Особенности, виды печей Кузнецова. Рекомендации по созданию своими руками. Печь кузнецова

Печи Кузнецова: работа и особенности конструкции

Экология потребления. Усадьба: Печи инженера Кузнецова известны не только на родине, но и во всем мире с 60-х годов прошлого века. Причем актуальность разработок полувековой давности нисколько не стала меньше, а наоборот - печи Кузнецова все более популярны.

Печи инженера Кузнецова известны не только на родине, но и во всем мире с 60-х годов прошлого века. Причем актуальность разработок полувековой давности нисколько не стала меньше, а наоборот - печи Кузнецова все более популярны. Целью модернизации старинной конструкции русской печи при не столь значительном изменении ее внутреннего устройства было создание отопительного агрегата с более высоким КПД при экономии топлива. Возможно, это было предвидение - поскольку тенденция к удорожанию всех видов энергоресурсов, в том числе и биологического топлива, упорно говорит о том, что экономить ресурсы нам придется, и со всей серьезностью? Но полвека назад слова «энергоэффективность» и «энергонезависимость» в контексте жилого дома были не так знакомы, как сегодня.

Внешний вид колпаковой печи Кузнецова практически не отличается от моделей традиционных русских печей. Но теплотехнические параметры несколько иные - всего один пример:

для обогрева дома, имеющего площадь до 100 м2, достаточно одной колпаковой печи Кузнецова, вырабатывающей примерно 4-5 кВт
по справочным данным: для отопления данного объема нужен агрегат с показателем не менее 10 кВт тепловой мощности

Плюсы печей Кузнецова:

Очень высокий КПД, применительно для печей, работающих на дровяном топливе - не менее 80%
Топливо сгорает при высоких температурах
Печь работает на всех видах твердого топлива - древесина, каменный и бурый уголь, брикеты и т.д.
Сгорание топлива до минимального зольного остатка, как следствие - не только экономия топлива, но и упрощение эксплуатации, поскольку чистить печь от золы нужно намного реже
При периодичности топливных закладок в кузнецовку всего два раза в сутки можно иметь тепловой режим в доме, выгодно отличающийся даже от режима квартир с центральным отоплением. Квартира в многоэтажке имеет более частые температурные колебания, чем частный дом, отапливающийся печью Кузнецова, дающей равномерную тепловую отдачу между топками
Совмещение печи Кузнецова и водяного отопления дома несложно и часто применяется на практике. Внутри топки устанавливают трубчатый теплообменник и соединяют его с трубопроводом отопительного контура. Основной плюс - теплотехника и теплоотдача печи при модернизации остаются неизменны, без малейших снижений эффективности
Конструкция кузнецовки позволяет устраивать невысокие дымоходы, причем снижения тяги при этом не происходит. Данный факт несколько удивляет тех, кто впервые знакомится с конструкцией и работой данных печей
Особенности внутренней конструкции печей Кузнецова позволяют устанавливать агрегат практически в любых помещениях любых размеров, независимо от того, для чего помещение предназначено. И в кухнях, и в общих комнатах печь выглядит солидно и эстетично, и органично вписывается во многие интерьеры
Самая интересная и необычная в контексте домовой печи особенность кузнецовки: можно не закрывать вьюшку. Эта важнейшая деталь печи и одно из условий безопасной повседневной эксплуатации - для печи Кузнецова нужна только в том случае, если наступает внештатная ситуация. Дело в том, что когда процесс сгорания топлива подходит к завершению и начинается остывание, тяга в каналах печи перераспределяется самопроизвольно, «автоматом»

Перераспределяется тяга по особой схеме, которая является уникальной особенностью конструкции печи. В устройство введены каналы, которые называются низовыми. По этим низовым каналам воздушные потоки, подчиняясь тяге, проходят рядом с нагретыми частями печи. При наличии огня в топливном отсеке печи этот огонь «притягивает» на себя часть воздушных потоков

По материалоемкости печи данной конструкции также имеется интересный факт: колпаковая печь Кузнецова имеет больше свободного пространства внутри, она более «пустая» по сравнению с большинством многоканальных моделей. Порядовки могут иметь вариации, но по расчетам видно, что печь Кузнецова требует меньше стройматериала для возведения, примерно в 1,4-1,5 раза на единицу вырабатываемого тепла.

Особенности устройства печи Кузнецова

Известно, что устройство дымоходных труб в виде длинных и узких канальных конструкций имеет одной из целей - экономию. Вихревой поток раскаленных дымовых газов не доберется до выхода из дымоходной трубы, пока не оставит всю свою энергию и тепло в печи. Все классические печи, имеющие сложные многооборотные дымоходные каналы (например, пятиоборотные голландские печи) имеют в той или иной степени турбуленцию потоков в своих сложных трубах. Печь часто гудит зимой, эту «музыку» слышали все, кто отапливается большими печами.

Конструкции оборотных протяженных дымоходных каналов и длинных дымовых труб работают на то, чтобы заставить дымовой газ отдать все тепло внутри печки - в теории. Но на практике часто получается не совсем так, и в итоге отклонений КПД печи дает процент меньше ожидаемого - до 55-60%. Причина одна - большая часть энергии все же улетает в атмосферу через дымоход. Выделение тепла огромно, но в канальной конструкции только его часть идет на нагрев теплоносителя в теплообменнике и на обогрев воздуха помещения. Другая часть летит в трубу, по разным схемам, но ни одна из этих схем устраивать не может:

Раскаленный турбулентный поток вылетает в трубу, практически не успев остынуть
Дымовой газ остынуть успевает, но слишком быстро - и дымовые остатки в твердых частицах просто огромны, а сажевые наслоения заставляют чистить дымоход чаще, чем планировалось

Даже непонятно, какой из вариантов менее желателен. Когда инженеры-теплотехники шутят, то можно услышать сравнение канальной конструкции печи ни много ни мало, а с ядерным реактором. А вот кузнецовки сравнивают с термоядерным, причем вся выданная топливом энергия и все тепло идут в обогреваемое помещение. Но более важно то, что тепловой энергии выделяется необходимое количество - столько, сколько нужно и не более. Такая схема возможна по причине особой организации движения дымового газа - он не крутится многократно в каналах, а подается в тело печи сразу.

Колпаковая модель печи, сравнение

Колпаковая печь как модель известна давно, и в печах кузнецова используется та же схема - внутренняя полость печи устроена таким образом, чтобы топочных газ перемещался свободно. Но одновременно организован и пиролиз, и в результате топливо сгорает до мельчайших частиц.

Если рассматривать как пример двухколпаковую печь Кузнецова, то пиролизный процесс, причем саморегулирующийся, идет сразу под первым колпаком. Схема «регулировки» такова: как только горючее в топливной камере разгорается сильнее, заполняющий колпак топочный газ двигается книзу. Сдерживаемый колпаком газ не может уйти кверху, и не просто увеличивается в объеме, а становится плотнее и давит всей массой на огонь, который при этом не может не терять часть интенсивности. В результате процесс горении стихает до определенного значения, и давление газов ослабевает, затем весь процесс повторяется.

По мнению специалистов, в идеале двухколпаковые печки должны иметь круглое сечение. Тогда вторым колпаком будет служить наружный свод, или стенка агрегата, где будут нейтрализоваться генераторные газы - угарный газ СО и окиси азота. В дымоходную трубу при этом будет выходить только водяной пар и углекислый газ. Но при этом круглое сечение печи создает некоторые проблемы при возведении и эксплуатации:

Чистка круглой печки - неудобна, это отмечают владельцы таких печей
Дверцы смонтировать сложнее, чем в плоской стенке

В результате поступают практичнее - соединяют оба колпака дымоходом, установив их друг над другом. КПД при этом будет меньше, порядка на 2-3%. при желании интегрировать печку в отопительную водяную систему дома или иметь горячую воду от печи - проточные теплообменники устанавливают под вторым колпаком, а не под первым, который дает основной выход тепловой энергии. второй свод имеет температуру нагрева всего от 300 до 400 градусов, поэтому теплообменник выбирается сравнительно попроще, в том числе и по материалу. кроме того, под вторым сводом не будет сажевых наслоений, и металл встроенного теплообменника прослужит дольше.

Модификаций печей Кузнецова разработано очень много - причем не исключительно домовые печи для обогрева жилья. Имеется целый ряд моделей для бань, печки с лежанками. Отдельное место занимает популярная линейка отопительно-варочный печей. Но по принципу внутреннего устройства - все варианты сходны.

Некоторые нюансы по возведению печи Кузнецова:

Тело печи возводят из красного печного кирпича, марка не ниже М150
Для топочного отдела необходим жаростойкий и огнестойкий кирпич, практически единственный вариант - шамот. Марка Ш-5; Шб-8, размеры не имеют особого значения, поскольку топка конструкционно не связана с телом печи
Вся конструкция топки должна быть отделена от тела печи, вариант - плавающая конструкция. Причем не просто отсутствует перевязка печных и шамотных кирпичей, а оба модуля принципиально отделены - недопустимы никакие крепежи, выступы или опорные части. Раствора между шамотной кладкой и печным кирпичом также быть не должно, а только компенсационные зазоры, заполняемые жаростойким материалом (базальтовый, каолиновый или другие виды картона или ваты). Причина - слишком большая разница характеристик теплоемкости и линейного теплового расширения шамота и керамики. Усилия и деформации в зоне контакта нагретого до высоких температур шамотного и керамического кирпича настолько велики, что приводят к разрывам в кладке стен печки. Разделение и устройство по плавающему принципу эту проблему решает.

Небольшой минус колпаковых печей - при уменьшении их объема немного снижается и КПД, даже при выборе идеальной формы печки - круглой в сечении. В небольших комнатах устанавливают обычно небольшие печи, поэтому некоторое снижение эффективности неизбежно. Интересная альтернатива изготовить печь Кузнецова из металла пока не имеет достойного воплощения в жизнь. Конструкция и форма кузнецовки никак не обуславливает напряжений сдвига, и это только один довод в пользу сварного металлического корпуса печи. Стоимость материала, конечно, слега пугает, но более дешевый чугун невозможен по причине массивности и хрупкости, в том числе и некоторой тепловой хрупкости.

