Колпаковые печи кузнецова порядовка как сделать инструкция

Ранее мы уже рассказывали о видах пиролизных печей. Также мы разобрались с тем, как сделать пиролизную печь своими руками. Сегодня мы подробно расскажем про печи Кузнецова, чертежи которых имеют множество вариаций. Несмотря на это, принцип работы у всех их один – это увеличение КПД за счет вторичного сжигания пиролизных газов, выделившихся из твердого топлива при определенных условиях.

Основные принципы нового способа сжигания топлива

Горение в чистом виде представляет собой химическую реакцию, в результате которой из простых веществ – водорода и углерода – при взаимодействии с кислородом образуются другие вещества. Процесс осуществляется с выделением тепла. Если окислителем в реакции горения выступает воздух, то в топке образуются балластные газы.  Это – азот, избыточный воздух, не участвовавший в горении, водяные пары, появившиеся при выпаривании воды из топлива. Такие газы участия в горении не принимают, а, наоборот, отбирают на себя полезное тепло. В печах традиционной конструкции, работающих по принципу принудительного движения газов (ПДГ), все газы, в том числе, балластные, смешиваются в один поток. В результате этого температура топочного пространства снижается, условия сгорания топлива ухудшаются.

предложил свой механизм снижения влияния балластных газов на сжигание топлива и улучшение использования выделившегося тепла. Основной идеей, на которой базируются печи Кузнецова, является выведение балластных газов из зоны сжигания топлива, с использованием естественных физических явлений. Под влиянием собственной силы тяжести холодные газы опускаются вниз, а горячие – более лёгкие – поднимаются вверх.

Организовать такое естественное движение газов в топочном пространстве возможно только в теплогенераторе, сооружённом по особой схеме. Весь цикл газообмена происходит в колпаке печи, который может изготавливаться самой различной формы.

Внимание! Помимо обеспечения циркуляции воздушных масс, колпак может выполнять и другие функции. В него можно разместить котёл для подогрева воды, шкаф для сушки или плиту для приготовления пищи.

Типы кухонных печей

Отопительно-варочная печь из кирпича. В ее основе находится кухонная плита, выше — закрытая варочная ниша, а дымоходы устроены по принципу щитка с отличием от него наличием дымовых каналов над нишей.

С сушильным шкафом. Будут полезными в доме в сельской местности при сушке грибов и сельхозпродуктов. Шкаф закрывается дверкой и оборудуется вытяжкой для отвода водяных паров.

С духовым шкафом. Его наличии расширяет возможности приготовления пищи, позволяя запекать и сохранять блюда теплыми внутри шкафа.

Печь с лежанкой. Заменяет лежанку русской печи, имея значительно меньшие размеры. Лежанка является отдельным режимом работы и устанавливается вдоль или поперек печи в зависимости от планировки помещения. При пользовании лежанкой она оборудуется откидным щитом под голову. Если печь с лежанкой имеет общую перевязку, то устанавливается на едином фундаменте.

С установкой выносного мангала. В некоторых наших кухонных печах так же возможна установка на варочный настил металлического мангала. Его особенности указаны в разделе описания мангалов. Дымовой ход от мангала можно использовать для вентиляции помещения.

Мини-русские печи (№176, №192). При небольших размерах, в сравнении с русскими печами, тоже имеют жаровую камеру для выпечки мучных изделий и подтопок для нагрева всего массива печи.

№83 ПОВ -2600

Классические и современные русские печи с лежанками и плитами для домов и коттеджей.

Схема работы и устройство

Основой двухколпаковых печей являются следующие элементы:

  • зольная камера;
  • топка;
  • вертикальные колпаки;
  • прочистные дверцы;
  • задвижки;
  • варочная, сушильная камеры и/или духовой шкаф.

В самом низу располагается зольная камера, а над ней топка. Над топливной камерой устанавливается варочная панель. Во втором колпаке устраивают сушильную.

