Двухэтажная печь кузнецова порядовка. Печи Кузнецова: виды, преимущества, порядовка и технология кладки своими руками

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

Особенности колпаковых печей Кузнецова

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

Колпаковые печи Кузнецова, которые в народе уважительно называют «кузнецовки» или «колпаковки», выгодно отличаются от других твердотопливных агрегатов повышенной тепловой отдачей и экономичностью. Если говорить на языке теплотехники, то разработки известного печника имеют КПД, которое приближается к 80%, тогда как энергоэффективность знакомой всем русской печи никогда не поднималась выше 60%. Столь значимых показателей производительности удалось достичь благодаря совершенно новому принципу движения газов внутри печи, на котором и базируется большинство разработок Кузнецова.

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

Особенности движения газов в купольных печах

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

Конечно же, «кузнецовка» устроена намного сложнее, да и процессы, которые в ней происходят, более многогранны, чем в описанном выше примере. Тем не менее именно благодаря тому, что движение горячих масс происходит естественным образом, удаётся достичь потрясающей экономичности и теплоотдачи. Что же касается тяги, то, казалось бы, задержка дыма в куполе печи должна приводить к её ухудшению. На практике же естественная конвекция внутри колпака обеспечивается не только за счёт дымохода, как в канальных печах, но ещё и благодаря разрежению воздуха под сводом, чему способствует высокая температура продуктов сгорания, которые туда устремляются. Как следствие, работоспособность сооружения будет обеспечивать даже более короткая дымовая труба, чем того требует любая шведская или голландская печь.

Колпаковый твердотопливный теплогенератор в разрезе

Надо сказать, что увеличение теплоотдачи «кузнецовок» происходит не только благодаря более совершенному способу конвективного теплообмена, но и по причине отсутствия системы газоходов. Поскольку сразу же за дымоходом устье печи переходит в широкий колпак, в купольных агрегатах отсутствует эффект ускорения газового потока в узких каналах, описанный термодинамическим законом Бернулли. В итоге после прогорания дров горячие газы не уходят в дымоход, а длительное время циркулируют под колпаками, отдавая остаточное тепло и обеспечивая меньшие суточные колебания температуры.

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

Из более совершенной конструкции печи проистекает масса достоинств:

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

Невозможно не отметить и тот факт, что благодаря своей оригинальной конструкции печи Кузнецова дают широкие возможности в плане дизайна интерьера, являясь неким связующим звеном между тёплой «ламповой» русской печью и высокотехнологичным оборудованием современных жилищ.

Отопительно-варочная печь Кузнецова является весьма компактным отопительным прибором

Существует множество конструкций бытовых купольных теплогенераторов И. В. Кузнецова, способных выполнять целый ряд задач:

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

Как видите, перечень «колпаковок» чрезвычайно широк, хоть он и не вмещает всего разнообразия печей специального назначения и совмещённых агрегатов, разработанных известным конструктором и его подвижниками.

Конструкция и принцип действия

Выражение «Всё гениальное - просто!» в полной мере касается конструкции купольной печи, которая позволяет реализовать достоинства свободного движения газов. Простейший двухколпаковый агрегат, представленный на рисунке слева, работает следующим образом. Воздух, необходимый для горения дров, поступает через поддувало 1. Топку 2 выполняют в виде сужающегося сопла, благодаря чему удаётся не пропускать наружный воздух сверх меры. В противном случае он будет сразу же уходить во второй колпак, увлекая за собой разогретые газы. Препятствует поступлению тяжёлого холодного воздуха и так называемая газовая вьюшка, которая образуется под куполом. К слову, из-за простой конструкции установившаяся внутри печи атмосфера часто бывает неустойчивой - её срывает тяга со стороны внешнего колпака. Именно поэтому двухколпаковые печи, известные задолго до рождения Кузнецова, не имели популярности.

Принцип действия двухколпаковой печи

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

Когда горение дров подходит к концу, колпаки выступают в роли накопителей, удерживая под своими сводами разогретые воздушные массы. В отличие от канальных печей, где остаточные продукты горения попросту «вылетают в трубу», в «кузнецовках» они отдают всю свою энергию кирпичным стенам.

