Как выполнить монтаж печи Кузнецова с водяным отоплением своими руками- Инструкция

В этой статье расскажем об особенностях установки и работы кирпичных печей Кузнецова. Узнаете, какие виды данных печей существуют, почему в конструкции именно два колпака, и для какой цели они устанавливаются.

От чего зависит прочность кладки, какие материалы используются для порядовки печи Кузнецова.

Также, расскажем о типах теплообменников, используемых в кузнецовках.

Что такое печь Кузнецова и где она используется

Отопительные бытовые печи подразделяют на два типа: канальные и колпаковые. В канальных движение газов по дымоходу происходит под принудительным действием тяги. Проходя по узким каналам внутри массива печи, газ отдаёт тепло в стены и, раскаляя кирпичную кладку изнутри, обогревает помещение. Но неравномерное прогревание печи под действием усиленной тяги изнашивает кладку, появляются трещины. К тому же узкий дымоход выстраивается на большую высоту — это усложняет работу в невысоких зданиях.

Многофункциональная колпаковая печь с лежанкой: прогревает помещение быстрее, направляя тепловые потоки от двух конструкций

Колпаковые печи внутри устроены иначе: с большими полостями в виде перевёрнутых колпаков. Они располагаются или горизонтально, или вертикально друг над другом. И дым покидает топочную камеру за счёт свободного течения: горячий воздух поднимается, ударяясь о колпак, надолго задерживается там, а при постепенном остывании опускается. За счёт циркуляции холодных и горячих потоков тепло не выходит сразу из печи, длительно поддерживая температуру стенок. Степень теплообмена при этом возрастает, так как время контакта горячих газов с теплообменником увеличивается. Коэффициент полезного действия в некоторых моделях превышает 90%.

Рождение систем отопления и обогрева, использующих свободное движение газов, связано с именем выдающегося профессора теплотехники Грум-Гржимайло В.Е., который заложил теоретические основы колпаковых печей в конце 19 — начале 20-го столетия. Далее развитию темы способствовали работы его ученика и последователя, кандидата технических наук Подгородникова И.С. В результате система СДГ (свободного движения газа, в отличие от ПДГ — принудительного движения газа, которое используется в русских печах) была усовершенствована и запатентована Кузнецовым И.В. в Российской Федерации.

Печи используются не только для обогрева помещений, но и в химическом производстве, в металлургии для плавки металлов. Так, например, на крупнейшем сталелитейном заводе в г. Запорожье, наряду с доменными, используются две колпаковые печи. В химической промышленности широко применяются муфельные печи, которые по своей сути являются нагревательными системами со свободным движением газов (СДГ).

Принцип действия муфельной и колпаковой печей подобен — горение происходит без принудительной тяги

Достоинства и недостатки печи Кузнецова

Колпаковые печи — явление в строительстве достаточно новое. Отопление домов такими печами не носит массовый характер. Чаще предпочтение отдаётся традиционной русской печи, проверенной веками. Печи Кузнецова пока не могут похвастать такими сроками эксплуатации. Зато уже сейчас видны явные преимущества новой системы обогрева.

Достоинства:

• высокий коэффициент полезного действия (КПД) — до 95% (для сравнения КПД русской печи в диапазоне от 30 до 60%);
• значительная экономия материалов при строительстве: колпаки — это пустоты, экономия кирпича составляет до 50%;
• укороченный дымоход — экономит материалы и время работы, не требует высоких потолков в здании;
• доступность различных модификаций (многофункциональность): печь может быть совмещена с камином, варочной плитой, сушилкой, лежаком и т.д.
• несложный механизм встраивания для контура водяного отопления и горячего водоснабжения;
• нет жёстких ограничений для дизайна: печь может размещаться в любом месте — в углу, в центре помещения, вдоль стены (существуют многокаскадные конструкции, которые обогревают несколько этажей одновременно из одной топки и с одним дымоходом);

  Угловое расположение колпаковой печи: удобно для совмещения печи с камином в загородном доме

• фундамент под печь в 1,5–2 раза меньше;
• «тело» печи прогревается равномерно, снизу вверх — износ материалов минимальный, тепло удерживается намного дольше.