Модель кузнецовки из стального листа, окрашенная порошковой краской - перспектива заманчивая, но и технические проблемы имеются, и одна из них - сложности выполнения эффективной футеровки сводов небольших печек. А первый колпак кузнецовки имеет под сводом очень высокие температуры, топочные газы слишком сильно раскалены и без футеровки металл долго не выдержит. Таким образом, кирпич для моделей печей Кузнецова пока не имеет конкуренции. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

схема, порядовка с фото и видео и прочее » Аква-Ремонт

Идеи по созданию сверхэкономичных печей И. В. Кузнецова заимствуют во всём мире, включая США и Европу. Сделать одну из печей по модели Кузнецова при ответственном подходе можно и своими руками.

Применение печи Кузнецова

За многие годы изобретательской деятельности И. В. Кузнецов разработал около 150 моделей печей, рассчитанных на применение во всех без исключения сферах человеческой жизнедеятельности, где требуется генерация тепла. По виду специализации «кузнецовки» бывают:

отопительными;
варочными;
отопительно-варочными;
банными
уличными, предназначенными для копчения продуктов, барбекю и приготовления блюд на гриле;
каминами с открытой топкой, позволяющей любоваться пламенем.

Примеры исполнения печи Кузнецова

Достоинства и недостатки

Широкая популярность печей Кузнецова и глубокое уважение, которое питают к ним разбирающиеся в печном деле люди, обусловлены рядом преимуществ:

КПД «кузнецовок» превышает 80%, а у некоторых моделей может достигать 95%.
Печи работают в высокотемпературном режиме, но при этом обходятся без материалов и технологий, доступных только в заводских условиях.
Высокотемпературный режим позволяет топить печь даже самым бросовым и низкокачественным топливом.
Опять же из-за высокой температуры сгорания топливо окисляется почти в полном объёме, поэтому сажа образуется в минимальных количествах. Печь может не требовать чистки по нескольку лет.
Конструкция печи обеспечивает очень равномерную теплоотдачу между топками, при этом материала на неё уходит меньше, чем при строительстве по традиционной технологии.
В печах, оснащённых теплообменником, тепло для нагрева воды отбирается у дымовых газов, а не из топки, так что «кузнецовка» легко может выполнять функцию котла без ухудшения характеристик.
Принцип действия печи обеспечивает хорошую тягу, поэтому нет необходимости строить высокий дымоход.
«Кузнецовка» весьма пластична как в смысле конструкции, так и в смысле оформления. То есть её легко можно подогнать под любое помещение без ущерба производительности и экономичности.
Печь устроена таким образом, что после топки её дымоход не нужно перекрывать вьюшкой. Отравление угарным газом полностью исключается.
Конструкция предполагает равномерное распределение тепла в теле печи, поэтому в кладке не развиваются трещины от местных деформаций.

Что можно сказать о недостатках? В техническом отношении их нет, но кое-что учитывать все же нужно. Печь Кузнецова не может иметь массивных стенок — это свело бы на нет многие из её достоинств. Но при этом она подвергается довольно высоким тепловым нагрузкам. Поэтому данный агрегат должен быть тщательно рассчитан и выверен на этапе разработки и столь же тщательно, со скрупулёзным соблюдением всех требований технологии, построен. При малейших отклонениях от технического регламента «кузнецовка» получится весьма недолговечной.

Конструкция и принцип действия

За основу изобретателем И. В. Кузнецовым была взята колпаковая печь, известная своей экономичностью.

Так выглядит колпаковая печь — прообраз модели Кузнецова

Высокий КПД таких печей обусловлен характером движения дымовых газов. Если в канальных печах они вытягиваются в дымоход, зачастую не успев отдать тепло кирпичному массиву, то в колпаковых долго клубятся под сводом колпака, пока не остынут. Только тогда они опускаются вниз, к выходному отверстию, откуда затем попадают в дымоход. Заполненный газами колпак попутно играет роль вьюшки: холодный воздух из дымохода не может в него проникнуть, так же как вода не может заполнить перевёрнутый водолазный колокол. Этот эффект получил название газовой вьюшки.

Изобретатель работал с усложнённым вариантом такой печи, имеющей два колпака.

Схема двухколпаковой модели

Схема двухколпаковой печи

Как видно, колпаки соединены последовательным образом, то есть отбор тепла дымовых газов происходит по двухступенчатой схеме. Прежде за возведение печей с такой конструкцией брались не очень охотно — не только из-за сложности, но и некоторых нежелательных особенностей. Так, к примеру, тяга во втором колпаке легко может сорвать газовую пробку в первом, сводя на нет эффект «газовой вьюшки».

С этим недостатком мастер справился следующим образом. Печь была оснащена так называемыми низовыми каналами, проложенными в обход аккумулирующих тепло частей массива. Пока в топке горит пламя, образуемый им конвективный поток обеспечивает работу тяги в обычном режиме. Когда топливо будет израсходовано и конвекция прекратится, тяга сама собой перераспределится таким образом, что холодный воздушный поток будет следовать через низовые каналы, а не через нагретое тело печи.

Это решение не только скомпенсировало неустойчивость газовой вьюшки, но и оказалось более надёжным: образованную газами пробку может вытянуть сильным порывом ветра, тогда как в печи Кузнецова тяга при любых условиях перенаправляется подальше от горячего массива. Кроме того, благодаря наличию низовых каналов отпадает необходимость в обустройстве вентиляции помещения.

Как работает

Вот в какой последовательности происходят процессы в печи Кузнецова:

За счёт поступающего через поддувало (поз. 1) воздуха в топке (поз. 2) горит топливо, образующаяся при этом смесь дымовых и пиролизных газов поднимается в нижний колпак (поз. 3). Под его сводом (поз. 4) пиролизный газ окончательно распадается на горючие составляющие, которые здесь и сгорают. Такая конструкция обеспечивает эффект саморегуляции: при сильном горении пламени газовая пробка увеличивается и блокирует тягу; из-за ослабления тяги горение в топке также ослабевает, газовая пробка, остывая, уменьшается и тяга возобновляется.
Условно холодные газы из нижнего колпака поступают в верхний (поз. 5). Если печь является круглой (это идеальная форма для двухколпаковой схемы), то роль верхнего колпака играет её корпус. В его верхней части (поз. 6) происходит доокисление угарного газа и оксида азота, так что поступающий в дымоход (поз. 7) выхлоп в основном состоит из углекислого газа и водяного пара. Поступающие во второй колпак газы уже не являются сверхгорячими — температура от 200 до 400 градусов — и химически агрессивными, поэтому здесь можно установить водяной теплообменник из обычной конструкционной стали. Отбор тепла на воду режим работы печи никак не меняет, поскольку высокотемпературная часть — топка + нижний колпак — изолированы кирпичным простенком.

Из-за высокой температуры сгорания шамотную топку в печах Кузнецова следует делать изолированной от основного массива или, как ещё говорят, плавающей. Никакие её элементы не должны внедряться в кладку из керамического кирпича, иначе последнюю даже при наличии температурных швов во время топки разорвёт — скажется разница в коэффициентах температурного расширения этих материалов.

Топка должна быть окружена так называемым сухим швом. Это шов между шамотным и керамическим кирпичом, который вместо глиняного раствора заполнен прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Между топкой и нижним колпаком устраивается кольцевой зазор (Л1) и ещё один (Л2) – между колпаками. Если ширину Л2 сделать больше, чем у Л1, газовая вьюшка окажется более устойчивой.

Расчёт печи Кузнецова

«Кузнецовка» — очень сложный отопительный прибор и попытки рассчитать его и спроектировать самостоятельно ни к чему хорошему не приведут. Следует просто выбрать из всех имеющихся вариантов наиболее подходящий для себя — автор из своих наработок тайны не делает. Если в характеристиках понравившейся модели не указана мощность теплоотдачи, её можно рассчитать приблизительно: печь, которая топится два раза в сутки, каждый кв. м её поверхности отдаёт примерно 500 Вт тепла.

Печь ОВИК-9, порядок изготовления которой мы будем рассматривать, при размерах 1015х630х2100 мм обладает мощностью теплоотдачи в размере 3,6 кВт.

Модель ОВИК-9: общий вид

Подготовительные работы

В первую очередь необходимо выбрать место для строительства печи. Проще всего делать это до постройки дома — тогда и печь, и здание проектируются совместно так, чтобы отапливались три или хотя бы два помещения. С уже готовым домом дело обстоит сложнее. В таком случае печь стремятся встраивать в межкомнатную перегородку, поскольку внедрение её в несущую стену требует сложных расчётов и опасных трудоёмких работ (часть стены придётся разобрать, удерживая нагрузку от перекрытия системой перемычек и колонн).

Можно, конечно, ограничиться простым пристенным вариантом расположения, но тогда отапливаться будет только одно помещение.

На выбранном месте нужно построить железобетонный фундамент. Его размеры должны превосходить размеры печи хотя бы на 100 мм с каждой стороны. Не допускается объединение фундамента печи с фундаментом здания — оба сооружения дают различную осадку и одно из оснований будет тянуть за собой другое, вызывая его перекос.

Под печь обязательно обустраивается железобетонный фундамент

Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности грунта, глубины его промерзания, способа эксплуатации здания (периодически/постоянно). Обычно в зданиях с круглогодичным проживанием людей, расположенных на устойчивом грунте, фундамент заглубляют на 400–600 мм. На дно выемки следует в качестве упрочняющего слоя насыпать щебёнку, а поверх неё — песчаную подушку.

Далее все делают по традиционной технологии — устанавливают опалубку, фиксируют арматурный каркас и заливают бетоном. Переходить к возведению печи следует только после полного созревания бетона и набора им достаточной прочности — на это обычно уходит около месяца.

Перед кладкой 1-го ряда поверх фундамента нужно настелить гидроизоляцию из двух слоёв рубероида или толя. На ней мелом наносят контуры будущей печи — так будет проще ориентироваться.

Материалы и инструменты

Для работы понадобятся:

кельма;
уровень;
киянка и прочие строительные инструменты.

Для деления кирпичей потребуется молоток-кирочка и болгарка с алмазным кругом.

Такой набор инструментов понадобится для работы

Печь будет возводиться из кирпичей двух видов: обычного керамического полнотелого с маркой от М150 (250х120х65 мм) и шамотного марки ШБ-8 (250х123х65 мм) или Ш-5 (230х114х40 мм). Шамотным кирпичом будут выкладываться стенки топки.

Приобретая шамотный кирпич, следует быть очень внимательным. Недобросовестные продавцы могут выдать за него кислотоустойчивый кирпич, который похож внешне, но не выдерживает высокой температуры. Так что не будет лишним попросить предъявить сертификат.