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

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

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

Принципиальная схема простейшей печи Кузнецова

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

4 - теплообменник; 5 - верхний купол; 6 - дымоход. Как видите, топка и нижний колпак объединяются в одно пространство, разделённое узким каналом, который называют «сухим швом». Это позволило создать во внутреннем куполе и зоне сжигания условия, наиболее подходящие для свободного движения горячего газа к своду колпака, а охлаждённого - в сторону топки.

Расчёт купольных отопительных приборов

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

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

Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

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

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

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

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

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

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

Что понадобится для строительства

Сразу отметим, что для строительства печи лучше не брать кирпич, бывший в употреблении. Постоянные температурные перепады и так являются не самыми подходящими условиями для его эксплуатации, а если взять материал с усталостными напряжениями, то не исключено, что через пару-тройку лет стенки печи начнут попросту рассыпаться в труху. Итак, что понадобится подготовить для реализации нашего проекта:

• полнотелый кирпич из красной глины M 150 в количестве 754 шт. – для кладки корпуса отопительного прибора и дымохода;
• песок, 150 кг;
• глина мелкой фракции, 130 кг;
• кирпич огнеупорный - 63 шт., который понадобится для обустройства ядра печи;
  В продаже чаще всего встречается шамотный кирпич марок Ш-5 и ШБ-8. В нашем случае лучше взять последний, поскольку его габариты полностью соответствуют размерам красного кирпича.
• поддувальная дверца, 1 шт.;
• топочная дверца, 1 шт;
• дверцы для прочистки каналов, 6 шт;
• колосниковая решётка, 1 шт (минимальный размер 250х375 мм, который можно набрать из отдельных колосников);
• стальная проволока для перевязки рядов;
• металлический уголок;
• задвижка дымохода, 1 шт;
• асбестовый шнур или базальтовый уплотнитель - для герметизации мест установки чугунного литья.

Если вы когда-либо выполняли кирпичную кладку, то должны знать, что для этого понадобится:

• кельма (мастерок);
• ёмкость для приготовления раствора;
• строительный уровень;
• отвес и шнур;
• молоток каменщика;
• миксер для перемешивания смеси (можно воспользоваться насадкой для электродрели или готовить раствор вручную);
• рулетка;
• карандаш.

Если в процессе строительства потребуется подрезка кирпича для лицевой стороны печи, то эту работу лучше выполнять при помощи болгарки с установленным отрезным диском для камня и бетона.

Подготовительные работы

Прежде чем приступить к строительству, выбирают место и определяют конструкцию и расположение дымохода (как в помещении, так и на крыше). После этого можно начинать работы по обустройству основания печи. Если отопительный агрегат возводится вместе с домом, то заливают общий фундамент. В случае когда печь кладут в жилом помещении необходимо удалить часть пола, которая приходится на «кузнецовку». При этом внешний контур основания печи должен быть на 10–15 см больше его габаритов.

Варианты размещения дымохода для колпаковой печи

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

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

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

Как соорудить печь при помощи схемы порядовки своими руками

1. 1-й и 2-й ряды выкладывают из красного кирпича. При этом важно помнить, что любая печь сооружается только с использованием глиняных растворов, цемент здесь неуместен. При желании днище «кузнецовки» можно сделать и толще - это пойдёт только на пользу теплоизоляции её нижней части.

Укладку первого ряда ведут всплошную

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

Один из способов обустройства компенсационных швов

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

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

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

Высокотемпературная зона выкладывается шамотным кирпичом

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

Монтаж топочной дверцы

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

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

8. 17-м и 18-м рядом перекрывается нижний колпак отопительного агрегата.