Дополнительные плюсы в эксплуатации:

• простота обслуживания: чистка печи производится один раз в несколько лет, профилактика не требует специальной подготовки и наличия инструментов;
• используется любой вид топлива — твёрдый, жидкий и газообразный;
• практически отсутствие золы и пепла в зольной камере: все топливные материалы полностью (без твёрдого остатка) сгорают;
• минимальное количество сажи в дымоходе: в трубу попадает «холодный» дым, и конденсат, вызывающий коррозию дымохода, почти не образуется;
• простота эксплуатации: регуляция горения топлива в камере сгорания происходит автоматически (при чрезмерном огне газы из колпака опускаются в топку и притормаживают горение, а при слабой интенсивности пламени возникает дополнительная струя приточного воздуха, которая приводит к усилению горения);
• экономия топлива: высокая эффективность пиролиза позволяет при небольших затратах равномерно обеспечивать помещение теплом.

К примеру, в доме площадью 100 м

2

достаточно сжигать 5–7 поленьев два раза в день (в целом 15–17 кг) для поддержания температуры +25

о

С при наружном морозе -25

о

С.

Важные свойства такой печи при эксплуатации: колпак всегда заполнен горячим воздухом, который не позволяет холодным потокам подниматься, прижимая их к нижней части печи. Поэтому несвоевременно закрытая задвижка почти не оказывает влияния на остывание конструкции.

А недостаток у печей Кузнецова всего один — мало мастеров, способных грамотно и со знанием дела воздвигнуть конструкцию. Поэтому стоимость работы высока. Оптимальный вариант — доверить кладку сертифицированному специалисту, прошедшему практическое обучение на авторских семинарах Игоря Кузнецова. Их контакты можно найти на официальном сайте изобретателя.

Там же представлены проекты для частного пользования (если вы решили построить самостоятельно) и множество моделей — от печи с сушилкой до банной, отапливающей одновременно парилку с предбанником в разных режимах. Есть и совмещённые разноплановые варианты для дома, дачи или служебных помещений. Единственное ограничение — нельзя тиражировать модели в сети без ссылки на первоисточник.

Обучение мастеров печного дела: здесь и расскажут, и на вопросы ответят, и покажут на деле, как возводить печь самому

Виды «печей-кузнецовок»

Печи изготавливают из кирпича или металла.
Металлические — для небольших помещений, времянок. Они меньше габаритами и быстро разогреваются. Но и быстрее остывают, так как теплопроводность металла значительно выше, чем у кирпича. Существуют специальные металлические печи круглой формы, имеющие очень высокий КПД.

По своим функциям печи Кузнецова разделяют на следующие типы:

• отопительные;
• варочные;
• барбекю и гриль;
• камины;
• комбинированные печи.

Каждый вид печей приспособлен для конкретной цели и решения определённых задач.

Популярными стали варочно-отопительные комбинированные печи. Они не только согревают дома, но и очень удобны для приготовления пищи. Наличие духового шкафа со стабильной температурой позволяет не только тушить и запекать, но и печь хлеб. Печи с сушильной камерой прекрасно справляются с заготовкой сушёных грибов, фруктов и ягод. Ещё в печь встраивают водонагревающий шкаф, получая тёплую воду для бытовых нужд.

Многоцелевая колпаковая отопительно-варочная печь: первый колпак обогревает помещение, а второй используется как варочная поверхность или водонагреватель

Банные печные устройства обогревают одновременно парилку, воду для мойки и комнату отдыха. Существует, например, банная печь, совмещённая с камином, где готовят пищу на тлеющих углях, а в парильном отделении можно изменять режим влажной бани на режим сауны.

Банный вариант печи Кузнецова: после растопки такой печи уже не нужно регулировать её работу и следить за температурным режимом — процесс самоподдерживающийся

Самой яркой отличительной чертой печей Кузнецова является её универсальность. Печь работает не только от традиционных видов топлива, но и от электричества. В этом случае в топке располагают электронагревательные приборы (ТЭНы).

Фотогалерея: съёмка работы печи Кузнецова тепловизором

У всех моделей распределение тепла по корпусу печи происходит снизу вверх. Но после прекращения топки остывающая печь в течение длительного времени держит тепло как в верхней части, так и в нижней. Благодаря этому, обогрев помещения осуществляется равномерно, без резких перепадов температуры.

Постройка своими руками. Материалы

Чтобы успешно сложить кузнецовку, требуется особое внимание уделить правильному выбору материалов — из-за того, что температуры в топке значительно превышают средние нормы, для прибора не подойдет обычный кирпич.

Лучше выбрать наиболее прочный термостойкий материал на основе шамотной глины, а также специальную кладочную смесь из строительного магазина.