Принцип действия двухколпаковых печей:

Схема работы и устройство
  1. Горячие газы из топливника поступают через вход в нижний колпак.
  2. Нагретые газы легче воздуха, поэтому они поднимаются к самому верху колпака, отдавая его стенкам часть тепла.
  3. Остывая, они начинают опускаться по боковым стенкам колпака к его основанию.
  4. Так как внутрь постоянно поступают новые порции горячего газа, охлаждённый вытесняется в вертикальный канал, ведущий во второй колпак.
  5. Попадая в него, они поднимаются к верхнему перекрытию и отдают часть своего тепла. Остывая, газы опускаются по стенкам к основанию колпака и выходят наружу через трубу.

Обратите внимание! Двухколпаковые печи работают по принципу свободного движения газов, без принудительной тяги.

Одно из преимуществ двухколпаковых печей состоит в том, что даже если не закрыть задвижку на трубе после того как печь протопилась, поступающий холодный воздух из топки, не будет охлаждать её. Сверху в колпаке находится разогретый воздух, из-за этого холодный не может подняться. Он сразу же выводится через боковой вертикальный канал из нижнего колпака во второй. В нём холодный воздух так же не поднимается, а проходит по его основанию и удаляется наружу через трубу.

Если установить задвижку в перекрытии первого колпака под дымоходной трубой, то можно регулировать нагрев печи. При открытом положении, попадая из топки, горячий воздух поднимается к верху нижнего колпака, а из него вытягивается наружу в трубу. Сама печь нагреваться при этом не будет, только варочная плита. Этот режим топки особенно удобен в летнее время.

Если задвижку закрыть не полностью, то часть газов сразу же выведется наружу, а остальное, отдав тепло стенам нижнего колпака, через вертикальный канал перейдёт в верхний. Так же передав часть нагрева стенам второго колпака, газ выйдет через дымоходную трубу наружу. Эта возможность регулирования удобна в весенне-осенние периоды.

Читайте также:  Байпас для системы отопления с принудительной циркуляцией

Двухколпаковые отопительно-варочные печи хорошо прогреваются снизу, каждый горизонтальный ряд имеет одинаковую температуру со всех сторон, увеличивающуюся на следующих выше лежащих рядах.

С духовым шкафом

Схема работы и устройство

Конструкция двухколпаковых печей позволяет встраивать не только варочную плиту, но и духовой шкаф. Металлическая духовка поможет приготовить еду, и при этом будет являться дополнительным источником обогрева. Чаще всего её располагают рядом с топкой. В итоге нагретый газ, поступающий из топливной камеры, обогревает духовку по бокам и сверху. Остывший газ выводится через вертикальный канал.

Преимущества двухколпаковых ОВП с духовкой состоит ещё в том, что как только печь была растоплена можно приоткрыть дверцу шкафа, и помещение будет быстрее обогреваться. Так как духовка нагревается в первую очередь.

Кладём колпаковую печь

В двухколпаковых печах тепловая нагрузка на материалы предельно высокая. Поэтому легко совершить ошибку и выполнить подобную конструкцию с массивными стенами. Огонь в ней гореть будет, а вот вместо ожидаемого тепла получите дым и копоть.

Анализ порядовок печей Кузнецова различного назначения, в основу которых положен 2-ухколпактовый вариант, (отопительно-варочных, для бани, с установкой водогрейного котла двухконтурного и т.д.), позволяет выявить весьма характерную особенность. На единицу Nвыд, равную 500 Вт/м² внешней поверхности материала расходуется меньше почти в 1,5 раза, чем в изделиях традиционных конструкций.

Это имеет как плюс (удешевление конструкции из-за необходимости меньшего количества кирпичей и раствора для кладки), так и минус. Такие изделия предъявляют высокие требования к разработке и неукоснительного соблюдения всех технологических нюансов ведения кладки. Так как фактическая тепловая нагрузка, безопасная для толстостенной печи, способна разрушить стенку тонкую уже на стадии разгонной топки.