Кирпич для кладки печи

Часто рекомендуют выбирать шамотный кирпич по цвету — чем темнее, тем лучше. Но такое правило имеет силу не всегда. Если использовалась глина, взятая в разных месторождениях, то характеристики светлого кирпича вполне могут оказаться более высокими, чем у тёмного. Правильнее оценивать качество шамотного кирпича по следующим критериям:

структура должна быть однородной и мелкозернистой — без видимых невооружённым глазом пор и включений;
при простукивании металлическим предметом (лёгкий молоток или гаечный ключ) кирпич должен издавать чёткий отрывистый и звонкий звук;
при падении должен раскалываться на крупные куски (низкокачественный рассыпается на мелкие фрагменты вплоть до песка).

На конструкцию с размерами 1015х630х2100 мм понадобится 430 керамических кирпичей (без учёта дымохода) и 22 шамотных.

Как приготовить раствор

Раствор применяется глиняный. Используемые для его приготовления глина и песок не должны иметь органических примесей, которые могут привести к растрескиванию швов. В глине присутствие этих примесей можно распознать по хорошо слышимому запаху (он может быть даже приятным) – в норме глина почти не пахнет.

Песок же следует использовать либо горный, либо изготовленный путём измельчения кирпичного боя — в этих разновидностях содержание органических примесей является минимальным, или же они вовсе отсутствуют. Кирпичный песок обычно стоит дешевле горного, но в качестве ему не уступает. Только обратите внимание на следующее обстоятельство: для раствора керамической кладки нужен песок из керамического кирпича, а для шамотного — соответственно, из шамотного.

Обратите внимание на сортность глины. Раствор для шамотной кладки следует готовить на основе белого каолина или шамотного мергеля. Для кладки керамической подходит любая глина с огнеупорными свойствами, например, серая или синяя кембрийская, серый каолин.

Глина одного и того же сорта, но из разных месторождений, может сильно отличаться по вязкости, жирности и адгезионным свойствам. Поэтому рецепт раствора, а именно оптимальное соотношение в нём песка и глины, следует подбирать опытным путём. В случае применения кирпичного песка это делается так:

Порцию глины массой в 1 кг нужно залить доверху водой и оставить на сутки.
После этого раскисшую глину замешивают с добавлением воды, пока она не станет похожа на пластилин или густое тесто и не перестанет липнуть к рукам.

Далее глину делят на 5 равных порций, в каждую из которых добавляют определённое количество песка:

в первую — 10% от объёма глины;
во 2-ю — 25%;
в 3-ю — 50%;
в 4-ю — 75%;
в 5-ю — 100%.

Каждую порцию нужно тщательно размешать до однородного состояния и просушить в течение 4-х часов. Не забудьте пометить, сколько песка где содержится.

После этого каждой порции раствора путём раскатывания нужно придать форму цилиндра длиной 30 см и диаметром 1–1,5 см. Все они оборачиваются вокруг круглой болванки диаметром около 5 см. Теперь испытательные образцы нужно высушить в течение двух недель в условиях комнатной температуры и отсутствия сквозняков.

После этого остаётся оценить каждый из вариантов:

Если на цилиндре вообще нет трещин либо они имеются в виде очень мелкой сетки, такой раствор можно использовать для любой части печи.
Если глубина трещин достигает 1–2 мм, раствор сможет выдержать температуру до 300 градусов. Такую смесь можно использовать для кладки дачного камина или барбекю.
При наличии глубоких трещин или разрывов раствор признаётся непригодным для использования — имеющаяся в нём доля песка является избыточной.

Обычно на кладку в 500 кирпичей расходуется около 0,2 куб. м смеси глины и песка.

Обратите внимание! Если не смущают дополнительные расходы, можно приобрести в специализированном магазине готовую смесь для приготовления печного раствора.

Определив таким образом оптимальное сочетание глины и песка, приступают к приготовлению раствора:

необходимое количество глины (примерно 40 кг на 100 кирпичей) опять же замачивают в течение суток, замешивают до консистенции теста, но после этого ещё протирают через сито с ячейкой 3х3 мм;
затем согласно подобранной опытным путём рецептуре добавляют песок;
постепенно подливая воду, раствор размешивают до сметанообразного состояния;
оценивают, как раствор смачивает кельму, и при необходимости корректируют его состав путём добавления небольшого количества глины или песка.

Что ещё потребуется

Дверца топочная, например, марки ДТ-3, с размерами проёма 250х210 мм.
Дверца поддувальная, например, марки ДПК, с проёмом 250х140 мм.
Решётка колосниковая размером 250х252 мм.
Плита варочная из чугуна на две конфорки, размер — 586х336 мм.
Дверцы размером 510х340 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры.
Задвижки с проходным сечением 130х130 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры и для переключения между летним и зимним режимами работы.
Задвижка с просветом 250х130 мм — для дымохода.
Отрезки равнополочного уголка 36х4 длиной 600 мм (4 шт.).
Отрезок стальной полосы 40х4 мм длиной 600 мм.
Стальной лист толщиной 3 мм размером 600х550 мм.
Стальной лист толщиной 3 мм размером 500х700 мм для защиты пола перед топкой.

Сталь заменить любым другим несгораемым настилом, к примеру, плиткой из керамики.

Кладка: порядовка и пошаговая инструкция

Последовательность работ выглядит так:

Выкладывают из 20-ти кирпичей 1-й ряд, который должен представлять собой идеальный прямоугольник со строго горизонтальной поверхностью.

Схема первого ряда

«Прямоугольность» проверяется замером диагоналей — они должны быть равны. При отсутствии опыта ряд сначала нужно выложить без раствора и только потом, когда всё будет подогнано и проверено, применить раствор. Толщина швов должна составлять 5 мм.

Совет. Чтобы печь выглядела более привлекательно, установите по углам кирпичи со скруглениями. Их необязательно подрезать самому — такие блоки продаются в готовом виде.

Во 2-м ряду берут своё начало первый (нижний) колпак и поддувальная камера. Две половинки кирпича укладываются без раствора и слегка выдвигаются наружу. Когда кладка будет завершена, эти кирпичи нужно будет извлечь, что даст возможность очистить основание колпака от брызг раствора и кирпичных осколков. После очистки половинки окончательно сажают на раствор.

Схема второго ряда

Когда 2-й ряд будет выложен (потребуется 14 кирпичей), на него устанавливают дверцу поддувала, подперев её несколькими кирпичами. Рамку дверцы необходимо обмотать асбестовым шнуром, который выступит одновременно в роли уплотнителя и температурного шва. Она фиксируется в кирпичной кладке посредством проволоки, которая закладывается в швы.

Рекомендуется применять проволоку и для армирования стенок печи, укладывая её в швы каждого второго ряда.

Выложив согласно схеме 3-й ряд (входящие в его состав кирпичи должны плотно зафиксировать дверку поддувала), приступают к укладке 4-го. Здесь уже помимо керамического кирпича применяется шамотный — начинаем выкладывать боковые и заднюю стенки топки.

Схема третьего ряда

Поддувальная дверца перекрывается стёсанными керамическими кирпичами, смотрящими наружу, и стёсанными шамотными — смотрящими внутрь. Они должны быть разделены тепловым зазором величиной в 5 мм. Устроить его можно следующим способом: между кирпичами закладывается прокладка из упаковочного гофрокартона — он как раз имеет нужную толщину; при растопке картон выгорит и зазор образуется сам собой. Температурные зазоры необходимо предусматривать повсюду, где шамотный кирпич соседствует с керамическим.

Схема четвертого ряда

В ряду №5 шамотные кирпичи, образующие боковые стенки топки, слегка сдвигаются, так, чтобы находящиеся под ними кирпичи 4-го ряда образовали полочку шириной 10–15 мм для колосниковой решётки. Кирпичи следует раздвинуть настолько, чтобы между ними и решёткой оставался зазор в 5 мм, необходимый для свободного расширения нагретого металла.

Схема пятого ряда

Кирпич, образующий переднюю стенку, следует подрезать вкось.

В этом же ряду начинается формирование вертикального канала, соединяющего оба колпака.

Когда ряд будет выложен, следует установить на своё место колосниковую решётку, заполнив зазор между ней и кирпичами песком.

Установка колосников

Параллельно с укладкой 6-го ряда нужно установить и зафиксировать топочную дверку. Непосредственный контакт её рамки с кирпичом не допускается — необходимо уложить в качестве прокладки асбестовый шнур. Снизу рамку дверки можно фиксировать проволокой, но сверху требуется более надёжный элемент — проволока быстро прогорит. Вместо неё применяют стальную полосу.

Шестой ряд: установка топочной дверцы

При укладке ряда №7 сбоку от кирпича, образующего заднюю стенку топки, оставляют разрыв шириной в 20–30 мм. Это начало сухого шва.

Схема седьмого ряда

Выложив согласно схеме ряд №8, приступают к укладке 9-го ряда. На этом этапе формируется канал, связывающий топку с нижним колпаком. Сиреневым цветом обозначены кирпичи в боковых стенках топки, верхние грани которых должны оказаться на 10 мм ниже плоскости ряда. На левую стенку нужно будет уложить асбестовую полосу толщиной 10 мм, так чтобы она оказалась вровень с плоскостью ряда.

Схема восьмого ряда

Обратите внимание на то, как перекрыта топочная дверца: кирпичи подрезаны вкось, чтобы получилась кладка «в замок».

Схема девятого ряда

Выкладывая 10-й ряд, следует помнить, что на асбестовую подкладку (она накрывает шамотные кирпичи в стенке топки) керамические кирпичи нужно класть без раствора.

Десятый ряд порядовки

В окружающих топку керамических кирпичах необходимо выполнить вырез под варочную плиту. Размеры его должны быть такими, чтобы вокруг плиты оставался температурный зазор в 5 мм, то есть кирпичи нужно будет подрезать примерно на 10 мм. А в зоне контакта варочной плиты с шамотным кирпичом необходимо оставлять зазор в 10 мм. Такие кирпичи, подрезанные вкось, расположены спереди и справа (обозначены оранжевым цветом).

Если плита снабжена снизу рёбрами жёсткости, для них в кирпиче необходимо дополнительно вырезать пазы — чтобы опирание плиты на кирпич осуществлялось по всему краю. Устанавливают её сразу после укладки ряда — на пропитанный глиняным раствором асбестовый шнур. Зазоры между плитой и кирпичами заполняются песком.