Вспомогательные шнуры, натянутые по углам сооружения, помогут справиться с задачей начинающему печнику

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

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

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

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

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

Что следует учитывать во время строительства

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

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

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

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

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

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

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

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

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:

1. КПД «кузнецовок» превышает 80%, а у некоторых моделей может достигать 95%.
2. Печи работают в высокотемпературном режиме, но при этом обходятся без материалов и технологий, доступных только в заводских условиях.
3. Высокотемпературный режим позволяет топить печь даже самым бросовым и низкокачественным топливом.
4. 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.
5. Конструкция печи обеспечивает очень равномерную теплоотдачу между топками, при этом материала на неё уходит меньше, чем при строительстве по традиционной технологии.
6. 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.
7. Принцип действия печи обеспечивает хорошую тягу, поэтому нет необходимости строить высокий дымоход.
8. «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.
9. Печь устроена таким образом, что после топки её дымоход не нужно перекрывать вьюшкой. Отравление угарным газом полностью исключается.
10. 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.

Сложить своими руками можно и русскую печь, если следовать подробным инструкциям. Их вы найдёте в нашей следующей статье: .

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

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:

1. 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.
2. 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:

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

• 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:

1. Если на цилиндре вообще нет трещин либо они имеются в виде очень мелкой сетки, такой раствор можно использовать для любой части печи.
2. Если глубина трещин достигает 1–2 мм, раствор сможет выдержать температуру до 300 градусов. Такую смесь можно использовать для кладки дачного камина или барбекю.
3. 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

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

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

Всегда мечтали, чтобы в вашем доме был волшебный камин? Вы можете его сложить своими руками. А следующее руководство поможет в этом: .

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.

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 .

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.

13.03.2017
9154
Печник (Москва)

Печи Кузнецова- это целая история. За многие годы, появилось очень много всевозможных моделей, спроектированных под руководством этого человека, которые продолжают совершенствоваться и с каждым годом становятся всё лучше, продуманней и функциональней. Каминопечь Кузнецова, порядовка которой должна в точности соответствовать заявленной схеме, отличается своими небольшими габаритными размерами, безупречным устройством и функциональностью.

Особенности конструкций и результат

Кузнецова камин- это в первую очередь определённый метод, который заключается в том, чтобы газы в результате горения могли равномерно распределяться на два равнозначных потока с горячими и холодными парами.

К основным преимуществам таких установок относится:

1. Максимально высокий КПД, у отдельных установок достигающий 90 процентов;
2. Равномерный и максимально быстрый нагрев, как самой установки, так и всех помещений дома;
3. Хорошая тяга (что делать если в дымоходе нет тяги) и вентиляция каналов;
4. Небольшие габаритные размеры и возможности установки в любом месте и помещении.

Важно: если вы хотите использовать данный конструктивный метод, перед началом работ, необходимо определиться с размерами, формой, способом работы, теплоотдачей и другими не менее важными характеристиками отопительной установки и только после этого выбрать один из наиболее подходящих вариантов. На сегодняшний день число моделей представленных Кузнецовым, превышает 150.

Камины печи Кузнецова, имеют свои отличительные особенности и подразделяются на:

• Каминные. По своему внешнему виду и функционалу напоминают стандартные камины. Используются в качестве элемента декора или источника дополнительного второстепенного отопления;
• Варочные. Включают в себя не только функцию обогрева, но и другие, не менее полезные функции, такие как: варочная поверхность, духовой шкаф. Все эти особенности позволяют готовить посредством такого агрегата пищу;
• Отопительные установки. Используются исключительно для отапливания помещений. В зависимости от своих габаритных размеров, расположения и мощности, они способны отапливать дом определённой площади;
• Грили. Устанавливаются на улицах, на открытом воздухе или под навесом. Установки необходимы для приготовления пищи, работают исключительно на твёрдом топливе;
• Комплексные установки. Включают в себя наиболее полный набор функций и могут совмещать в себе сразу несколько элементов. Такие печи имеют наиболее большие габаритные размеры, отличаются своей высокой мощностью и преимущественно устанавливаются в помещениях с большой площадью.

Важно: используя подробные чертежи и схемы, разработанные Кузнецовым, собрать любую печь или камин вы сможете своими руками .