Изготавливать раствор для кладки самостоятельно рекомендуется только при наличии достаточного опыта — небольшие нарушения пропорций в будущем приведут к растрескиванию и разгерметизации кладки.

Важно! Для внешних стен печи необязательно применять кирпич высокой огнестойкости — это приведет только к сокращению срока службы конструкции. Не получая хорошего нагрева, такой кирпич и кладочный раствор довольно быстро разрушатся.

Теплообменник придется приобрести в специализированном магазине — чаще всего для их изготовления используется особо прочная сталь достаточной толщины либо чугун. Необходимыми для покупки будут различные дополнительные элементы — задвижки, дверцы, петли, ручки и все крепежные детали, позволяющие подключить теплообменник к трубопроводу.

Инструменты

При постройке такой конструкции понадобится совершить работы как с кирпичной кладкой, так и с металлическими частями. Поэтому набор инструментов потребуется соответствующий:

• измерительные инструменты;
• емкость для замешивания раствора;
• мастерок-кельма;
• печной молоток-кирка;
• правило;
• болгарка с отрезными дисками по металлу и по камню;
• сварочный аппарат.

Чтобы обезопасить себя при выполнении работ, потребуется средства защиты — очки и маска, закрывающая лицо от искр, пыли, специальные перчатки.

3 способа изготовления печки в гараж своими руками: дешево и эффективно

Как добиться необычно высокой производительности? Печь Булерьян своими руками: схема, чертеж

Решетка для батареи отопления: несколько советов, как выбрать правильный защитный экран

Подготовка места

Правильное расположение печи повысит ее теплоотдачу и снизит риск возникновения пожароопасной обстановки. Устройство не устанавливают вблизи от стен или перегородок — расстояние до них должно быть не менее 30 см, такой же отступ оставляется от потолка.

Все поверхности вблизи прибора обшиваются негорючим материалом. Место для дымохода так же очень значимо, как и возможность его правильной изоляции при прохождении через перекрытия. При расположении печи с водяным контуром обязательно учитывается удобное подключение к системе отопления.

При постройке прибора первым делом оборудуется фундамент:

• Вырывается котлован, превышающий размеры сторон будущего устройства на 15— 20 см.
• На дно засыпается специальная подушка из песка и раскрошенного щебня толщиной на 15 см.
• На утрамбованный слой дренажа устанавливается сбитая из деревянных досок опалубка, которая заливается бетонной смесью.
• Фундамент оставляют до полного затвердевания.

После окончательного застывания фундамента его поверхность выступает над уровнем пола на 10 см, на нее укладывается гидроизоляция из рубероида толщиной в два слоя.

Этапы работ. Порядовка конструкции

Возведение печи начинают с кладки первого ряда основания на сухую, затем выполняют этапы:

• Строится нижняя часть печи — высота различается в зависимости от выбранного проекта.
• Выкладывается дно топочной камеры из шамотного кирпича. Между слоем и керамическим основанием не кладут раствор.
• Еще до оборудования стен топки устанавливаются и подключаются трубы водяного контура.
• Возводится топка и внешние стены печи — между слоем кирпича и теплообменником остается зазор не менее 15 мм, зазор 5—10 мм оставляют между стенами топки и слоем керамического кирпича.
• Создаётся второй колпак также с обязательным воздушным зазором.
• Выкладывается и изолируется дымоход.

Фото 1. Порядовка печи Кузнецова с водяным котлом, состоящая из 20 рядов. Далее следует формирование дымохода.

Для правильного подключения к системе отопления обычно используется циркуляционный насос. Он значительно повышает эффективность движения воды по трубам, а соответственно и КПД всей системы. При работе соблюдают определенную последовательность:

• На месте выходов труб устанавливаются краны — размер диаметров отводящих труб не менее 20 мм. При выполнении подключения используются жаропрочные уплотнители — обычно асбестовый шнур.
• От выводящей трубы производится разветвление отводов к системе радиаторов по выбранной схеме.
• К входящей трубе подключается отвод с холодной водой и насос для наполнения теплообменника.
• Обязательно устанавливается расширительный бак — он позволяет не сливать теплообменник, когда требуется провести небольшие ремонтные работы.

На выводящей трубе рекомендуется установить термостат для регулировки температуры и контроля интенсивности работы устройства.

