планировке помещений с целью выбора оптимального варианта. Также есть возможность выбора, среди разработок имеются как малые печи для протапливания небольших бань, так и более серьезные модели с большими баками для нагрева воды.

Необходимые материалы и инструменты

Отопительно-варочная печь Кузнецова предусматривает наличие следующих материалов, чтобы полностью обеспечить проект:

• кирпич для печи (красный, огнеупорный);
• колосниковая решетка;
• дверца для печной, варочной топки и поддувала;
• панель для варки;
• «летняя», топочная и задвижка для дымоходной трубы;
• металлический уголок и полоска;
• лист металла, керамическая плита или любой другой имеющийся материал с огнеупорными свойствами.

На одних материалах двухколпаковая печь не построится, поэтому стоит заблаговременно позаботиться о наличии строительного инвентаря. Список необходимого оборудования может меняться в зависимости от желаемой постройки и дополнительных требований заказчика. В работе также не обойтись без следующих инструментов:

• кельма;
• шпатели;
• миксерная насадка для раствора;
• строительный уровень;
• болгарка;
• перфоратор;
• отвес;
• посуда для замеса раствора.

Подготовка к работе

До того как соорудить печи Кузнецова своими руками, внимательно изучается схема постройки, уточняются все спорные моменты кладки. На начальном этапе необходимо заложить мощный фундамент, чтобы конструкция выстояла перед всеми внешними факторами в будущем. Важные советы на подготовительной части работы:

• Очаг и колпак совмещаются сухим швом, чтобы потоки воздуха правильно циркулировали в процессе топки печи.
• Камин не должен содержать над камерой топки катализатор, выполненный из огнеупорного кирпича в виде решетки.
• Топочная часть и колпак не объединяются по причине того, что процесс сгорания дров должен осуществляться в определенном объеме для создания максимальных показателей температуры.
• Если помещение имеет деревянные стены, конструкция печи заблаговременно ограждается специальными металлическими пластинами.

Чертежи и схемы

Купольные кузнецовские печи не так просты в изготовлении, как кажется вначале. Если порядовка закладки нарушается, раствор приготовится не той консистенции и состава, который требуется, конечный итог выйдет неутешительным. Перед установкой правильно подбирается схема постройки, подробно изучаются чертежи и только потом ведется работа.

Как сделать основание постройки?

Дровяная кирпичная печь строится с закладки фундамента, который будет основой будущей конструкции. Инструкция по работе:

1. Выкапывается яма прямоугольной формы глубиной около 1 метра.
2. Днище посыпается песком толщиной в 15 см и утрамбовывается на протяжении нескольких дней.
3. Формируется опалубка из древесных досок.
4. К работе подключают прут из металла для армирования бетонного слоя.
5. Не спеша заливается бетон, в процессе удаляются лишние пузырьки воздуха. Кирпичное основание должно быть в форме гладкой ровной плитки.
6. Фундамент сохнет на протяжении нескольких недель, после чего начинается кладка.

Основная работа

Порядовка кузнецовки осуществляется следующим образом:

1. Выкладывается слой из 20 кирпичей максимально ровно, так как это основа всей конструкции.
2. Создается основа камеры поддувала и нижнего колпака.
3. Закладывается кирпичный слой по стандартному принципу.
4. Выкладываются стенки частично из шамотного кирпича, создаются боковые стенки топочного участка.
5. Порядовка подразумевает создание топливной камеры.
6. Происходит процесс установки дверцы для камеры сгорания.
7. Следующий ряд подразумевает стандартный принцип укладки.
8. Выкладка огнеупорным и красным кирпичом согласно схеме.
9. На этом уровне формируется очаг и проход для сгорания конечных продуктов, накладывается асбестовая полоска.
10. Этап включает создание выемок для плиты и продолжается закладка по принципу предыдущих рядов, прокладывается асбестовая бечевка.

https://youtube.com/watch?v=vXFx1VcDXKQ

Всего в процессе присутствует более 30 этапов, каждый из которых требует повышенной внимательности к деталям. Все действия осуществляются согласно схемам плана, утвержденным до начала проведения работ. Проекты завершаются формированием дымохода, в особых случаях приходится обращаться за дополнительными услугами кровельщиков.