Применение колпакового метода

Печи камины Кузнецова собираются по определённой методике, которая имеет следующие особенности:

1. Все газы и потоки начинают равномерно распределяться за пределами топочной камеры;
2. В зависимости от количества установленных колпаков внутри конструкции, тёплый воздух в большей или меньшей степени задерживается во внутренней части агрегата, тем самым осуществляя быстрый, эффективный и равномерный прогрев;
3. При установке колпака в непосредственной близости около топочной камеры, при растапливании, горячие пары воздуха моментально попадают вовнутрь и установка, а также помещение прогревается в несколько раз быстрее;
4. За счёт наличия колпаков, образуется минимальное количество сажи и другого налёта, что значительно упрощает уход и чистку;
5. Теплообменник необходимо устанавливать исключительно за пределами топочной камеры, что позволяет КПД оставаться на самом высоком уровне и не снижаться.

Каминопечь Кузнецова устроена таким образом, в результате чего через специальное отверстие, расположенное в нижней части установки выпускается исключительно холодный воздух, в то время как горячие пары накапливаются в специальных колпаках.

Для того чтобы подробней ознакомиться с готовыми работами каминов и печей, рекомендуем просмотреть фото расположенные в этой статье.

Порядовка и укладка

Подготовительный этап работ

Для того чтобы сложить камин печь Кузнецова своими руками, нам понадобятся следующие материалы:

1. Около 160 килограмм песка;
2. Красный кирпич (рекомендуется использовать исключительно полнотелый)- около 800 штук;
3. Кирпич шамотный- 70 штук;
4. Глина огнеупорная- около 140 килограмм;
5. Дверца из чугуна, которую при необходимости можно изготовить своими силами, используя специальные спаренные стальные листы;
6. Проволока из стали;
7. Колосник или подготовленная арматура;
8. Уголки и задвижки для закрепления всех элементов и частей.

Для того чтобы ознакомиться с процессом порядовки и укладки более подробно, рекомендуем просмотреть видео в этой статье.

Совет: перед началом работ, в первую очередь необходимо проверить каждый кирпич по отдельности на предмет наличия всевозможных трещин и неровностей, такие кирпичи использовать для порядовки не рекомендуется.

Подготовка фундамента

Оптимальным фундаментом станет тот, который строится вместе с домом и является связанным. Если строительство дома уже полностью завершено, необходимо построить обособленный фундамент. Для того чтобы печь была надёжно защищена, фундамент необходимо дополнительно изолировать применив металлические листы или рубероид.

Порядовка и особенности

Печь камин Кузнецова: порядовка и пошаговое руководство:

• Для правильного выполнения порядовки, рекомендуется использовать специальный стандартный чертёж, который необходимо перенести в выбранное место и убедиться в том, что дымоход будет в последующем установлен правильно .

Подробная инструкция:

1. Два первых ряда необходимо выложить насухо, используя шамотный огнеупорный кирпич;
2. Нижняя часть отопительной печи должна быть немного толще всех остальных;
3. Первые два ряда должны быть уложены идеально ровно. Для того чтобы убедиться в этом используйте специальный строительный уровень;
4. Второй и последующий ряд укладываются таким образом, чтобы в последующем образовалось место для поддувала и зольника. Кирпичи укладываются в шахматном порядке;
5. Толщина швов не должна быть больше 5 миллиметров;
6. Укладывать кирпичи, необходимо только на специальный раствор из глины;
7. Выполните кладку внутренних перегородок и стенки, после чего на пятом ряду установите решётку колосника необходимых размеров;
8. Зазор между колосником и стенками должен составлять не более 7 миллиметров;
9. Сама решетка монтируется так, чтобы она находилась под небольшим углом- это необходимо для того, чтобы в процессе горения все щепки и другие продукты горения оставались внутри и не попадали в помещение;
10. На пятом ряду изготавливается и отверстие для установки топливной камеры. Данный элемент должен быть облицован строго специальным шамотным кирпичом. Кладка выполняется методом футеровки, то есть кирпич должен укладываться набок. Данный метод кладки, используется в местах, которые подвержены наиболее сильному нагреву;
11. Шестнадцатый ряд- это полное закрытие камеры. После чего выкладывается вторая камера;
12. Используя стандартную схему, кладку следует продолжить вплоть до 26 ряда, который полностью закрывается сверху кирпичами.