Рядом №11 начинаются стенки варочной камеры. Здесь же устанавливается дверца для неё, рамку которой нужно обмотать асбестовым шнуром. Для фиксации снова можно применить проволоку.

Схема одиннадцатого ряда

Ряды 12, 13 и 14 в комментариях не нуждаются — просто выкладываем согласно порядовке.

После выкладки кирпичей 15-го ряда варочная камера перекрывается стальным листом толщиной в 3 мм и размером 600х550 мм с вырезом под вытяжной канал. Сверху лист упрочняется 4 отрезками уголка и стальной полосой. Стальное перекрытие исключает попадание в пищу различного мелкого мусора, который мог бы сыпаться в неё из кирпичной кладки.

Установка варочной поверхности

В кирпичах 16-го ряда, обрамляющих вытяжной и передний вертикальный каналы, делаются вырезы под задвижки с учётом 5-миллиметрового температурного зазора.

Схема 16-го ряда

Когда ряд будет выложен, задвижки устанавливаются на место.

Установка задвижек

После 17-го ряда начинается формирование верхнего колпака (18-й ряд). Здесь тоже необходимо оставить без раствора слегка выдвинутые половинки, удалив которые, можно будет очистить основание колпака от упавшего в процессе кладки раствора и разного мусора. После очистки извлечённые кирпичи обмазываются раствором и окончательно устанавливаются на своё место.

Восемнадцатый ряд порядовки — начало формирования колпака

Ряды с 19-го по 27-й выкладываются согласно порядовке.

В 28-м ряду устанавливается основная задвижка дымохода. Под неё в кирпичах следует сделать вырезы глубиной 10 мм (обозначены сиреневым цветом) и такой ширины, чтобы вокруг корпуса задвижки оставался температурный зазор в 5 мм.

Схема 28-го ряда

Задвижку нужно установить сразу после выкладки ряда, причём укладывается она на раствор.

Установка дымоходной задвижки

Рядами № 29 и 30 печь перекрывается, а рядом №31 начинается насадная труба с дымоотводящим каналом в кирпич (270х140 мм).

Формирование насадной трубы

Готовую печь необходимо хорошенько просушить. Для этого её выдерживают некоторое время с полностью открытыми дверцами и задвижками. Дело пойдёт быстрее, если в топке подвесить электролампочку мощностью в 200–400 Вт. Она обеспечит не только тепло, но и устойчивый конвективный поток, который за короткое время удалит всю влагу.

Первую топку следует производить с небольшой порцией топлива — огонь сначала должен закалить стенки топки.

Не следует браться за отделку печи до того, как она полностью отработает первый сезон — декоративное покрытие может быть повреждено во время усадочных процессов.

Эксплуатация в различных режимах

В летнем режиме печь Кузнецова из отопительно-варочной превращается просто в варочную. Для этого достаточно открыть специальную задвижку (её так и называют — задвижка летнего хода), после чего дымовые газы будут поступать в дымоход напрямую, минуя колпаки. Нагреву, соответственно, будет подвергаться только варочная плита.

Температуру внутри варочной камеры можно регулировать задвижкой, установленной на отходящем от неё вытяжном канале. Закрыв задвижку и дверцу камеры, её легко можно превратить в духовку. Для удобства пользования в стенках можно зафиксировать полочки для противня.

Если нужно быстро прогреть помещение или обсушиться, дверцу варочной камеры открывают. При этом температура на конфорках остаётся достаточно высокой для приготовления пищи.

Видео: строительство двухколпаковой печи своими руками— часть 1

Видео: часть 2

Печь Кузнецова обладает высочайшими техническими характеристиками, но при этом она вполне доступна для мастера в классе новичка. А вот опытным печникам следует быть осторожными — зачастую они переоценивают свои знания и делают кое-что по-своему, пренебрегая рекомендациями изобретателя. Такие отклонения не допускаются — как было сказано, печь Кузнецова с высокой точностью рассчитывается и столь же точно должна быть построена. Следуйте изложенным в статье инструкциям, и вы будете застрахованы от ошибок.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

aqua-rmnt.com

Печи Кузнецова - колпаковые своими руками: порядовка, схема, фото

Проектированием печей за всю их историю занималось много людей, однако особого внимания заслуживает И. В. Кузнецов. Именно благодаря этому специалисту нам известны печи Кузнецова. Ему удалось придумать и реализовать множество конструкций, усовершенствовать их. Он начал работать во второй половине 20 века. За это время накоплен огромный опыт, создано множество устройств. Рассмотрим особенности предлагаемых вариантов, в чем их особенности, возможно ли сделать их своими руками.

Особенности

Кузнецов всегда стремился в своей деятельности к повышению продуктивности функционирования печи. Поэтому он постоянно их улучшал, дополнял. Так, у одних моделей он добавлял оборудование, в других изменял топку или вносил иные корректировки в конструкцию. В результате печи становились эффективнее и популярнее. В итоге все больше появляется желающих, осведомленных в продуктивности печей Кузнецова, пытаются сделать конструкцию своими руками.

Печь Кузнецова, отделанная керамической плиткой

Итак, высокое КПД стоит во главе угла, если это печи Кузнецова. Разработчик очень внимательно отнесся к организации внутренней системы перемещения газов. В результате определенных изменений горячий воздух дольше задерживается в конструкции, обеспечивая сохранность тепла.

Примечание: печи Кузнецова часто именуют «колпаковыми». Это вызвано особенностями внутренней организации пространства в конструкции. Образованный колпак выступает в роли разделителя горячих и холодных газов.

Первые собираются в нем, концентрируя тепло. Это приводит к существенному росту температуры горения, в результате чего возрастает КПД. И если печь Кузнецова имеет этот показатель на уровне 95%, то традиционные устройства способны обеспечивать только 40%.

Такие конструкции обеспечивают свободное перемещение газов, благодаря чему снижается количество сажи печи. Устройства не используют тяговый принцип, движение газов организовывается за счет их силы тяжести. При этом создается равномерный нагрев. Такая схема работы оказалась весьма эффективной.

Печь Кузнецова с оригинальной отделкой

Между холодными и горячими газами происходит циркуляция за счет разности температур. Словом, внутри колпака создается турбулентное перемещение газов, которые улучшают восприятие теплоты стенками колпака. Струи газа и обеспечивают перенос тепловой энергии.

Преимущества

О высоком КПД уже было сказано, однако печь Кузнецова имеет и другие качества:

высокая эффективность;
привлекательный внешний облик;
долговечность;
простота обслуживания;
равномерность прогрева, теплоотдачи;
экономичность;
стойкость к появлению трещин;
обеспечивается горение без дыма и сажи, что упрощает обслуживание и улучшает эффективность;
низкий уровень теплопотерь;
можно проводить эксперименты с формой, внешним видом печи Кузнецова.

Совокупность преимуществ таких конструкций обеспечивает их востребованность.

Основные принципы

Условия функционирования в печи можно охарактеризовать несколькими параметрами:

колпак способен создавать эффект «газовой вьюшки»;
обеспечивается равномерность нагрева стенок колпака;
может быть несколько источников нагрева, которые обязательно находятся ниже;
повышение температуры в колпаке сопровождается увеличением давления;
холодные газы собираются снизу колпака, горячие – в верхней точке;
тепловая энергия переносится естественным путем, обеспечивается турбулентность движения газов.

Проекты

По своему основному назначению бытовые печи могут быть разными:

варочные конструкции применяются для приготовления блюд;

Высококачественная печь Кузнецова с варочной панелью и камином

отопительные устройства используются для обогрева помещений;

Печь Кузнецова, предназначенная для отопления дома

уличные варианты могут применяться как барбекю;

Начало строительства печи Кузнецова на улице

печи для бань;

Печь Кузнецова, предназначенная для отопления бани

каменные конструкции используются в основном для эстетики.

Печь Кузнецова, отделанная камнем, в интерьере

Это часть тех вариантов, которые могут быть реализованы по проектам Кузнецова. И многие из них можно сделать своими руками, используя особые схемы. При этом можно смешивать виды, добиваясь необходимой функциональности. Популярное решение – отопительно-варочные конструкции, которые обеспечивают и отопление помещения, и приготовление пищи.

О варочной печи

Варочная печь уже давно уступила лидерство другим модификациям – электрическим, газовым плитам. Поэтому проигрывают в этом отношении и конструкции Кузнецова.

Если сравнивать с устройством для отопления, колпаковые варочные изделия имеют более усложненное исполнение. У такой конструкции должна присутствовать плита, возможно наличие духового шкафа. Однако и в этом случае устройство Кузнецова используется принцип свободного перемещения газов.

В конструкции сохраняется высокий КПД, к тому же ее можно использовать как камин. Такие устройства позволяют не только варить, жарить, запекать и коптить еду, но и греть воду, сушить и даже лечить.

Печь Кузнецова с варочной поверхностью, выполненной в современном формате

Печи Кузнецова с камином характеризуются повышенной теплоотдачей, низкой температурой уходящих газов. Такой вариант исполнения способен обогреть помещения большой площади.

Конечно, наиболее высокой степенью теплоотдачи характеризуются банные конструкции Кузнецова. Одна печь способна прогреть и помещения для отдыха, и помывочную, и даже парилку. Поэтому ее могут использовать в качестве устройства для обеспечения эффекта русской бани.

Поскольку конструкции хорошо сохраняют тепло, нет необходимости постоянно подкидывать дрова. Соответственно, прогрев печи зависит от размеров колпака: чем он больше, тем лучше.

Печи Кузнецова не устанавливают к внешней стене дома, поскольку это снижает эффект от работы устройства. К тому же при возведении конструкции требуется учитывать возможность доступа к колпакам для чистки, если используется двухколпаковая конструкция.

Варочная печь Кузнецова с камином, выполненная из красного камня

Еще одно преимущество применения печей Кузнецова для отопления – возможность использования для приготовления пищи. Для этого могут задействоваться разогретые в камине угли.

Перед созданием

Конечно, прежде чем приступить к возведению печи Кузнецова своими руками, стоит четко понимать, для каких целей она будет использоваться. Ведь разработчиком придумано свыше 150 схем приборов, поэтому можно подобрать оптимальный вариант с учетом всех своих требований. Например, если будет использовано водяное отопление или интересует варочная поверхность.

Схематическое изображение печи Кузнецова с разрезом

Мы же рассмотрим простой вариант. И перед началом действий необходимо осмотреть помещение, где будет устанавливаться печь. Не рекомендуется встраивать такую систему отопления в построенный дом, лучше, чтобы конструкция была внесена в проект. Ведь придется организовывать дымоход.