Возможные сложности

Нехватка опыта при выполнении работ иногда приводит к распространенным ошибкам:

• Неправильно замешенный раствор — снижается долговечность кладки.
• Теплообменник касается кладки — из-за расширения металла при нагреве швы крошатся и трескаются.
• Места выхода труб заделываются раствором — при нагреве он потрескается и разрушит герметичность, для решения проблемы оставляется небольшой зазор, куда укладывают уплотнитель.
• Отсутствие воздушного пространства между стенками топки и печи — также приводит к неравномерному расширению и разрушению кладки (шамотный кирпич имеет более высокие показания расширения, чем керамический).

Построить прибор с водяным контуром своими руками довольно сложно, поэтому лучше в процессе проведения работ консультироваться со знающим специалистом, это позволит избежать серьезных ошибок.

Достоинства и недостатки

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

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

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

Конструкция и принцип действия

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

Так выглядит колпаковая печь — прообраз модели Кузнецова

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

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

Схема двухколпаковой модели

Схема двухколпаковой печи

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

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

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

Как работает

Вот в какой последовательности происходят процессы в печи Кузнецова:

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

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

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

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

О варочной печи

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

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

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

Печь Кузнецова с варочной поверхностью, выполненной в современном формате

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

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

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

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

Варочная печь Кузнецова с камином, выполненная из красного камня

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

Особенности эксплуатации колпаковых печей

Первое — это автоматический режим горения топлива.
В обычной печи при растопке поддувало рекомендуется открыть на максимальную ширину, чтобы создать большую тягу в печи. Затем, по мере усиления огня в топке, дверцу постепенно прикрывают, чтобы температура пламени несколько снизилась, а тепло в большей степени передавалось в помещение.

Обычная печь требует к себе постоянного внимания, а «в награду» ещё и пачкает своего хозяина и пространство вокруг себя

В колпаковых печах манипуляции дверцами и печными задвижками не имеют смысла. Интенсивность горения регулируется соотношением объёма колпаков и топочной камеры. Это происходит автоматически, нужно лишь разжечь огонь и заложить необходимое количество дров или другого топлива.

Второе, что приятно поражает — это отсутствие необходимости ежедневных чисток зольника. Любой горючий материал сгорает в печи полностью, без твёрдого остатка. Сажа на стенках печи почти не образуется: в результате пиролиза происходит окисление углерода до состояния угарного (и частично углекислого) газа.

Видео: тестирование печки Кузнецова

Дымоходная задвижка, прикрытая неплотно, не приведёт к выхолаживанию печи: горячие газы будут находиться в куполе до тех пор, пока не отдадут всю тепловую энергию кирпичам.

Итак, сооружение колпаковой печи Кузнецова доступно для всех. Однако, если самостоятельная кладка печи вызывает сомнения, лучше обратиться за помощью к профессионалам. Их участие не только сократит время строительства, но также послужит гарантией в дальнейшей эксплуатации печного агрегата.

• Автор: Ангел Плодородия
• Распечатать

Схема печи с водяным контуром

Устройство, подключенное к водяному контуру, еще более увеличивает свою эффективность, позволяя при той же мощности обогреть значительно большую площадь.

При постройке такой печи котел устанавливается над топкой в зоне первого колпака — воду нагревают раскаленные газы, обволакивающие металлические стенки.

Горячая вода через верхний трубопровод отправляется в радиаторную систему, а через нижний поступает холодная вода.

Остывший воздух после повторного нагрева вытесняется в зону второго колпака, тем самым поддерживая теплоотдачу основной печи.

Теплообменник, устанавливаемый в печи, бывает двух разновидностей:

• однокамерный — представляет собой отсек для воды, выполненный либо в плоской форме, либо в виде котла;
• трубчатый — в таком теплообменнике вода постоянно продвигается вперед по трубам, расположенным друг над другом.

Более эффективным считается второй тип — благодаря меньшему объему труб, вода быстрее прогревается и расходится по радиаторной системе. Диаметр труб выбирается минимум в 50 мм — иначе вода в них может кипеть. Размеры печи с любым типом теплообменника зависят от количества колпаков, набора дополнительных функций. Если печь выкладывается только для отопления, достаточно будет компактного вертикального устройства размерами 1м х 1,2м х 2м.

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.

Немного теории

Традиционные домашние печи с варочными плитами, «голландки» и «шведки», невзирая на конструктивные различия, объединяет между собой одна общая особенность. Она влияет на эффективность работы этих тепловых приборов — это естественная тяга дымохода. Без тяги не будет функционировать ни одна из большинства известных печей, недалеко ушли в этом отношении и твердотопливные котлы.

