Колпаковые печи длительного горения: особенности конструкции

Печи Кузнецова устройство и принципы работы, преимущества, вариации, чертежи

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, см. рис.

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.

Общая характеристика печи

Расходные материалы:

• кирпич обожженный – 1200 штук;
• цемент фундамента – 500 кг;
• уголок 3×32×32 – 12 м;
• глина кладки – менее 1 куб.м,
• песчано-гравийная смесь (ПГС) – 1200 кг;
• щебень – 7 куб.м.

Узлы печи:

• кружало – каркас свода колпака, сварная конструкция из уголков удерживает кладку свода;
• рама перекидного рукава, сварная конструкция из уголков удерживает две порядовки кладки перекидного рукава.

Покупные изделия:

• дверцы – 3 штуки (зольника, чистки перекидного рукава, миникамина);
• дверца топливника (камера сгорания) – 1 штука (прозрачная);
• пластина (конфорка) топливника (чугун должен быть), но по факту вышла сталь с толщиной листа 8 мм;
• колосник (дно топливника с отверстиями);
• узел заслонки – вьюшка (закрытие дымохода трубы на 2/3).

При очередном заезде на дачу первая растопка печи начинается с прогрева трубы (мини-камин, расположен у основания трубы). Прогрев трубы длится 30-50 минут. Когда печь топится ежедневно, трубу прогревать не надо.

В основном в качестве дров использую березу. Каждую топку стараюсь завершать осиной, т.к. продукты ее горения очищают дымоходы. Во-вторых, осина при сгорании издает звуки мелких взрывов (треск дров). Пламя горения просматривается через прозрачное жаропрочное стекло дверцы топливника. Приятно засыпать в темноте комнаты, освещаемой пламенем и треском дров. Ночная сказка от всполохов пламени, особенно после бани. Крепкий сон, восстанавливает силы к новому дню – ночной санаторий.

Основные этапы обустройства кирпичной печи по порядовке своими руками

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

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

Технология работ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды печей

Для отопления теплиц существует несколько типов печей, различающихся по следующим параметрам:

• Принцип теплового излучения.
• Принцип распространения тепла.
• Основные элементы конструкции.
• Тип камеры сгорания топлива.
• Расположение и конструкция каналов подачи воздуха.
• Конвекционные рубашки.
• Дополнительные элементы. Как правило, они у каждого вида печи свои.

Печь для теплицы своими руками сделать несложно. При этом печь на опилках длительного горения сможет эффективно обогреть воздух в большой теплице.

В качестве топлива в печках для теплицы можно сжигать не только опилки, но и следующие виды топлива:

• Пеллеты.
• Гранулы из торфа.
• Обычные дрова.
• Масло и другие виды жидкого горючего.

Стоит отметить, что порядовка печей для отопления теплиц разного размера может существенно различаться. Поэтому перед началом работ рекомендуется тщательно ознакомиться с теоретическим материалом.

Колпаковая печь для теплицы

Если нужно быстро нагреть воздух в помещении, то лучше всего использовать колпаковую печь. Она начинает интенсивно отдавать тепло буквально через несколько минут после начала прогрева. В то же время она при небольших габаритах способна обогреть большое помещение, так как обеспечивает длительное горение топлива.

У колпаковой системы есть один серьезный недостаток – большие тепловые потери. Эти теплопотери не зависят от типа использованного топлива.

Колпаковую печь на опилках своими руками лучше всего делать из металла. В этом случае она будет равномерно нагревать воздух в помещении.

Основным элементом такой печи является металлический корпус. Обычно его изготавливают из тех материалов, которые есть под рукой:

• Цилиндр из стали. Он может быть сварен самостоятельно.
• Пустой газовый баллон.
• Толстостенная металлическая труба большого диаметра.
• Металлическая бочка и бак из-под воды.

После подбора подходящего корпуса для печки на опилках в теплицу нужно приобрести арматуру и полосу стали. Естественно, нужно не забыть о дымоходе.

Можно делать колпаковые печи своими руками на основе бочки:

1. Нужно срезать верхнюю часть бочки или крышку.
2. В полученном элементе вырезать паз и вварить в него отрезок трубы. Это будет дымоход.
3. В стенке бочки прорезывается дверца для закладки горючего материала.
4. Крышка обрабатывается таким образом, чтобы свободно проходить в бочку. После этого ее можно уплотнить заранее приготовленной стальной полосой.
5. На финальном этапе в крышке прорезается еще одно отверстие, к которому приваривается еде одна труба. Это поддув.

Отопительные печи Кузнецова: чертежи и порядовка своими руками

Печники, которые занимаются своим делом профессионально, считают, что отопительные печи Кузнецова чертежи которых мы рассмотрим в этой статье, заслуженно получили признание. Их создатель И. В. Кузнецов всю свою трудовую деятельность, которая началась в 1962 году, посвятил любимому занятию, а именно проектированию новых конструкций и их совершенствованию.