Фундамент создается больше размеров печи, используя бетон.

принцип работы, порядовка и кладка своими руками

Немного истории о колпаковой печи

И. В. Кузнецов посвятил проектированию печных конструкций всю жизнь. Начиная с 1962 года он создавал наиболее эффективные и экономные печи, которые даже спустя более чем полвека являются весьма востребованными.

Компактная печь Кузнецова

Сегодня на счету изобретателя более 150 вариантов печей, многие из которых имеют очень высокие показатели эффективности – более 90%. И. В. Кузнецов продолжает свою деятельность, работая с командой профессионалов и имея собственный сайт.

Читатели считают данные материалы полезными:

Изготовление чудо-печки для отопления своими руками: особенности работы печи из баллона
Назначение муфельных печей: видео и фото-способ самостоятельного изготовления

Особенности конструкции

Все печи Кузнецова используют один принцип работы, предполагающий разделение продуктов сгорания. Газ, образующийся в результате горения топлива, делится на два потока: горячий и холодный. Уникальная конструкция колпакового типа работает таким образом, чтобы задерживать горячий воздух в конструкции, выводя холодный в дымоход посредством специально предназначенного канала.

При работе печи более высокая температура образуется в колпаке, и благодаря конструктивным особенностям происходит равномерное теплораспределение, а КПД возрастает до 85-95%.

Важно! Обычная «буржуйка» может похвастаться КПД не более 35-40%. Столь низкие показатели можно объяснить так: теплый воздух, не встречая на своем пути никаких препятствий, выходит в трубу вертикально вверх, абсолютно не задерживаясь в системе. В агрегатах, спроектированных Кузнецовым, горячий воздух как можно дольше остается внутри печи, способствуя эффективному ее прогреванию.

Схема колпаковой печи, построенной по проекту Кузнецова

В некоторых вариантах печных конструкций производится удлинение дымохода, как попытка решить проблему быстрого выведения горячих газов. Но в этом случае возможно значительное снижение тяги, вследствие чего КПД может уменьшиться еще более. Поэтому первоочередной задачей, которую преследовал Кузнецов, являлось увеличение теплоотдачи без нарушения тяги.

Особенности печных конструкций

Как говорилось выше, печь Кузнецова может иметь различные модификации. В зависимости от функционала, такие конструкции могут быть:

Отопительные, которые используются только для отопления помещения.
Варочные – предназначены для приготовления пищи.
Камины – несущие больше декоративную функцию, однако обладающие неизменно высоким КПД, свойственным всем конструкциям, изобретенным И. В. Кузнецовым.
Уличные. Это могут быть как простые барбекю, так и целые комплексы.
Хлебные. Нередко такие конструкции успешно совмещаются с варочными.

Естественно, наиболее популярной моделью печи является отопительно-варочная. Чаще всего расположение топливника в таких конструкциях находится у самого пола. Таким образом обеспечивается нижний прогрев, когда горячий воздух постепенно поднимается на более высокие уровни и нагревает при этом всю печную конструкцию.

Печь Кузнецова с лежанкой

Сепарация горячего газа осуществляется благодаря специальному колпаку, который имеет нижнее выходное отверстие. Таким образом, горячий воздух поднимается вверх, прогревая печь, а холодный оседает на колпаке и выводится через данное отверстие. Эта циркуляция происходит непрерывно, до тех пор, пока не прогорят дрова в топливнике.

Важно! Такой нижний прогрев способствует нагреванию полов, причем не только рядом с конструкцией печи, а практически во всей комнате. Таким образом, нагрев комнаты происходит эффективнее, а общая теплоотдача улучшается.

Некоторые специалисты утверждают, что метод Кузнецова является малоэффективным ввиду ухудшения тяги при разделении воздуха. Но на практике это не так, ведь основой эффективности таких печных конструкций является задерживание теплого воздуха без нарушения процесса тяги.

Совет! Возможно использование печи Кузнецова не только для приготовления пищи и обогрева помещения, но и для получения горячего водоснабжения. Для этого на обратной стороне колпака размещается теплообменник, изготовленный из чугуна или стали.

Этот материал отлично дополнят следующие публикации:

Обзор отопительных печей Термофор для дома и бани — лучшее из Сибири
Использование реактивной печи-ракеты с лежанкой для отопления дома или бани

Результативность колпакового метода

Рассмотрим более подробно, почему же колпаковая печь имеет столь высокую эффективность:

Колпак располагается сразу за топкой, потому горячий газ попадает в колпак моментально, сохраняя свою высокую температуру.

Строительство печи

Поскольку в колпак поступают все продукты сгорания, то время их переработки увеличивается, а дымоход защищается от налета сажи. По этой причине печь Кузнецова не требует частой чистки, что является еще одним ее преимуществом.
Расположение теплообменника вне топки не способствует забору тепла, а потому не снижает КПД.

Совет! Увеличение количества колпаков в одной печи приводит к пропорциональному увеличению КПД, поскольку в этом случае горячий воздух встречает на своем пути больше препятствий, а соответственно и дольше присутствует в печной конструкции.

Процесс возведения печи

Кладка такой печи предполагает обязательное наличие ее схемы. Порядовка своими руками показывает поэтапно весь процесс возведения данной конструкции. Для работы понадобится 755 штук полнотелого красного кирпича и 65 штук шамотного. Также необходимо 150 кг песка и 135 кг огнеупорной глины средней фракции для приготовления раствора.

Совет! Непосредственно перед кладкой необходимо вручную проверить все кирпичи на наличие дефектов. Если на поверхности материала обнаружены сколы, полые трещины и т. д., то он должен быть выбракован.

Фундамент

Кладка первого ряда на фундамент

Любая кирпичная печь нуждается в надежном основании. Фундамент может быть двух видов:

Связанный с домом. Это лучший вариант, однако его следует предусматривать только в случае одновременного строительства дома и печки.

Совет! Если печь строится через какое-то время после возведения дома, то не следует пытаться связать ее фундамент с фундаментом дома.

Отдельный фундамент для печки.

Фундамент обязательно должен быть защищен от грунтовых вод, для чего используется рубероид или битумная изоляция.

Процесс возведения печи

Имея чертежи печи, можно приступать к возведению конструкции. Осуществляется данный процесс в соответствии с порядовкой:

Для осуществления оптимальной конвекции конструктор печи рекомендует сделать нижнюю ее часть потолще. Однако двух рядов кирпича вполне достаточно. Поэтому два ряда выкладываются сплошными, после каждого из них проводится тщательный замер углов.

Порядовка печи

Совет! Для большей прочности следует фиксировать каждый четный ряд посредством стальной проволоки.

С третьего ряда начинается выкладка поддувала и зольника.
Далее в соответствии с порядовкой выстраиваются внутренние перегородки и стенка, изготовленная из шамотного кирпича, располагаемая между печкой и поддувалом.
Выкладывая пятый ряд, монтируем колосниковую решетку из чугуна. Между колосником и стенкой следует оставить небольшой деформационный зазор (около 5 мм). Сама же решетка монтируется под незначительным углом по отношению к дверце.

Совет! Толщина колосника должна выбираться, исходя из того, какого размера поленья планируются к загрузке в камеру.

Дверца топливной камеры также устанавливается в пятом ряду. Ее обязательно следует облицевать шамотным огнеупорным кирпичом (кладка производится на ребро). Данный процесс называется футеровкой и предназначен для защиты стенок печи от повышенных температур.

16-й ряд выкладывается таким образом, чтобы полностью закрыть камеру, установив колпак.
С 17-го ряда начинается выкладка второй камеры поверх первой.

Каждый ряд следует проверять по уровню

Далее выкладка продолжается относительно порядовки. На 26-м ряду необходимо полностью закрыть верхнюю часть печи кирпичом.

Важно! Проверка работоспособности печи должна производиться не ранее, чем через сутки после строительства. Пробный запуск осуществляется с минимумом топлива. Конструкцию следует прогреть медленно.

Заключение

Печь Кузнецова обладает очень высоким КПД и может применяться для различных нужд. Но самой популярной конструкцией остается отопительно-варочная. Имея план порядовки, возвести ее можно самостоятельно, в чем домашним мастерам пригодится вышеописанная инструкция.

kamin-maker.ru

что это, каков их принцип работы. В чем особенности колпаковых печей Кузнецова, чертежи и порядовки

И. В. Кузнецов — человек, который посвятил всю свою жизнь проектированию печей. Он изобрел огромное количество новых конструкций, а также занимался их совершенствованием. Его деятельность в этой сфере началась еще в 1962 году. В начале работы ему не требовалось практически никакой рекламы. Известность приходила благодаря положительным отзывам заказчиков. На сегодняшний день у Кузнецова есть собственный сайт и команда единомышленников. На сайте представлены многочисленные конструкции, разработанные лично И. В. Кузнецовым по его особенной технологии. Рассмотрим подробнее эту технологию, ведь она великолепно подходит для возведения печей в современных жилищах, поскольку обеспечивает и качественный оборгев помещения, и придает некую изюминку его внешнему виду.

Основной показатель, к которому стремился И. В. Кузнецов в своих разработках, это повышение эффективности работы печи. В зависимости от назначения тепловых устройств, они оснащались улучшенными возможностями. У одних повышено тепло-сбережение, другим изменили топку, или добавили оборудование. Качество данных конструкций доказывается известностью и многолетней эксплуатацией. Многие, в целях сэкономить, но зная о положительных отзывах печей Кузнецова, берутся делать их своими руками. Это возможно, если строго следовать порядовкам и использовать правильные материалы.

Особенности печей Кузнецова

Как ранее говорились, главное в разработках Кузнецова — эффективность и продуктивность. Говоря научным языком это высокое значение КПД. Отличие этих печей заключается в принципиально новой и совершенной разработке. Внутренняя система движения газов продумана наиболее грамотно. Горячий воздух дольше задерживается в печи и хранит тепло, а холодный по специальному углублению быстро улетает в дымоход. Эти печи называют «колпаковыми». Такое имя образовалось потому, что внутри нее по проекту делают как бы «колпак» — объединение очага и нижней части печи. Он выходит в роли разделителя газов на горячие и холодные. Горячие поднимаются в колпак и задерживаются в нем концентрируя тепло. Температура горения в таком колпаке получается значительно выше, за счет чего и выходит 95% КПД. Для простого сравнения нужно отметить, что традиционная русская печь имеет значение 25−40%. Используемая в печах И. В. Кузнецовасистема «свободного движения газов», более естественна, ограничивает образование сажи, и оптимизирует равномерный нагрев и работу печи.