Оговоримся: ни одна, кроме кузнецовской, ведь только детища Игоря Владимировича не требуют для своей работы естественной тяги.

Секрет эффективной работы, что отличает двухколпаковые печи Кузнецова от всех прочих, кроется в принципе свободного перетекания газов, для которого не нужна дополнительная энергия извне.

Естественная тяга является внешним фактором, действующим в зависимости от:

• перепада высот между входом в поддувало и верхним срезом трубы;
• разницы температур наружного воздуха и дымовых газов;
• ветровой нагрузки.

То есть, тяга присутствует даже в том случае, когда отопитель бездействует, лишь бы была открыта заслонка. В рабочем режиме печи тяга усиливается многократно, скорость газов резко возрастает. В результате в топку поступает много воздуха, температура горения падает, КПД сжигания дров уменьшается. Ограничивая доступ воздуха заслонкой, мы заставляем топливо тлеть при недостатке кислорода, что тоже не является оптимальным режимом для извлечения тепловой энергии из древесины.

Правильная печь с высоким КПД должна отнимать максимум тепла у продуктов горения, чтобы оно не вылетало в дымовую трубу. На практике это реализовать не так просто и вот почему:

• при открытой заслонке раскаленные газы быстро движутся по кирпичным каналам, не успевая передать стенкам теплоту;
• если заслонку прикрыть, то скорость потока уменьшится, но материал каналов не способен вобрать всю выделяющуюся теплоту и передать ее в помещение, поэтому часть энергии все же вылетает в трубу.

По этим причинам КПД использования почти всех существующих печей редко достигает 60%. В разработках Кузнецова успешно решены обе проблемы, КПД сжигания топлива и КПД использования выделяющейся теплоты находятся на уровне порядка 80%. Подобный показатель может выдать далеко не всякий котел, работающий на твердых видах топлива. И.В. Кузнецов изложил основы конструирования печей в соответствии с принципом свободного перетекания газов, который мы рассмотрим ниже.

Что это за строение?

Устройства Кузнецова были созданы более 50 лет назад и на настоящий момент разработано более 150 вариантов различных проектов, имеющие свои особенности и предназначение. Основные разновидности:

• Варочная. Этот вид устройства используется для приготовления пищи. В такие печи устанавливают преимущественно чугунные плиты, на которых и осуществляется весь процесс готовки.
• Хлебная с духовкой. С хлебопечкой часто совмещаются варочные типы строений.
• Отопительная. Двухколпаковая печь для дома по системе Кузнецова служит прекрасной альтернативой газовому или электрическому отоплению. При условии правильной закладки и топки способна обогреть помещение даже в лютые морозы.
• Банные. Печи Кузнецова для бани являются самыми востребованными среди прочих видов. По проектам Кузнецова строится большинство подобных строений, которые можно обнаружить практически в каждом загородном доме или даче.
• Камины с водяным контуром. Полезные в быту приспособления. Люди, которые стремятся оснастить жилище горячей водой за счет топки печи непременно построят конструкцию с водяным котлом. Колпаковая печь Кузнецова с котлом водяного отопления широко используется в деревнях.
• Русская двухэтажная. Дровяные камины с лежанкой не потеряли свою актуальность, поэтому активно используются в быту.

Материалы и инструменты

Для работы понадобятся:

• кельма;
• уровень;
• киянка и прочие строительные инструменты.

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

Такой набор инструментов понадобится для работы

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

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

Кирпич для кладки печи

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

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

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

Как приготовить раствор

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

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

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

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

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

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

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

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

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

После этого остаётся оценить каждый из вариантов:

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

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

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

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

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

Что ещё потребуется

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

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

Рекомендации

Огнеупорная оболочка должна «зависнуть» внутри конструкции. Ведь нужно помнить о расширении кирпича при нагреве. Внутреннюю кладку из шамотного кирпича нужно делать на ребро. Через каждые два ряда прокладывается проволока.

Работа по возведению крупной печи Кузнецова

Все элементы нужно устанавливать с учетом их возможного расширения. Между металлом и кирпичом делается прокладка. После постройки кирпич рекомендуется обрабатывать огнеупорным составом.

Этапы и рекомендации по возведению печи Кузнецова.

Секреты и схемы строительства печей Кузнецова.

Рекомендации по возведению небольшой печи Кузнецова.

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.

• Распечатать

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...