После выполнения кладки, печи необходимо дать время для того чтобы полностью просохнуть. В среднем, пробную топку, можно произвести через 3-5 дней после завершения работ.

Совет: при первой проверке, обратите внимание на наличие щелей, трещин, которые могут пропускать дым и воздух. Каждое отверстие для полноценного функционирования печного агрегата необходимо герметизировать, применив специальный глиняный раствор, после чего произвести повторную проверку, вплоть до устранения всех неточностей конструкции.

Принцип действия устройств Кузнецова учитывает естественные свойства горячего воздуха и, выделяющихся при сгорании топлива, газов. Конструкция кирпичной печки отличается тем, что дым удерживается внутри самой печи. Для этого оборудуется так называемый колпак — топочная камера, представляющая собой закрытый купол, куда поднимается наиболее раскаленный воздух, вытесняя остывающий через нижний боковой отвод.

Фото 1. Схема колпаковой печи Кузнецова, показаны особенности движения газовых потоков в устройстве.

Вентиляционное отверстие под днищем топки обеспечивает постоянный приток холодного воздуха. Из-за того, что раскаленный воздух удерживается в печке как можно дольше, эффективность теплоотдачи увеличивается в три раза по сравнению с другими подобными устройствами.

Добиться таких результатов конструкторы пытались и в случае традиционных печей — для этого разработаны модели с системой дымоходных каналов. В них горячий воздух также задерживается внутри устройства, но удлинение дымохода естественным образом ухудшает вытяжку , поэтому эффективность обогрева вырастает ненамного.

В случае устройств Кузнецова тяга не нарушается, а горячий воздух удерживается не за счет увеличения длины канала. Это происходит благодаря естественным свойствам раскалённых газов подниматься и вытеснять более холодные. Размеры такого типа печи могут варьироваться в зависимости от необходимой мощности и площади помещения, которое требуется отапливать. Модели с одним колпаком обычно компактны и подойдут для обустройства небольшого дачного домика.

Двухколпаковая печь

Наиболее распространенный вариант для качественного отопления частного дома — устройство Кузнецова с двумя колпаками.

Его КПД значительно выше за счет более длительного удержания горячего воздуха.

Колпаки из термостойкого кирпича располагаются один над другим с небольшим смещением — вытесняемый из первого колпака воздух сразу попадает во второй, из которого уже уходит в вытяжную трубу.

Размер такой печки имеет прямую зависимость от площади дома, возможна даже постройка с внутренним объемом до 5 куб. м. Топливник обычно занимает всю площадь основания, это помогает увеличить мощность нагрева воздуха в печи.

Справка. В конструкции двухколпаковой печи часто устанавливают специальные задвижки, позволяющие изолировать второй колпак и снизить теплоотдачу устройства. Это необходимо в более теплое время года , когда уже не требуется большой мощности обогрева.

При использовании задвижек горячий воздух из первого колпака направляется прямо в дымоход.

Отопительно-варочный вариант устройства

Особенностью такой конструкции будет измененное расположение первого колпака — он делается выступающим и в его своде устанавливается варочная поверхность , чаще всего из чугуна.

Плита обязательно должна быть цельной, так как из-за конструкции дым не вытягивается из колпака, поэтому будет неизбежно поступать в помещение через разъемные конфорки.

Иногда устанавливают плиту и над вторым колпаком — она не так сильно нагревается и не может служить для приготовления пищи, но будет превосходным средством для сушки овощей, фруктов, грибов и трав . Там часто делают нишу для хранения поленьев и их подсушки перед использованием.

Вам также будет интересно:

С хлебной камерой

Такой вариант почти не отличается от стандартной отопительно-варочной печи, но дополнительно снабжен духовым шкафом, монтирующимся в пространстве первого колпака. Камеру обычно делают из чугуна или особо прочной стали, изнутри футеруют шамотным кирпичом для обеспечения более мягкого жара для выпекания.