Отсюда вытекают и другие преимущества:

равномерное прогревание и отдача тепла;
больше мест для установки стального нагревательного элемента;
горение без сажи и дыма;
необходимость в чистке сокращается в десятки раз;
низкий уровень потери тепла;
экономичность;
стойкость к возникновению трещин;
возможность экспериментировать с формой и дизайном печи.

Проекты печей Кузнецова

В зависимости от главного своего назначения бытовые печи бывают разными.

Варочные печи созданы для приготовления пищи.
Отопительные используют в первую очередь для отопления жилого помещения.
Печи для бань соответственно устанавливают в баню.
Уличные бывают как в виде комплексов, так и простые барбекю.
Хлебные. Их часто совмещают с варочными и другими.
Назначение каминных печей в первую очередь эстетическое.

И это не весь перечень многообразия печей разного специального назначения, проекты которых разработаны Кузнецовым. Кроме того, существует удобная возможность создавать смешанные виды с использованием нескольких функций. И даже создание целых многофункциональных комплексов. Например, очень популярны в быту отопительно-варочные печи.

Как построить печь Кузнецова самостоятельно

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

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

Затем подумайте о подготовке фундамента. Его делают из бетона, шириной на 10 см больше запланированного размера печи. Если есть такая возможность, лучше планировать фундамент под печь заранее в процессе постройки дома. Операция закладки фундамента трудоемка. Поэтому если вы не уверенны в своих силах — пригласите на этот этап специалиста.

Основные правила, которые надо знать

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

Порядовка

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

Какие материалы вам понадобятся

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

Образец порядовки

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

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

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

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

teplo.guru

Печи Кузнецова – особенности конструкции отопительного агрегата

И.В Кузнецов в 1962 году собрал вокруг себя единомышленников и начал разрабатывать печи, которые отличались высоким коэффициентом полезного действия и отличной экономией используемого топлива. Самое главное, что разработки тех времен стали востребованы именно сейчас. Инженер предвидел, что экономия когда-то станет камнем преткновения, что мы и наблюдаем сегодня. И все же, что такое печи Кузнецова?

По сути, это старинные русские печи, которые были модернизированы, была изменена схема внутренней конструкции. Но с внешней стороны это все те же кирпичные отопительные агрегаты. Но в чем же разница разработок тех лет с современными отопительными приборами, которые во всю рекламируются производителями (отечественными и зарубежными)? Для сравнения приведем вот такой пример:

Чтобы отопить дом площадью 100 м², используется колпаковая печь Кузнецова, которая вырабатывает всего лишь 4 кВт тепловой энергии.
Все мы прекрасно осведомлены, что отопить такое пространство может прибор с тепловой мощностью не меньше 10 кВт.

Вот вам и огромная экономия, вот вам и высочайший КПД, о которых мы говорили выше. Кстати, хотелось бы отметить, что печных дел мастер до сих пор получает огромное количество заказов из-за рубежа. Хотя и европейские, и американские производители считаются лидерами в этой сфере производства. Но вот таки отметили же они Кузнецова и выделили его печи, а, значит, признали его и их превосходство.

[ads-mob-1][ads-pc-1]

С водяным контуром[wp_ad_camp_1]

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.

Внимание! При использовании печки Кузнецова нет необходимости организовывать вентиляционную систему в помещении. Все дело в том, что в конструкции этого отопительного агрегата происходит перераспределение тяги по совершенно уникальной схеме. В печи установлены так называемые низовые каналы, по ним тяга пропускает поток воздуха, который проходит вдоль нагретых частей печи. Когда в камере сгорания топлива горит огонь, он сам часть воздуха оттягивает на себя.

Печь на два этажа

Устройство печи Кузнецова

Если рассматривать традиционные отопительные печи со сложным дымоходом, а таких немало, к примеру, пятиоборотная голландка, то необходимо отметить, что в этой сложной трубе, хотите вы того или нет, будут обязательно возникать завихрения. Наверное, все слышали, как гудят зимой эти печи. Казалось бы, что если дымоход – это длинная и узкая труба, то никаких проблем здесь возникнуть не должно. Потому что вихревые потоки, пока доберутся до выхода, все свою тепловую энергию оставят внутри прибора.

Но практика говорит о том, что в этой теории есть и свои отклонения, при которых КПД агрегата не превышает 60%. Почему так происходит? Потому что в канальных конструкциях тепловой энергии выделяется огромное количество, но только ее небольшая часть используется на обогрев помещения или теплоносителя. Остальная просто вылетает в трубу. Здесь может быть два сценария:

Вихревые горячие потоки, не остывая, вылетают в трубу.
Остывают, но при этом выделяют огромное количество дыма и сажи.

И теперь даже нельзя с уверенностью сказать, какой вариант лучше. Кстати, если сравнивать с каким-то теплотехническим процессом, то канальная печь – это ядерный реактор. А вот кузнецовка – это термоядерный реактор. Во втором случае выделенная тепловая энергия полностью потребляется и передается в помещения. И самое важное, что ее выделяется только в необходимом количестве, ни больше, ни меньше. Это создается за счет свободного движения дымовых газов. Они не прокручиваются по многу раз, а сразу же подаются в тело печки.

Модельная линейка

Колпаковые модели

Вообще, колпаковые печи известны давно. Принцип их работы заключается в том, что внутренние полости дают возможность свободного перемещения топочных газов. Но при этом в таких конструкциях происходит пиролизный процесс, при котором сгорают мелкие и средние фракции. Для примера рассмотрим двухколпаковые печи Кузнецова.

В них пиролизное сжигание происходит уже под первым колпаком. К тому же данный процесс является саморегулирующимся. Как это понять? Если вдруг топливо в топке начинает сильно разгораться, то топочные газы, которые заполняют колпак, начинают двигаться вниз. Их становится больше, объем увеличивается, но при этом сам колпак не дает им двигаться вверх. Плотность газов растет, и их масса начинает давить на пламя огня, которое теряет свою интенсивность. Как только горение ослабевает до определенной нормы, процесс поворачивается вспять.

Все специалисты пришли к мнению, и И.В Кузнецов в том числе, что идеальная двухколпаковая печь – это агрегат круглого сечения. В данном случае роль второго колпака играет внешняя стенка прибора, под сводом которой нейтрализуются угарные газы (моноокись углерода) и окислы азота. В сам дымоход выходят лишь углекислый газ и влажные пары воздуха. Правда, необходимо отметить, что печи круглого сечения имеют ряд недостатков:

В них сложно устанавливать дверцы.
Да и чистить их очень неудобно.

Поэтому на практике чаще всего устанавливают колпаки один над другим, соединяя их дымоходом. При этом происходит снижение КПД агрегата, правда не на много, всего лишь на два процента.

Банная печь с каменкой

Кстати, если вы хотите организовать систему горячего водоснабжения или соединить печь в систему водяного отопления, тогда рекомендуется проточный теплообменник устанавливать под сводом второго колпака. Здесь температура находится в диапазоне 200-400°С, так что требования к материалу теплообменника не такие уж и жесткие. К тому же под вторым колпаком не собирается сажа, что продлевает срок эксплуатации металлических изделий. А вот свод первого колпака является основным источником тепловой энергии.

Существует достаточно широкий модельный ряд, где можно выделить не только приборы для отопления жилых помещений. Хотелось бы отметить печи Кузнецова для бани, отопительно-варочные конструкции, печки с лежанкой и так далее. Вариации могут быть разные, здесь важен принцип внутреннего расположения элементов агрегата.

К чему все мы это ведем? А ведем мы все это к одному вопросу, который касается экономичности сооружения данного типа отопительных приборов. Ведь, что чаще всего влияет на выбор того или иного отопительного агрегата? Первое – эффективность работы. Второе – экономия используемого топлива. Третье – экономия сооружения. Чем меньше денег вы затратите в самом начале, тем больше их останется на дополнительные нужды вашей семьи.

Колпаковая схема

Но необходимо учитывать и вот такое положение – чтобы печь хорошо отапливала, варила и сушила, нужно ее грамотно выполнит в материале. Не будем здесь разбираться в порядовке печи Кузнецова, просто отметим, что на единицу вырабатываемой тепловой энергии необходимо в полтора раза меньше материала, чем если бы разговор шел об обычных канальных моделях. С чем это связано? С тем, что колпаковая схема печи Кузнецова внутри, если так можно выразиться, «пустее». А, значит, на ее устройство уйдет меньше материала.

Кстати, когда дело касается чертежей печей Кузнецова, то сам автор не возражает, если их копируют для себя, так сказать, для собственного пользования, когда мастер у себя в доме решает сооружать печь той или иной конструкции. А вот переиздавать их запрещено.

Отопительная печка[wp_ad_camp_3]

Особенности сооружения

Есть несколько положений, которые определяют качество будущего сооружения. Давайте рассмотрим некоторые из них.

Топка обязательно выкладывается из шамотного кирпича марки Ш-5 или ШБ-8.
Все тело устройства возводится из обычного кирпича марки не ниже М150.
Топка выкладывается в виде плавающей конструкции. Что это такое?

Здесь несколько достаточно серьезных положений. Первое – раствор между шамотной и обычной кладкой выковыривается, а вместо него укладывается минеральный картон (он может быть базальтовым, каолиновым или другим). Второе – нельзя использовать так называемые связываемые модули. Топка должна быть отдельным элементом в конструкции самой печки. Никаких выступов, никаких крепежей. Почему это так важно? Потому что теплоемкость обычного и шамотного кирпичей сильно отличаются друг от друга. Сильно нагретый шамот начнет быстро расширяться и порвет кирпичную кладку стены печки. А плавающий принцип сооружения не дает сделать этого.

По сути, зная принцип работы самого отопительного агрегата, можно создать свою конструкцию. Просто необходимо знать последовательность кладки кирпичей – это так называемая порядовка. Кстати, предлагаем вам ознакомиться с порядовкой колпаковой печи Кузнецова, которую можно сделать своими руками. Это непринципиальная схема.

Самодельная печь Кузнецова – порядовка

Металлическая альтернатива

Выше уже упоминалось о том, что кузнецовки могут быть установлены в любых помещениях. Но так как считается, что печи круглого сечения – это идеальный вариант, то стоит задуматься над их возведением в небольших по площади помещениях. Правда, необходимо оговориться, что в небольших комнатах придется ставить небольшие по габаритам установки, а, значит, будет снижаться и их КПД.