Чем объясняется высокая эффективность печей

Причины, по которым колпаковые печи являются настолько эффективными по сравнению с традиционными устройствами, следующие:

• Правильное распределение дымных газов по температуре нагрева за пределами топочного отделения.
• Большое количество колпаков способствует задержанию горячего газа и более эффективной аккумуляции тепла внутри устройства.
• Правильное расположение колпака способствует сдерживанию нагретых газов и поддержанию высокого температурного режима. Это приводит к сбору продуктов сгорания топлива в одном месте и снижению уровня образования сажи в дымоотводной трубе. По этой причине «кузнецовки» не требуют частой чистки от сажи.
• Теплообменник располагается в колпаке, поэтому не удерживает производимое печью тепло и не снижает уровень КПД.

Построить печь Кузнецова своими руками не так и просто, но все, что потребуется от мастера, – это следовать четкой пошаговой инструкции.

Расчёт купольных отопительных приборов

Не вдаваясь в сложные термодинамические выкладки, приведём простейшую методику расчёта колпаковой печи, которой пользуются не теоретики, а самые что ни на есть настоящие печники с большим стажем работы и десятками успешно работающих отопительных прибооров в активе.

Если за основу планируется взять одну из существующих конструкций, то потребуется посчитать теплопотери помещения. Для этого определяют его объём, основываясь на габаритах внешних поверхностей стен и потолков. Чтобы упростить себе задачу, можно измерить внутренние размеры и прибавить к ним удвоенные значения толщины стен. Получив кубатуру помещения, умножают её величину на 21 — усреднённое значение тепловых потерь для 1 кубического метра общего объёма. Мощность печи должна быть на 15–20% больше полученных значений.

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

Теперь что касается случая, когда по какой-либо причине ни один из найденных проектов вас не устраивает. Выход один — создать отопительный прибор самостоятельно, основываясь на общих принципах строительства колпаковых печей и способах определения их внутренних размеров по методу пропорций. Всё, что для этого потребуется — правильно определить внешние габариты обогревающего агрегата. Методика расчётов в этом случае также не отличается сложностью. Прежде всего, полученное значение теплопотерь надо разделить на 300 — тепловую мощность, которую можно снять с 1 кв. м внешних стенок печи. При этом берутся в расчёт только активные поверхности, то есть те, которые непосредственно участвуют в теплообмене. Таким способом получают площадь стенок, расположенных выше колосников. Прибавив к ним квадратуру остальных частей печи, получают общую площадь твердотопливного теплогенератора. Его высоту и ширину определяют согласно соотношениям конструкции, взятой в качестве примера.

Делая печь более компактной, следует знать, что двойная топка никогда не даст удвоенной теплоотдачи. Максимум, которого можно добиться — это прирост тепловой энергии на 40–50%. Так что эстетам и перфекционистам придётся смириться с потерей в экономичности отопительного прибора.

Что же касается сухого шва, то его выполняют шириной 2–3 см, причём нижнее значение принимают во время постройки ежедневно эксплуатируемых агрегатов, а верхнее — при сооружении «печей выходного дня», то есть установленных на дачах, в охотничьих домиках и т. д.

Как и было обещано во вводной части, представляем вашему вниманию порядовку и технологию строительства несложной в изготовлении, но очень популярной печи авторства И. В. Кузнецова. Её тепловая мощность составляет 10 кВт, чего будет достаточно для дома средних размеров.

Порядовка одной из наиболее повторяемых конструкций, разработанных И. В. Кузнецовым

Техника безопасной эксплуатации водяного котла

Исправная работа отопительной установки, большой срок эксплуатации напрямую зависят от обращения с печкой с первых дней после создания.

Нельзя пытаться отапливать дом, если из теплообменника была слита вода. Полученные повреждения исправить уже не получится.