Строительная механика тоже должна быть близка и понятна печнику, решившему выложить колпаковую печь своими руками. Простейшее подтверждение данному тезису – прочностные характеристики стенки, выложенной с использованием глиняного раствора, если уменьшается её толщина, падают значительно быстрее, чем у цементной кладки. Это предъявляет повышенные требования к фундаменту подобной печи. Печник обязан неукоснительно следовать рекомендациям автора порядовки, с которой он работает. Причём, не только при обустройстве фундамента, но далее, на всех остальных этапах кладки печи.

Их первоосновой является плавающая топка. Выкладывается она из огнеупорного кирпича (шамотного). Наиболее востребованными марками являются Ш-5, а также ШБ-8. Остальное тело печи кладётся из кирпича рядового керамического, марок от М150 и выше.

Напомним, плавающей, она называется потому, что:

Вокруг топливника со всех сторон, либо в строго установленных порядовками местах, формируется сухой шов.

Техника его выполнения следующая. После завершения кладки последнего ряда шамотного кирпича, производится удаление кладочного раствора изо всех швов между ним и керамическим кирпичом. В образующиеся пустоты вставляются специальные прокладки, которые готовятся из различных типов минерального картона. Чаще всего используются каолиновый и базальтовый. Возможно использование иных технологий, которые обязательно оговариваются в спецификации, имеющейся на конкретную печь.

Несвязность модулей. Этот принцип подлежит неукоснительному соблюдению. Шамотный кирпич в любых вариантах не должен вставляться в пазы между керамическим кирпичом (обратное утверждение также справедливо), даже если имеются демпфирующие швы.

Теплоёмкость шамотного кирпича и его ТКР значительно отличаются от тех, которые имеет рядовой керамический кирпич. Поэтому топка, при наличии связи с основным телом печи, просто порвёт кладку уже на стадии растопки.

Именно поэтому требуется выполнять топливник для подобных печей в качестве достаточно компактного модуля, вставленного в гнездо, подготовленное из кирпича керамического. При этом существует ряд технических нюансов обеспечения отведения газов через дымоход.

Весьма важно использовать в работе только материал, поименованный в спецификации к печи, а также указанный в порядовке. Конструкции подобных печей просчитаны и высокотехнологичны. Поэтому замена весьма негативно сказывается на работоспособности готового изделия

В лучшем случае, печь придётся ремонтировать. В худшем, разбирать полностью и выкладывать по-новому

Поэтому замена весьма негативно сказывается на работоспособности готового изделия. В лучшем случае, печь придётся ремонтировать. В худшем, разбирать полностью и выкладывать по-новому.

Отопительно-варочная печь Кузнецова

Данный агрегат имеет несколько функций, благодаря возможности готовить пищу и обогревать комнаты. Также в нем можно предусмотреть духовку, сушилку и лежак. При желании его располагают топкой на кухню, а основной частью — в помещение. Однако печи других конструкторов также можно расположить на 2 стороны и на стыке помещений. Преимущества именно конструкции Кузнецова состоят в повышенном КПД данной печи и ее относительной компактности.

Правила устройства фундамента, выбора кирпича и изготовления раствора не отличаются от стандартных для всех видов отопительно-варочных печей. Схема данного агрегата указывает на то, что ключевыми рядами являются: 2, 10, 11, 12, 16, 17, 18, 26 и 27. С 3-его ряда закладываются поддувало, топка и нижние дымоходные каналы. Это позволяет прогреваться корпусу печи равномерно снизу вверх. В 10-м ряду закладывают варочную плиту, при этом используют асбест, чтобы плита расположилась заподлицо по всему периметру.

Над плитой укладывают 4 ряда кирпичей и сооружают первый колпак, который перекрывается сплошной горизонтальной кладкой в 2 слоя (это 17 и 18 ряды порядовки). Далее сооружается 2-й колпак, который соединяется с первым вертикальным дымовым каналом. С противоположной стороны верхнего колпака газы выходят в дымоход.