Помимо хлебной камеры, часто устанавливают бак для нагрева воды — для этого подходит также область второго колпака. В зависимости от количества дополнительных функций размеры печи будут увеличиваться, она потребует больших затрат на топливо.

Печь Кузнецова для бани

По принципу действия банная печь не отличается от описанных выше вариантов. Но всё же она имеет несколько особенностей:

• в нижний колпак устройства вмонтирован поддон с камнями ;
• в устройстве предусмотрен доступ для воды и отверстия для выхода пара;
• обладает более толстыми стенками для максимального прогрева камней и во избежание перегрева помещения.

Чертежи печей

Фото 2. Чертёж и порядовка двухколпаковой печи Кузнецова. Устройство представлено в цельном виде и в разрезе.

Фото 3. Чертёж колпаковой печи Кузнецова. Также устройство оснащено системой дымоходных каналов.

Постройка своими руками, порядовка устройства

Прежде чем браться за выполнение работ, необходимо правильно рассчитать проект устройства, для этого учитываются следующие факторы:

1. Мощность печи — зависит от общей площади помещения и качества его теплоизоляции.
2. Количество колпаков — в печах Кузнецова их нередко делают три и больше, что значительно увеличивает КПД обогрева, почти не требуя лишнего расхода топлива. Учитывается только изменение массивности устройства.
3. Основная функция печи — будет ли прибор использоваться только для отопления или понадобятся дополнительные возможности: приготовление пищи, нагрев воды.

Фото 4. Пошаговая порядовка печи Кузнецова. Также показано устройство в готовом виде с разных ракурсов.

Частый вариант для постройки — двухколпаковая печь с варочной плитой . Она функциональна при довольно компактных габаритах и хорошо подходит для размещения в небольших загородных домах.

Материалы

Внутри области колпаков образуется очень высокая температура, поэтому для кладки прибора подойдет только огнеупорный кирпич и шамотная глина с мелкофракционным песком для кладочного раствора. Смесь собственного приготовления часто рекомендуется заменить готовыми смесями из строительных магазинов — так уменьшается риск того, что колпак растрескается при эксплуатации и потеряет герметизацию.

Для выкладки внешних стен и верхних ярусов достаточно будет обыкновенного керамического кирпича с плотностью М150 и цементного раствора .

При работе нельзя забывать, что укладка обычного и шамотного кирпича в один ряд исключена — они имеют разные показатели расширения и при эксплуатации кладка разрушится.

Помимо материалов для кладки, понадобится приобрести дополнительные элементы — металлические уголки, дверцы и петли, задвижки, варочную поверхность. Все это доступно для покупки в специализированных магазинах. Понадобится армированная проволока для выполнения связывания кладки.

Инструменты

Для выполнения всех типов работ требуется заранее подготовить набор инструментов:

• емкость для приготовления раствора и лопата для его перемешивания;
• печной молоток-кирка для разбивания кирпичей;
• болгарка с отрезным диском по камню;
• плоскогубцы и ножницы по металлу для нарезки проволоки;
• мастерок для накладывания раствора;
• правило для разравнивания;
• защитные перчатки и очки.

Для проверки правильности кладки понадобятся также различные измерительные инструменты : рулетка, строительный уровень, отвесы, шнуры и т. д.

Подготовка места

Сооружение кирпичной печи всегда начинается с оборудования основания. Под кузнецовку подойдет фундамент стандартного типа — глубиной полметра и со сторонами, выходящими за границы периметра будущей кладки на 10 см . Порядок работы:

1. Подготавливается котлован, дно на 15—20 см закрывает дренаж — слой песка и битого щебня.
2. На хорошо утрамбованный дренаж ставится деревянная опалубка, выступающая над поверхностью на 20 см.
3. Фундамент заливается бетонной смесью и оставляется для застывания.
4. После правильной закладки фундамента получается ровная площадка, выступающая над поверхностью пола на 10—15 см (зависит от усадки).