Также нельзя вливать жидкость в трубы, если печь уже нагревается, а собственник потом вспомнил об этом, так как контур начнет трескаться от перепада температур.

Допускается закачка влаги без использования циркуляционного насоса, но тогда скорость водного перемещения значительно снизится. Это повлечет уменьшенную теплоотдачу системы обогрева.

Не допускается перекрытие тока воды во время горения печки, так как без полного остывания появляется риск разрыва перегревшегося теплообменника.

Отопительная печь конструктора Кузнецова несет большую потенциальную пользу для быта, особенно в условиях холодного климата. Но сложность исполнения, наличие множественных нюансов кладки, потребуют обязательной консультации с опытным мастером печных дел.

Пошагово процесс сборки печки Кузнецова показан в нижеследующем видео:

https://youtube.com/watch?v=aUj_c4Eb9Bk

Основные этапы обустройства кирпичной печи по порядовке своими руками

При использовании порядовки для отопительно-варочных печей необходимо выполнить ряд ключевых этапов. Всем им присущи свои нюансы проведения и уникальные характеристики, зная которые можно обеспечить высокий уровень качества и свести к минимуму затраты по обустройству печи своими руками.

Далее будет рассмотрен пример устройства печи на основе порядовки «шведка».

Технология работ

В конструкции подобной отопительной установки. имеющей уже порядовку, предусмотрено поддувало. Об этом особенно необходимо помнить, приступая к работам по обустройству печи своими руками

В то же время важно учесть особенности укладки 1-го ряда кирпича
Дело в том, что здесь необходимо обеспечить соответствие с уровнем и контроль углов, используя для этой цели строительный угольник;

Вместе с тем необходимо обращать внимание на все характеристики первого ряда. Дело в том, что это в значительной степени оказывает влияние не только на срок службы и надежность отопительной установки, но и на эффективность ее работы;. Технология использования порядовки предусматривает по завершении укладки первого печного ряда выполнение монтажа двери и поддувало, вслед за чем приступают уже к укладке 2-го ряда;

Технология использования порядовки предусматривает по завершении укладки первого печного ряда выполнение монтажа двери и поддувало, вслед за чем приступают уже к укладке 2-го ряда;

При возведении 3-го ряда варочной печи необходимо придерживаться в точности указаний порядовки
Для создания поддувала следует стесать кирпич с каждой из сторон

Причем здесь необходимо учесть, что устраиваемый ряд должен иметь ту же высоту, что и дверца;

Для укладки 4-го ряда печной кладки выбирают место с левой стороны. Эту работу начинают с установки двери, обеспечивающей удаление золы. Это не позволит обеспечить нормальную работу аппарата. Что же касается непосредственно кладки, то при ее выполнении придерживаются аналогичного порядка, что и в самой схеме. Причем обязательно необходимо позаботиться о перекрытии дверцы поддувала. Над зольником необходимо изготовить отверстие в виде квадрата. Реализуется этот замысел при помощи укладки кирпича специальным образом;

Начиная укладывать 5-й ряд, необходимо следить за тем. чтобы отверстие зольника начало сужаться. По своему виду этот ряд аналогичен 4-му. Поэтому и технология его укладки будет такой же;

Приступая к устройству 6-го ряда в качестве материала необходимо применять специальный кирпич, обладающий огнеупорными свойствами. Чаще всего схема, разработанная квалифицированными печниками, содержит пометку об этом в виде штриховки. Подобная подсказка позволяет упростить процесс кладки и избежать возможных сложностей при выполнении этих работ;

Кирпич, который будет укладываться перед колосниковой решеткой, должен быть сколот. Подробное решение положительно сказывается на эффективности и качестве размещения топлива на решетке во время пользования печью. В то же время поддержку решетки будет обеспечивать непосредственно 5-й ряд печной кладки;

Кирпичи 6-го ряда и решетка колосника должны создавать между собой достаточное пространство шириной 10–15 см, куда необходимо поместить песок или золу, а наличие подобного зазора необходимо для создания эффекта расширения металла решетки при пользовании отопительным прибором;