Движение происходит следующим образом: горячий газ поступает в нижний колпак из топливника через предусмотренный канал, доходит до перекрытия и распространяет тепло по всему объему колпака. Затем газы опускаются и находят выход в нижней части колпака, движутся по нему и поднимаются вверх. Там они попадают в пространство верхнего колпака. Далее все повторяется: газы распространяются по всему объему, опускаются вниз и попадают через выход в нижней части верхнего колпака в дымоход. Энергоэффективность отопительно-варочной печи конструктора Кузнецова заключается в том, что холодный воздух никогда не поднимается в верхнюю часть колпаков, а движется в трубу по нижним каналам.

Читайте также:  Для чего и как производится балансировка системы отопления

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.

Котлы Кузнецова

Чтобы увеличить полноту сгорания топлива  И.В. Кузнецов предложил перенести теплообменник из топки в колпак. Подробнее можно ознакомиться в его статье

Вот фотографии установки теплообменника в колпак

У меня нет опыта строительства и эксплуатации котлов с теплообменником в колпаке. Напишу то, о чем вычитал на форумах.

Из плюсов:

сгорает полнее, значит требуется меньше дров для отопления по сравнению с теплообменником в топке

с регистром в колпаке более инерционная, т.е. дольше нагревается и дольше остывает, по сравнению с теплообменником в топке.

Из минусов:

в изготовлении, больше требуется металла при одинаковой мощности, а следовательно дороже.

процесс очистки теплообменника от сажи. Нужно или разбирать котел, чтобы почистить механически, или сливать воду из системы и протопить без воды, чтобы сжечь сажу на регистре. Теплообменник расположенный в топке почистить проще через открытую топочную дверку. Для этого можно использовать металлическую щетку или шпатель.

регистре в колпаке образуется большое количество конденсата, пока теплоноситель не нагреется больше 50 градусов. Конденсат на теплообменниках в топке  я не наблюдал.

Для того чтобы уменьшить образование конденсата нужно нагреть теплоноситель в обратке.  Для этого соединяют подачу и обратку регистра и в начале топки пускают поток теплоносителя по малому кругу. Когда теплоноситель нагреется постепенно пускают поток по большому кругу. Чтобы это автоматизировать ставят специальный клапан, который работает как термостат в автомобиле. Или другой способ, его я прочитал в описании системы отопления у Юрия Болотова, когда в обратке вода подогревается электрокотлом.

Это усложняет и удорожает систему отопления. Видимо поэтому мои клиенты выбирают котлы с теплообменником в топке.

Периметр сварен из 2-х дюймовой трубы. Две средние трубы 1  3/4 дюйма. Высота 0,5 м, ширина 0,3 м.

Первое время система отопления нагревалась быстро, но постепенно грелось все хуже. Оказалось, что теплообменник зарос сажей, да так сильно, что сажа перекрыла весь канал и печь перестала работать. Сажа наросла за 3 месяца ежедневной топки.

Стоял он в этом месте — показано синим.

Печь пришлось разбирать и вырезать регистр. Чтобы выйти из сложившейся ситуации с минимальными затратами разобрал заднюю стенку топки и вместо нее сварил параллелепипед с размерами 260х350х100, который и стоит до настоящего времени. Отработал больше 10 лет.

А это разрез отопительного щитка моей печи.

Смотрите также
  • Обвязка одноконтурного газового котла
  • Принцип работы двухконтурного газового котла
  • Пароперегреватель котла назначение
  • Автономное отопление электрический котел
  • Дизайн кухни с газовым котлом
  • Двухконтурные газовые котлы бош
  • Котел отопительный 100 квт электрический
  • Газовый или электрический котел
  • Датчик нтс для котла беретта
  • Коспел котел электрический
  • Печь с котлом водяного отопления своими руками

Система с вертикальными каналами

Системы с вертикальными каналами являются очень распространенными. При этом такие печи Кузнецова (чертежи показаны ниже) чаще всего устанавливаются на улице. Дополнительно они способны долго удерживать тепло внутри. Во многом это связано с наличием большой выдры.