Известность пришла к проектировщику в результате многочисленных положительных отзывов клиентов и заказчиков. Сейчас Кузнецов имеет команду единомышленников и собственный интернет сайт, на котором представлены различные варианты конструкционных решений, разработанные им лично по особенной технологии.

Печь Кузнецова своими руками можно устанавливать в современных жилых строениях. Ее конструкционные решения позволяют не только качественно обогревать помещения, но и своим внешним видом придавать интерьеру особенность и неповторимость, в чем можно убедиться, посмотрев на предоставленное фото. Разрабатывая новые теплоагрегаты, Кузнецов стремился к улучшению главного показателя их работоспособности – эффективному обогреву. В зависимости от назначения конструкций для них улучшались определенные показатели. В одних моделях модернизировалась топка, в других повышалось теплосбережение, а в третьих добавлялось оборудование, о чем свидетельствуют на печи Кузнецова чертежи.

Доказательством высокого качества конструкций является известность теплоагрегатов, их востребованность и многолетняя эксплуатация.

Некоторые домовладельцы, зная, что печи отопительные кирпичные Кузнецова имеют многочисленные положительные отзывы, принимают решение сделать их самостоятельно (подробнее: «Кирпичные печи отопительные своими руками — всё не так сложно, как кажется «).

Такую работу можно выполнить своими руками, но при условии, что владелец дома будет пользоваться порядовками отопительных печей из кирпича и использовать только рекомендуемые качественные материалы.

Особенности конструкции

Благодаря особому внутреннему строению печи, она быстро нагревается и при этом долго сохраняет тепло. Историки утверждают, что помпейская печь появилась на Пиренейском полуострове и изначально использовалась именно для приготовления открытого пирога с сыром, где для обогрева помещения конструкция была не нужна.

Оформление помпейской печи

Позже она получила распространение и по всему миру. Ее еще называют неаполитанская, итальянская печь, тандыр.

Помпейская печь не только станет идеальной конструкцией для приготовления пиццы, пирогов и хлеба, но и украсит любой загородный участок. В сочетании с беседкой или мангалом, она становится настоящим ландшафтным украшением, становясь излюбленным местом отдыха всей семьи.

Печь во дворе

В основном такую печь устанавливают на загородных участках на улице, в зоне барбекю, в саду на открытом воздухе, но при желании и внесении некоторых технических доработок, помпейскую печь можно возвести и в доме. Для этого, конечно, придется предусмотреть не только надежный прочный фундамент, но и дымоход.

В этой статье мы рассмотрим классический вариант строительства итальянской печи на открытом воздухе. Прежде чем приступить к пошаговой инструкции, хочется предупредить, что кладка помпейской печи – очень непростое и дорогостоящее мероприятие.

Но если вы все правильно выполните, то такая печь будет радовать вас не один десяток лет, придавая аутентичный вид даче и помогая готовить вкусную домашнюю выпечку. Благодаря нашей понятной и простой инструкции, осилить кладку помпейской печи своими руками сможет даже новичок.

Устройство помпейской печи чем-то схоже с конструкцией древней славянской печи.

Конструкция помпейской печи

Но, в отличие от традиционной русской печи, она гораздо быстрее нагревается. Готовить пироги в ней можно уже буквально через 30 минут после разогрева, в то время, как русской печи понадобится не менее 3-4 часов, прежде чем достичь оптимальной для приготовления еды температуры.

Такая скорость разогрева в помпейской печи достигается благодаря меньшей термальной массе. Слой кирпича, который нагревается, составляет всего 12 см. Уже за 45 минут после растопки, температура в этой печи достигает 260 градусов, а через час — 370 градусов.

Каким образом происходит распределение температуры в помпейской печи?

Особенностью и главным преимуществом помпейской печи является то, что в ней можно приготовить практически любое блюдо за короткое время. Благодаря большой температуре, которая достигается внутри свода, в ней отлично выпекается пицца и хлеб. Особую пикантность выпечке придает дым.

Возведение печи своими руками: от подготовки до проверки

Перед началом строительства конструкции следует тщательно изучить план того помещения, в котором она будет располагаться. Поскольку это тяжеловесный атрибут, то здесь требуется прочный фундамент. Если печь будет возводиться в деревянном строении, то необходимо на стыках печной конструкции и стенах установить прокладки из огнеустойчивого материала.

Фундамент печки

Для его возведения следует выкопать яму прямоугольной формы. Ее размеры: длина 1,5 метра, ширина 1 метр, глубина 1 метр. На 15 см дно засыпают слоем песка. Так нужно оставить на несколько дней для усадки. Потом ставится опалубка из досок либо других деревянных элементов.

Следующий этап: выкладывание тонкого металлического прута в целях армирования бетона. Затем делается заливка бетона. В процессе нужно периодически удалять из него образовывающиеся пузырьки воздуха. В этом поможет обычная лопата или же бетонный вибратор. По уровню расположения бетон на 2 кирпича не должен доходить до поверхности пола.