После создания на прошлых этапах П-образного канала его необходимо перекрыть. Причем это делается с тем расчетом, чтобы в результате возникла три новых. Этот этап предусматривает установку дверцы топочной печи, поддержку для которой обеспечит непосредственно 6-й ряд кладки печи;

Процесс укладки 8-го и 9-го рядов кладки печи «шведка» выполняется по той же схеме, что и в случае с 7-м. При этом необходимо помнить о том, что он должен иметь ту же высоту размещения, что и дверца топочной камеры. Здесь в обязательном порядке выполняется обработка кирпичей, при помощи которых перекрывается доступ к перегородке топочной камеры и левому каналу: их обтесывают обеих сторон, благодаря чему обеспечивается эффективность и плавный переход продуктов сгорания из топки в канал;

Для создания 10-го ряда печи используют огнеупорные кирпичи. Технология укладки предусматривает обеспечения вертикальности размещения, что должно дополняться регулярной проверкой, осуществляемой посредством строительного уровня. Необходимость этого обусловлена тем, что для подобных печей при порядовке на эти кирпичи должен размещаться специальный варочный настил;

Далее, можно приступать к приклеиванию топочной дверцы. в результате заключительный ряд будет иметь два канала, отличающихся наличием идеально квадратного сечения.

Пробная топка

После сушки выдвигаем из пазов половинки кирпичей, оставленные для очищения участков от строительного мусора, выгребаем его и выносим из комнаты. Все зазоры между стенами и дверцами замазываем раствором шамотной глины или заполняем жаростойким герметиком.

Разводим небольшое количество раствора для кладки и укладываем половинки в пазы. Пустоты в швах заделываем раствором, швы должны быть полностью герметичными.

Укладываем полную закладку сухих, мелких дров из лиственных пород древесины, но не ольхи. Открываем все полсти для вентиляции топки. Делаем факел из бумаги или большую лучину, поджигаем и удерживаем в окошке для чистки, выполненном под варочным отсеком до 8 минут.

Закрываем этот канал и поджигаем дрова. Печь не должна дымить. Если дрова сразу начали плохо гореть, еще раз проверяем уровень тяги, может остался мусор.

Пробный запуск агрегата необходим для устранения возможных неисправностей и строительного брака. После прогорания закладки дров, зола и остатки дров вычищаются из топки и зольника. Печь оставляется до полного остывания. После этого печь готова к эксплуатации.

Важно! Определить качество тяги можно по цвету пламени в топке. Светлый цвет дыма – дрова сгорают полностью, система дымохода исправна

Но если цвет огня темно – красного, бордового цветы – значит, пришла пора чистить дымоход из-за неполного сгорания дров и не достаточной тяги.

Конструктивные особенности

Все печи Кузнецова (а их, напомним, более 150 образцов) можно разделить по функционалу:

• отопительные;
• варочные;
• камины;
• гриль;
• комплексные.

И хотя самой популярной моделью являются варочные, где предусмотрена функция приготовления пищи, все указанные агрегаты работают по одному и тому же принципу –разделение горячих газов на потоки.

Фото 2 Варочная печь по системе Кузнецова

На фото вы видите печь Кузнецова, сделанную своими руками, где топливник располагается возле самого пола и на всю длину. Получается очень эффективный нижний прогрев с последующим переходом на верхний уровни. Сразу за топливником располагается колпак с нижним выходным отверстием, который и сепарирует горячий газ. Наиболее горячая его часть поднимается вверх, а остывшая, более холодная, оседает на колпак и выходит через отверстие. Такая циркуляция происходит постоянно, пока в топливнике горят дрова.

Так выглядит схема печи с водяным контуром:

Некоторые специалисты пытаются доказать неэффективность подобной технологии, ссылаясь на то, что задерживаемый дым ухудшает тягу. Однако, уже более 50 лет такая конструкция считается самой эффективной. Именно поэтому мастера пытаются сделать печи Кузнецова своими руками, находят  чертежи, консультируются с автором технологии.