Так вот, чтобы коэффициент полезного действия не снижался, рекомендуют конструкции данного типа делать из металла. Чугун здесь не подойдет, слишком тяжел этот металл, да и очень хрупок. Хотя из него получилась бы недорогая печка.

Небольшая модель

А вот стальная модель, обработанная порошковой краской, будет неплохой альтернативой. Тем более в печах Кузнецова на сдвиг ничего не работает, а это для стальных конструкция самый важный показатель. Так что проблем здесь быть не должно. Правда, проблема появляется в другом месте – это свод первого колпака, где собираются топочные газы с высокой температурой. К сожалению, сделать футеровку свода в небольших печках – проблема номер один. И ее еще необходимо решить. Так что металлические альтернативы кирпичным пока отложены в сторону.

Не забудьте оценить статью:

Загрузка...

otepleivode.ru

устройство и принципы работы, преимущества, вариации,

Экология потребления: Кузнецовка на 4 кВт обогревает дом в 100 кв. м. так же, как фирменная «оттуда» топка на 12 кВт. Что, кстати, говорит не об изобретении вечного двигателя, а о том, что фирменные рекламисты свои проспекты творят, пожалуй, вынюхав «дорожку счастья»

Печи Кузнецова хорошо известны не только печникам – они обогревают множество домов в России и за ее пределами. И. В. Кузнецов работает над усовершенствованием печей с 1962 г. и собрал вокруг себя крепкий коллектив единомышленников. В активе команды – более полутораста разработок, охватывающих едва ли не весь диапазон бытовых печей.

Некоторые из печей И. В. Кузнецова

Многие хотели бы сложить какую-то из печей Кузнецова своими руками, и эта статья – им в помощь. Но мы не собираемся раскрывать некие потаённые секреты «кузнецовок» – их просто нет. На сайте Игоря Викторовича stove.ru желающие бесплатно найдут огромный массив печной информации: от сведений по конструированию и строительству печей до подробных чертежей и рекомендаций по установке печи в доме и устройстве отмостки вокруг здания с печным отоплением. Не намерены мы также что-то в этой домашне-печной энциклопедии критиковать или поправлять: нам до И. В. Кузнецова по печному делу, мягко говоря, далековато.

Цель настоящей статьи – дать к своду сведений Кузнецова своего рода введение, позволяющее свободнее ориентироваться в исходном материале. Поясним на примере, зачем это нужно.

Допустим, я автомеханик-универсал с большим опытом и хочу передать его другим интересующимся. Автомобиль – штука сложная. Если я начну по ходу изложения отвлекаться, подробно объясняя, что как обкат и кастер (положим, читатели не совсем уж чайники, ездят-то теперь все) влияют на управляемость и путевую устойчивость машины, а диаграмма газораспределения – на расход топлива в зависимости от дорожных условий, и прочее в том же духе, я в конце концов запутаюсь до того, что сам перестану понимать, как работает автомобиль, на котором я езжу. Волей-неволей мне придется излагать материал пусть и «на пальцах», но по-профессиональному бегло.

Однако читать его будет тяжеловато даже таким же, как и я, специалистам, а у дилетанта вообще голова кругом пойдет. Поэтому мне в помощь понадобится некто, кого можно условно назвать «получайником». На самом деле он вовсе не чайник, может сам и подвеску отрегулировать, и толкатели клапанов выставить. Но в данном случае его задача – описать, как вся начинка машины собирается в одно целое, управляемое по принципу: «Рулем рулить, газом газовать, тормозом тормозить».

В автомобилестроении СССР подобная ситуация возникла в конце 50-х – начале 60-х, когда промышленность начала выпуск автомобилей для широкой продажи населению. Тогда вышел в свет супербстселлер того времени – «Как работает автомобиль». Под редакцией не кого иного, как самого главного конструктора легендарной «Победы» А. А. Липгарта.

Информация «от получайника» еще не позволит приступить к работе: она не дает глубоких знаний, которые позволят хотя бы интуитивно прикидывать по ходу дела нужные значения численных параметров. Но она по сути своей фундаментальна: владея ею, профессиональный текст читается уже с пониманием и быстрее. И, если где-то что-то в нем непонятно еще, это уже не вызывает потерянности и метаний, а просто отметку в уме: вот об этом нужно разузнать подробнее.

О печах и печном отоплении правительство пока никаких эпохальных постановлений не принимало. Но их роль в бытовой теплоэнергетике во времена дефицита энергоресурсов несомненна: уже отопительная печь с КПД 70% при массовом использовании даст экономию топлива в масштабе государства, т.к. в проекты новеньких теплоцентралей закладываются потери тепла в магистралях в 35%, и уменьшить их пока нет возможности. Так что с популяризацией печных знаний приходится выкручиваться самому, не будучи ни Липгартом, ни Кузнецовым. Что ж, попробуем.

Почему – кузнецовки?

Но стоит ли останавливаться особо на печах именно Кузнецова? Стоит, потому что они того стоят. Игорь Викторович с самого начала рассматривал печи русского образца не как охраняемый реликт прошлого или дорогой предмет роскоши, но как непременный атрибут экономичной энергетики будущего, которое ныне – настоящее. Остальные спохватились, что называется, когда жареный петух клюнул.

В результате – кузнецовка на 4 кВт обогревает дом в 100 кв. м. так же, как фирменная «оттуда» топка на 12 кВт. Что, кстати, говорит не об изобретении вечного двигателя, а о том, что фирменные рекламисты свои проспекты творят, пожалуй, вынюхав «дорожку счастья». Во всяком случае, факт, что Кузнецову постоянно поступают заказы из США, Канады, Швеции, Финляндии, которые по печам сами не в хвосте плетутся. Конкретно же преимущества кузнецовок заключаются в следующем:

Высокий КПД – 80% для печей Кузнецова не диво.
Высокая температура сгорания топлива без использования технологий и материалов, требующих промышленного производства.
Как первое следствие из предыдущего – всеядность. В кузнецовках до золы сгорает любое топливо, а осаждение сажи минимально.
Второе следствие – несложный уход: т.к. сгорает и сажа, печи Кузнецова можно не чистить годами.
Меньшая материалоемкость в сочетании с равномерной теплоотдачей между топками: в городской квартире с центральным отоплением температура в течение суток колеблется больше, чем в доме, отапливаемом кузнецовкой при 2-х топках в сутки.
Широкие возможности встраивания водогрейного контура без ухудшения технических параметров печи.
Хорошая тяга при коротком дымоходе, что удешевляет и упрощает строительно-монтажные работы при ее постройке.
Пластичность конструкции и внешнего вида как следствие двухколпаковой схемы (см. далее): не ухудшая печи, ее можно сконструировать практически под любое помещение и требования дизайна.
Автоматическое перераспределение тяги по каналам при переходе от протопки к остыванию, что гарантирует от угара: вьюшку почти никогда не требуется закрывать, она предусмотрена более для нештатных режимов работы.

Примечание: изобретенный И. В. Кузнецовым способ перераспределения тяги в корне отличается от известной газовой вьюшки. По нему поток, создаваемый тягой, пропускается мимо нагретых частей тела печи специальными низовыми каналами, а когда в топке горит пламя, конвекция от него оттягивает поток воздуха на себя. В результате не требуется отдельная система вентиляции помещения. Кроме того, газовую вьюшку может выдуть обратной тягой при задувании в трубу, или, наоборот, вытянуть при сильном ветре, а в кузнецовке любой поток воздуха пройдет мимо всего, что он мог бы выстудить.

Основа основ

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

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

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

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

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

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

Первое: колпак на колпаке

Принцип построения печи, позволяющий реализовать преимущества свободного хода газов, известен давно. Это – двухколпаковая печь, схема устройства которой показана на рис. Начнем разбор с левой его поз.

Схемы двухколпаковых печей

Наружный воздух поступает через поддувало 1 в топку 2. Топка может быть снабжена сужающимся соплом – хайлом – в котором в одноколпаковой печи образуется газовая вьюшка: легкие нагретые газы под колпаком своим давлением не пускают «на продув» тяжелый наружный холодный воздух, как воду в опрокинутый стакан. Но в двухколпаковых печах газовая вьюшка из-за тяги со стороны второго колпака часто оказывается неустойчивой. Поэтому двухколпаковые печи до Кузнецова строили редко.

Сразу после растопки, когда горят самые легкие и энергичные фракции топлива, горение происходит в режиме, близком к наиболее эффективному пиролизному. В печах Кузнецова – в пиролизном режиме, они специально так и сконструированы. Пиролизные газы догорают под сводом 4 первого колпака 3. Подсводное пространство первого колпака аналогично дожигателю чисто пиролизной печи.

Пиролизное горение под колпаком получается саморегулирующимся: если топливо очень уж разгорелось, «подушка» догорающих газов расширяется вниз; вверх не дает свод колпака. Из-за этого затрудняется отток дымовых газов, он ведь идет вниз. Соответственно, слабеет и тяга, горение немного утихает. Если же горение ослабевает, все происходит наоборот.

При переходе горения в малоактивный режим или дотлевание углей оба колпака работают уже просто как теплоприемники канальных печей, добирая остаточное тепло топлива. Но в голландках и шведках оно большей частью «просвистывает» в трубу: согласно всем известному гидродинамическому закону Бернулли, в узком канале скорость потока будет больше. А под колпаками остаточные газы будут неторопливо ворочаться, пока их тепло не уйдет в кирпич.

Примечание: в канальных печах при сильном ветре снаружи часто приходится выгребать из топки еще тлеющие уголья и закрывать вьюшку, иначе все тепло «высвистит», пока топливо догорит до золы. В колпаковых печах этого вредного эффекта нет – резкое расширение от дымохода в колпак не позволяет ветру разгуляться в печи, и можно спокойно ждать, пока топливо не отдаст свой запас энергии до последней калории.

Идеальная двухколпаковая печь – круглая в плане. Тогда ее тело 5 является одновременно и вторым колпаком. В нем также есть невидимая зона термохимических реакций 6 под сводом. В ней нейтрализуются остатки моноокиси углерода (угарного газа) и окислов азота, образующихся в топке вследствие значительно более высокой, чем в пламенной печи, температуры сгорания. В дымоход 7 уходят только углекислый газ и пары воды.