Кладка печи

Укладку кирпича в моделях Кузнецова можно делать самостоятельно даже новичкам. Главное – внимательность. Нужно строго следовать схеме – порядовке.

Поскольку кирпич имеет свойство расширяться при нагреве, то внутренняя огнеустойчивая оболочка должна иметь со всех сторон свободное пространство. С этой целью каждый третий ряд кирпича прокладывают металлической проволокой для усиления связки. Что касается дверец печи и других ее металлических составляющих, при установке учитывается степень их расширения во время нагрева. Кирпич и металл разделяют специальной прокладкой.

На 17–18 рядах следует верхнее перекрытие колпаков. На 21 ярусе следует оставить два прохода вдоль боковых внутренних стенок. В инструкциях бывает подробно расписана порядовка, и обычно затруднений с кладкой не возникает. После завершения кладки желательно нанести на стены огнеупорный состав.

Проверка работоспособности

Для тестирования печи во время первой растопки необходимо использовать минимальное количество топлива. Делается это для того, чтобы прогревание происходило постепенно. В момент первой топки проверяется работоспособность конструкции, обжиг печи, герметичность швов в местах установки дверей и задвижек. При выявлении неполадок нужно устранить их.

Принцип функционирования кузнецовской печи

Кузнецовым был предложен совершенно новый подход к построению печи из кирпича. Как известно, в печах традиционной конструкции имеются каналы, по которым происходит движение горячих газов, нагревающих кирпич. Главным фактором, поддерживающим данный процесс, является тяга. Такой принудительный метод прогревания корпуса печи характеризуется неравномерностью распределения тепла. Кроме того, он часто приводит к образованию трещин в стенках конструкции. При строительстве подобной печи, занимающей довольно много места в помещении, используется множество кирпичей.

Возникает вопрос и относительно наличия места для установки теплообменника. Это устройство теряет указанный производителем срок службы, если его разместить в самой топке. Постоянный контакт с огнем губительно сказывается на прочностных характеристиках теплообменника. Такое соседство приводит также к ухудшению условий горения топлива, снижению коэффициента полезного действия печи и образованию большого количества сажи.

В сооруженной по кузнецовскому методу печи газы движутся свободно.

Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Такая конструкция основывается на установке внутри нее колпаков, представляющих собой сосуды, перевернутые днищем вверх. В некоторых моделях печей колпаки могут иметь верхние отверстия. Сосуды располагаются в различном порядке, однако основным условием их размещения является наличие между ними вертикальных пустотных щелей, называемых сухим швом. Образованное таким образом пространство шириной до 3 см не заполняют ни теплоизолятором, ни раствором. Вследствие этого газы свободно движутся, перемещаясь из одного сосуда-колпака в другой.

Чтобы легче представить себе схему работы колпаковой печи Кузнецова, нужно визуализировать в своем воображении костер, разожженный на открытом воздухе. В результате того, что воздух имеет неограниченный доступ к пламени, от костра идет незначительное тепло, которое сразу же рассеивается в пространстве. Можно изменить характер процесса нагревания воздуха вокруг костра, если накрыть его колпакообразным сосудом, например, казаном большого размера

При этом внизу важно оставить зазор, чтобы совсем не загасить пламя. Как результат, горячий газ естественным путем поднимается к днищу казана и ограничивает доступ поступающего снаружи воздуха. После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара

После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара.

Такой саморегулирующийся процесс характеризуется возможностью дозировки наружного воздуха и нахождения разогретого газа в сосуде до полного остывания.Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Описанный выше принцип используется в печах Кузнецова, для которых применяются сразу два колпака, соединенные сухим швом. Такая нестандартная конструкция способствует повышению эффективности передачи достаточного количества тепла от печки в помещение, где она установлена. Горячие газы сначала заполняют собой первый колпак, тем самым нагревая его стенки, а затем, охлаждаясь, уступают место горячему потоку, который поднимается из топки.

Стараясь оптимизировать этот процесс, изобретатель еще на первой его стадии, которая начинается после топливника, решил разделить поток газов в соответствии с их температурой. С этой целью он использовал перегородку для отделения пространства колпака от топки. При этом барьер не достигает дна сосуда. В результате такого разделения горячие газы сразу же устремляются к своду колпака, а поток более низкой температуры направляется по сухому шву через щель в перегородке. Таким образом, за счет скопления под сводом горячих газов и наличия барьера в первый колпак воздух поступает только в необходимом количестве. Это способствует полному сгоранию топлива с образованием определенного количества золы.

Аналогичный процесс движения газов происходит и в колпаке, установленном над первым.

Чертеж колпаковой печи Кузнецова

Менее горячие продукты горения размещаются внизу сосуда, а раскаленные газы стремятся к своду и при остывании отдают тепло на кирпичные стенки. Затем они опускаются вниз и по дымоходу выводятся наружу. За счет оснащения печи двумя колпаками, в которых происходит естественное нагнетание и движение газов, создание принудительной тяги в дымоходной трубе не требуется.