Поверхность основания закрывается слоем гидроизоляции (хорошо подойдет рубероид), затем укладывается отражающий слой металлической промышленной фольги. В случае с постройкой кузнецовки жар от печи будет сильнее, чем от обычных приборов, особенно в нижнем ярусе, поэтому фундамент защищают от перегрева.

Соседние с будущим местом расположения устройства стены закрываются термоизоляционным материалом , на пол перед топкой рекомендуется набить металлический лист, чтобы избежать риска возгорания от выпадающих угольков. Заранее рассчитывается местоположение дымохода — его не рекомендуется располагать рядом с коньком крыши.

Выполнение кладки

После того как подготовлен фундамент, начинаются работы по возведению самого устройства:

1. Замешивается раствор в приготовленной емкости — перед началом работ глину замачивают на двое суток. Помимо лопаты, для перемешивания эффективным будет использование строительного миксера.
2. При выполнении кладки рекомендуется каждый ряд сначала класть на сухую поверхность для точного определения размеров нарезки кирпичей. Первый ряд основания делается сплошным.
3. Начиная со второго ряда выкладывается поддувало, а затем область первого колпака. По мере необходимости устанавливаются петли для топочной дверцы. Каждый третий ряд кладки связывается проволокой, нарезанные куски которой закладываются в раствор.
4. Внутренняя часть топки выкладывается шамотным кирпичом, наружная — обычным керамическим. Между этими слоями нет связующего раствора, оставляется небольшой зазор. Кирпичи из двух рядов также не должны выступать, пересекаться с соседним слоем.
5. Внутри свода первого колпака на опоры из шамотного кирпича устанавливается варочная чугунная поверхность , которая герметично фиксируется раствором.
6. После выполнения свода первого колпака , начинается выкладка основания для второго с небольшим смещением (на ширину варочной плиты ).
7. Выкладывается второй колпак , колонна дымохода, устанавливаются задвижки для изоляции второго уровня в летнее время года.

После выкладки навершия и установки трубы дымохода, готовую печь оставляют на просушку, которая занимает не менее месяца. Первые две недели устройство просушивается при открытых окнах и дверях, начиная с третьей недели производят постепенное протапливание, увеличивая объем топлива, пока он не дойдет до полноценной закладки.

Возможные сложности

Кладка кузнецовки отличается некоторой спецификой, поэтому при отсутствии опыта часто допускаются ошибки:

• Не оставляется зазор между стенами топки и наружными — шамотный кирпич расширяется при нагреве, поэтому может разрушить кладку.
• Не используется проволока для связки кладки — из-за большей степени нагрева стены печи могут растрескаться.
• Не оставлен зазор при установке металлических деталей — также приводит к расширению металла при сильном нагреве и появлению трещин.
• Неправильный прогрев нарушит процесс просушки кладки и приведет к возникновению деформаций, трещин.
• Не проведена правильная термоизоляция стен и перекрытий (в месте установки дымохода) — из-за большой температуры нагрева риск возгораний в случае использования кузнецовки выше, чем у простой печи.



Благодаря очень высоким температурам внутри топочной камеры, большая часть золы и сажи прогорает, позволяя снизить периодичность чисток.

Одно из достоинств кузнецовки — возможность выбора любого доступного на данный момент твердого топлива : дров, сухих кусков торфа, опилок.

При небольших изменениях конструкции существует возможность установки системы нагрева газом или электричеством. Доступно подключение печи к водяному контуру, что позволит качественно прогревать отдаленные помещения. Несомненным плюсом будет сравнительно невысокая стоимость материалов, возможность выполнить все этапы работ самостоятельно .

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.

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.

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.

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 . 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.

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.

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.

• 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

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

1. 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.

1. 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:

1. 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.

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

1. С третьего ряда начинается выкладка поддувала и зольника.
2. Далее в соответствии с порядовкой выстраиваются внутренние перегородки и стенка, изготовленная из шамотного кирпича, располагаемая между печкой и поддувалом .
3. 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.

1. 16-й ряд выкладывается таким образом, чтобы полностью закрыть камеру, установив колпак.
2. С 17-го ряда начинается выкладка второй камеры поверх первой.

1. 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.