Хотя круглую кирпичную печку обычного типа сложить можно, но, если она двухколпаковая, устроить в ней прочистные дверцы сложно, а чистить ее (когда-то же, да придется) трудно. Поэтому на практике двухколпаковые печи выполняют, если привлечь аналогию с электроникой, не по параллельной, а по каскадной последовательной схеме: второй колпак водружают на первый и соединяют колпаки между собой дымоходами (или одной сплошной широкой щелью) с тыла печи, правая поз. на рис. КПД кирпичной печи при этом падает всего на 1-2 процентных пункта.

Примечание: чтобы в круглой двухколпаковке газовая вьюшка была устойчивой, кроме ураганных ветров, кольцевой зазор L2 между первым и вторым колпаками должен быть шире такого же L1 между топкой и первым колпаком.

В том и другом случае во второй колпак можно безо всяких опасений встраивать водогрейный регистр любого типа. Основное тепло телу печи передается под сводом первого колпака. Это, кстати, тоже одна из причин, почему раньше двухколпаковки не были в употреблении: при дешевом топливе небольшое повышение КПД не окупало сложности работы, а мыться на кухне в корыте тогда было делом обычным.

Теперь и топливо дороже, и требования к качеству жизни выше. И тут второй колпак пришелся как раз кстати. Сколько бы тепла под ним не ушло в водогрейку, режим горения не нарушится: первый колпак из плохо проводящего тепло кирпича надежно изолирует высокотемпературный каскад от паразитных теплопотерь.

И в то же время газы под второй колпак подходят, с одной стороны, достаточно остывшие и прореагировавшие, чтобы теплообменник можно было выполнять из обычных конструкционных материалов, не опасаясь его прогорания и осаждения сажи на нем. С другой – температура во втором колпаке при КПД печи в 80% будет в пределах 200-400 градусов, что дает как раз достаточный температурный градиент для эффективной передачи тепла воде.

О многоколпаковках

В принципе возможно круглую колпаковую печь выполнить многокаскадной; каждый каскад – 2 колпака, с отверстием в своде и глухой сверху, как показано на рис. При трех каскадах (6 колпаков), конструкцию, которую можно условно назвать печью со свободным ходом газов (левая поз. на рис.) возможно сделать самонастраивающейся под любое топливо, от мазута до кизяка, с КПД до 97-98% в любом режиме топки. Однако точному аналитическому расчету она не поддается, а компьютерное моделирование требует достаточно мощной аппаратной и программной платформы.

Схемы многоколпаковых печей

Печь с четными (с отверстием в своде) колпаками, доведенными до ее пода (правая поз. на рис.), способна, в принципе, показать КПД в 85-90%, в зависимости от режима горения и вида топлива. Но и ту, и другую, во-первых, очень сложно чистить. Во-вторых, первый колпак получается очень маленьким, и температура под ним будет вполне пиролизной, около 1500 градусов. Никакой металл ее не выдержит, разве что платина. Вольфрам и тот сгорит, как нитка лампочки с разбитой колбой. А будет ли держаться на весу футеровка для пиролизных печей, на опыте пока никто не определял.

Примечание: черные пунктирные линии на рисунках – не металлоконструкции. Это образующие (параболы и прямые) соответствующих размеров: диаметров дымовых отверстий и расстояний нижних обрезов колпаков от пода.

Видео: пример проекта двухколпаковой отопительно-варочной печи

Второе: тепловая нагрузка

На голых принципах ничего не работает. Чтобы теоретически абсолютно правильная печка хорошо грела, сушила и варила, ее нужно также правильно выполнить в материале. Применительно к колпаковым печам (и особенно – к двухколпаковым) это значит, что тепловая нагрузка на материал должна быть высокой. Сделать колпаковую печь массивной, с толстыми стенками – все равно, что жечь костер в пещере. Чтобы почувствовать тепло, нужно сесть у самого огня, а уж копоти будет…

Взгляните на рис. На нем – чертежи и порядовки некоторых печей Кузнецова: банной, отопительно-варочной, двухконтурного водогрейного котла и усовершенствованной русской с лежанкой. Не будучи опытным печником, видно, что материала на единицу выделяемой мощности (500 Вт*кв. м наружной поверхности) в печи Кузнецова идет в полтора-два раза меньше, чем в традиционных. Вообще, любая колпаковая печь «пустее» внутри равной по мощности канальной.

Порядовки некоторых печей Кузнецова

С одной стороны, это хорошо, кирпич-то с кладочным раствором денег стоят. Но с другой – требует тщательнейшей разработки и соблюдения технологии постройки (см. ниже). Тепловая нагрузка, от которой не шелохнется груда булыжника, тонкую кирпичную стенку разрушит уже при разгонной топке.

Для печей Кузнецова важна и строительная механика. Прочность стенки на глиняном растворе при уменьшении ее толщины падает гораздо быстрее, чем на цементно-песчаном. Поэтому фундамент под эти печи нужно выполнять особенно тщательно в точном соответствии с рекомендациями автора. Им же необходимо неукоснительно следовать при постройке.

Примечание: И. В. Кузнецов позволяет свободно копировать свои материалы для себя, для постройки, но возражает против переизданий. Однако картинки на рис. маленькие. Дилетант по ним ничего не соорудит, а мастер знает, где можно взять полноценные чертежи. Поэтому надеемся, что Игорь Викторович простит нам это небольшое заимствование ради пользы дела.

Третье: шаг вправо, шаг влево…

Высокие нагрузки на материал в печах Кузнецова требуют не просто тщательной разработки конструкции, но и соблюдения при этом некоторых основополагающих уже конструкторских принципов. Главный из них – плавающая топка из шамотного кирпича марки ШБ-8 или Ш-5. Тело печи выкладывается из керамического кирпича марки не ниже М150.

Что значит плавающая топка? Во-первых, вокруг нее целиком, или в точно рассчитанных автором местах, должен быть сухой шов. Сделать его не так-то просто: по выкладке последнего ряда шамота (если иное не оговорено в спецификации на печь) глиняный раствор из швов между шамотным и обычным кирпичом выковыривается, а вместо него вставляются прокладки из минерального картона – базальтового, каолинового и т.п.

Несвязанные и связанные строительные модули

Во-вторых, нужно неукоснительно соблюдать принцип несвязности модулей. Что это такое, показывает рис. Никакие выступы шамота не должны входить в пазы обычного кирпича, и наоборот, даже с демпфирующими швами. ТКР и теплоемкость шамота существенно отличаются от «кирпичных», и топка, связанная с телом печи, порвет кладку при растопке. Топка «кузнецовки» должна представлять собой компактный модуль, установленный в гнездо из обычного кирпича. Как при этом устроить ее выход в дымоход, автор подробно объясняет на сайте.

Также неукоснительно нужно следовать его рекомендациям касательно выбора и подготовки материалов. «Кузнецовки» хоть и кирпичные, но высокотехнологичные, и терпят замену на эрзацы и небрежность не более, чем ракета или подлодка – замену титана и композитов жестянкой. Последствия, правда, не будут столь катастрофическими, но и видеть их придется дома, а не вычитывать в новостях. И платить из своего кармана.

В целом по технологии: печь Кузнецова может соорудить старательный, внимательный и аккуратный новичок. Но действительно опытный печник, с полупьяна, но бездумно выкладывающий действительно очень хорошую плиту или голландку, на печи Кузнецова обязательно осечется.

О последователях

Чертеж самодельной печи Кузнецова

Тем не менее, «кузнецовки» не есть некое чудо несказанное. Уже нашлось немало любителей и мастеров-профи, не только повторяющих оригинальные конструкции Игоря Викторовича, но и создающие свои самостоятельно. На рис. справа – чертеж, а на рис. в разделе – порядовка одной из них.

У нее две особенности. Первая – растопочные ходы на 21-м ряду. Они вполне аналогичны холостым воздушным ходам Кузнецова, но включаются в работу при растопке, ускоряя и облегчая ее. На пламени или тлении их пропускная способность не позволяет обеспечить выход газов, и канальчики эти заглушаются газовыми пробками.

Вторая – пиленые вдоль, да еще и на угол, кирпичи в 17-м, 28-м и некоторых других рядах. Вообще-то и печники, и просто строители знают, что кирпичи вдоль не пилят. Но это убеждение сложилось во времена, когда и понятия «угловая дрель», она же болгарка, не было. Об алмазном инструменте тогда только слыхали, что, мол, применяется такой где-то в секретных цехах военных заводов.

Но пилить кирпич вдоль болгаркой на весу все равно нельзя, его прочность упадет ниже предельно малой из-за биений инструмента в руках. Тут два варианта, первый: установить инструмент в станину с ходящим в вертикальной плоскости рычагом, чтобы получится отрезной станок. Такую можно сделать самому, есть и готовые в продаже.

Порядовка самодельной печи Кузнецова

Другой способ годится, если на хозяйстве имеется циркулярка хотя бы на 1500 обмин, а лучше – на 2500-3000. Тогда алмазный круг по камню заправляют в нее вместо штатного пильного зубчатого. Этот вариант предпочтительнее: опорная доска с уголковым упором обеспечивают рез гораздо более чистый и точный. И при необходимости можно допилить с другой стороны, не рискуя получить на спиле высокую ступеньку.

Видео: процесс кладки печи 3 х 3,5 кирпича

Еще о кругленьких

Круглые печи теоретически вообще имеют массу преимуществ, только в доме не очень-то удобны. Однако немал спрос и на компактные передвижные печи, и вот тут предельно высокий КПД круглых многоколпаковок может оказаться решающим фактором, ведь при уменьшении размеров печи ее КПД резко падает из-за закона квадрата-куба.

Такие печи, разумеется, пришлось бы делать из металла. Это решает проблему чистки, печку можно выполнить разборной. Но выбор металлов, подходящих по соотношению теплоемкости и теплопроводности, крайне ограничен. Из недорогих – только чугун, но он тяжел и хрупок.

Однако есть металлический материал полегче и попрочнее с подобными свойствами. Это – продукция порошковой металлургии. Применительно к ножам-ножницам «порошковая дрянь» вполне оправдано, но для печи, в которой ничего не работает на сдвиг, порошковые детали могут оказаться находкой.

Вторая проблема, о которой уже говорилось – жаростойкая футеровка на своде первого колпака. Если удастся решить и ее, то, возможно, труды и старания Игоря Викторовича Кузнецова дадут плоды более обширные и весомые, чем сейчас кажется. опубликовано econet.ru

econet.ru