Таким образом, перекрытие не мешает душникам. В итоге конвективная система работает более эффективно. Непосредственно колпак скрывается за выдрой. Еще в конструкции должно иметься сечение для установки решетки. В таком случае камера огораживается от свода. Также следует установить дверцу для топки. Верхняя перегородка в таких конструкциях должна быть маленькой. В итоге горячий газ сможет естественным путем подыматься в верхний колпак. Шанцы лучше всего устанавливать с передней стороны конструкции.

Принцип работы колпаковой печи Кузнецова

Основой принципа работы колпаковых печей является свободное движение газов.

Колпаковая печь Кузнецова

Обычное канальное отопление (традиционные русские печи), подразумевает под собой движение разогретого воздуха по дымоходу. Стенки дымохода нагреваются, передавая тепло в помещения, а остывающий воздух под действием тяги выходит через трубу наружу. Однако у канальных печей есть существенные минусы:

  • печь быстро остывает;
  • неравномерное нагревание приводит к разрушению всей конструкции;
  • большое количество сажи;
  • низкий КПД.
Принцип работы колпаковой печи Кузнецова

Процесс работы колпаковой печи Кузнецова, заключается в вытеснении остывающего воздуха из под колпака горячим потоком. В конструкции данной печи присутствуют один или два колпака, которые задерживают тёплый воздух. Остывая, он вытесняется новыми горячими потоками. Проходя через колпаки, воздух под действием вытеснения выходит из печи. Процесс мощности горения и регулировки температуры в колпаковой печи происходит самостоятельно. Количество колпаков обуславливается количеством отопительных помещений. Чем большую площадь нужно обогреть, тем больше колпаков необходимо. Так достигается требуемая производительность.

  1. Отопительные – используются для обогрева одного или нескольких помещений.
  2. Варочные – возможность приготовления пищи.
  3. Банные – обогревание бань.
  4. Каминные – обустройство интерьера.
  5. Барбекю – устанавливаются на улице. Играют роль гриля или мангала.
  6. Комбинированные – самый популярный тип печей. Выполняет как отопительную роль так и любую другую.
Читайте также:  Как сделать отопление в двухэтажном доме своими руками — схемы

Независимо от вида и функциональности колпаковой печи, принцип действия не меняется.

Русская теплушка (РТИК)

Характерной особенность и ее преимуществом являются компактные габариты. Небольшая печка прекрасно впишется в любой интерьер и не займет много места, что, несомненно, важно. При этом данное преимущество одновременно является и недостатком печи Кузнецова «русская теплушка (РТИК)», так как из-за мелких размеров, тепловой мощности также мало.

Теплушки могут быть:

  • с лежанкой;
  • с камином;
  • с двухъярусным колпаком.

Принцип работы печи Кузнецова основывается на вторичном дожигании пиролизных газов. Поэтому их также называют пиролизными печами. Именно наличие нескольких куполов позволяет выжать максимум энергии из топлива и тем самым увеличить эффективность конструкции до 80%.

Кладка печей своими руками особенности и нюансы

Чтобы печь была экономичной, её необходимо поддерживать в хорошем состоянии. Трещина шириной всего 2 мм в области задвижки обеспечит теплопотери на уровне 10% за счёт неконтролируемого поступления через неё воздуха.

Топить печь тоже нужно правильно. При сильно открытом поддувале может вылететь в трубу от 15 до 20% тепла, а если во время горения топлива будет открыта топочная дверца, то все 40%.

Дрова, которыми топится печь, обязательно должны быть сухими. Для этого их нужно заготавливать загодя. Сырые дрова дают меньше тепла, а кроме того, из-за обилия в них влаги в дымоходе образуется большое количество кислотного конденсата, который интенсивно разрушает кирпичные стенки.

Чтобы печь прогревалась равномерно, толщина поленьев должна быть одинаковой — около 8–10 см.