Фото 3 Печь системы Кузнецова

Банная печь

Банная печь может отапливать одновременно три помещения. Это парилка, мойка и комната отдыха. Также печь для бани выполняет функцию вентилирования, нагревает воду и может создать пар разный параметров. Она может регулировать влажность и температуру, с её использованием пространство быстро нагревается и автономно поддерживает необходимую температуру. Правильно сделанная порядовка обеспечит безупречный результат.

Кроме того, она может генерировать электричество. А если сделать печь с камином, то можно будет и еду готовить на углях. Люди, которые используют банную печь, подтвердили, что она может сделать как влажный, так и паровой режим в сауне. Сделать такую печь Кузнецова можно без затруднений, следуя чертежу.

Принцип действия колпаковых печей Кузнецова: порядовка

Принцип работы печей Кузнецова не сложен. При строительстве печи необходимо все работы производить согласно чертежам, схемам и конечно пользоваться порядовками.

Все колпаковые печи Кузнецова работают по принципу, предполагающему разделения продуктов горения. Принцип этот заключается в том, что газ, образующийся в результате сгорания топлива, разделяется на два потока: холодный и горячий. Движение газов внутри конструкции печи очень грамотно продумано. Горячий воздух задерживается в печи и долго хранит тепло. Холодный же воздух быстро улетает в дымоход, по специально сделанному углублению. Печь, действующая по этому принципу, называется колпаковая (купольная). Внутри такой печи очаг объединён с нижней её частью и образовывает что-то вроде колпака. Он то и выступает разделителем газов на два потока. Поток горячего воздуха поднимается и задерживается в колпаке, таким образом происходит концентрация тепла.

Достоинства печей Кузнецова:

• Экономичность;
• Длительное сохранение тепла;
• Небольшое сажообразование;
• Нет необходимости частых чисток;
• Возможен выбор разных форм и дизайна.

Высокий показатель КПД (95%) печей Кузнецова – результат принципиально новой разработки и конструктивных особенностей. Для сравнения традиционная русская печка имеет КПД 25-40%. Если у печей Кузнецова есть недостатки, то их немного, и они теряются на фоне достоинств.

Устройство

Устройство колпаковой печи Кузнецова представляет увеличенное пространство и уровень теплоотдачи выходящих газов из топочного отделения. Здесь использована система объединения топки с нижней частью корпуса отопительного прибора. Получается конструкция похожая на колпак. Такое устройство позволяет выходящим газам полностью отдавать тепло и увеличивается производительность устройства.

В промежутке между топливником и колпаковой схемой обустраивается небольшой паз в задней стенке топливника. Эту щель принято называть сухим швом. Такое устройство позволяет облегчить прохождение отработанных газов по системе и обоснована:

• потоки холодного воздуха проходят внизу. Нагреваясь, они вытесняются в систему вентиляции;
• нагретый воздух, двигаясь по колпаковой системе полностью отдает тепловую энергия и только затем проходит в дымоход.

Газы двигаются «самотеком», под собственным весом. Дымоход можно выполнять укороченным, благодаря этому, возрастает уровень тяги, твердое топливо полностью сгорает в топке. Слой сажи, оседающий на стенках вытяжки, уменьшается. Эти качества позволяют использовать печи даже с прикрытым шибером.

Важно! Конструкция несложная, при начальных навыках и умении ровно выполнять кладку с работой справится даже новичок, но лучше работать под контролем профессионала. Главное иметь подробные чертежи и внимательно выполнять схему порядовки.. Еще одна отличительная черта печей Кузнецова – это возможность регулировки температуры горения и возможность организации отдельной «летней» топки

С ее помощью прогревают и сушат печь после долгого перерыва в работе

Еще одна отличительная черта печей Кузнецова – это возможность регулировки температуры горения и возможность организации отдельной «летней» топки. С ее помощью прогревают и сушат печь после долгого перерыва в работе.