Кладка печей своими руками особенности и нюансы

Розжиг основной массы топлива производят лучиной, бумагой и пр. Использовать при этом ацетон, керосин или бензин запрещено.

После растопки нужно перекрыть вьюшку, чтобы тепло не выветривалось через дымоход.

При настройке тяги во время растопки нужно ориентироваться по цвету пламени. Оптимальный режим горения характеризуется жёлтым цветом огня; если он стал белым — воздух подаётся с избытком и значительная часть тепла выбрасывается в дымоход; красный цвет говорит о недостатке воздуха — топливо сгорает не полностью, а в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ.

Кирпичная кладка

Выполняя данную схему строительства, у вас получится отличная отопительно-варочная установка, выполненная своими руками.

Первый ряд должен быть идеально ровным, ведь от этого зависит вся стройность будущей обогревательной установки. Как и в других моделях печей, здесь выполняется сплошная кладка, без зазоров и отверстий.

Во втором ряду все повторяется, и он также полностью заполняется керамическим материалом. Место каминной топки выкладывают силикатным кирпичом, а после окончания монтажа этого ряда крепятся держатели и вваривается каминная решетка.

Поддувальная камера

В 3 ряду оформляют поддувальную камеру, каналы прочистки и место для духового шкафа (если шведка будет с духовкой). Здесь же начинают формировать вертикальный дымоотвод. С обратной стороны конструкции монтируют каминную топливную камеру. Также одновременно с кладкой фиксируют дверцы, перевязанные проволокой.

В тыльной стороне от места установки духовки срезают уголок кирпича, чтобы обеспечить связь с очистительной камерой. 4 ряд полностью повторяет предыдущий, но ложится в перевязку.

В 5 ряду над поддувалом формируют место для колосника, а в остальном отличий от предыдущих этапов нет. В зоне контакта с открытым огнем (колосниковая решетка) применяется силикатный материал. Здесь же устанавливается духовка, перемотанная асбестовым канатом, и решетка.

На следующем этапе ставится дверь топки. Силикатный кирпич между топкой и духовкой необходимо ставить на реберную часть, что будет способствовать лучшему прогреву духового шкафа (канал между ним и вертикальным здесь нужно перекрыть).

7 ряд ничем не отличается от предыдущего, а поверх него укладываются две полоски металла, которые будут служить опорой для дальнейшей кладки.

8 и 9 этапы выполняются по заданной схеме, однако на последнем над духовкой укладываются две металлические полосы. Это поможет снять нагрузку с опорных участков камеры.

Варочная поверхность

10 ряд отличается формированием места для варочной поверхности, под которую укладываются полосы асбеста. Уголком укрепляем место над духовкой и дверкой топки. Слева нужно предусмотреть зазор для дверки очистителя, в который тут же ее и установить.

11 этап предусматривает варочную нишу. Кирпичи справа от плиты должны перекрыть зазор между нею и стеной печи. На 12 уровне кирпичи, которые перекрывают топку, срезаются наискось, что способствует направлению дыма в нужное русло. 13 ряд – по схеме.

14 и 15 уровень предполагают монтаж каминной полки. Шестнадцатый – это перекрытие варочной ниши полосками стали с укладкой уголка на переднем крае.

До 19 этапа все выполняется по схеме, а затем формируются отверстия дымоходов. Также ставятся дверцы на каналы очистки. Далее все по схеме, а в 21 и 22 рядах монтируются дверцы на очистители.

23 – по схеме, 24 и 25 – установка задвижек на дымоход камина. 26 ряд предусматривает установку последней дверки на очиститель и объединение газоотвода с вертикальным каналом. Далее два следующих ряда – по схеме.

29 и 30 уровень – сплошная кладка с перекрытием всех каналов, исключая дымоход, на который в следующем ряду ставится задвижка. С 32 ряда формируется дымоход, высота которого зависит от высоты потолка, а толщина должна составлять не менее полкирпича.