Колпаковые печи

Дровяная кирпичная печь-стенка колпакового типа

Дровяная печь в доме, это, кроме вульгарного теплогенератора, еще и особенная атмосфера и уют в доме. Есть что-то притягательное в ежедневном ритуале возни с закладкой дровишек, растопкой и регулировкой печи. Потрескивание дровишек, ровный гул пламени, шум чайника на плите – нет, воля ваша, всё это важная составляющая бытия. Иногда чувствуешь себя Прометеем, иногда задумываешься над хрупкостью человеческого существования, требующего множества условий, чуть не главное из которых – тепло. Не делегируешь это право кому то чужому и непонятному, сам, своими золотыми. К тому же, живой огонь в домашнем очаге, взывает к инстинктивному, видимо вынесенному из пещер, чувству безопасности и этакой правильности. Окажись рядом некто склонный к эзотерике – нарассказывал бы еще об огненных энергиях.

Каждому хочется малость погреться –
Будь ты хоть гомо, хоть тля.

В.С.Высоцкий «Каждому хочется малость погреться».

История этой печки такова – в городок, недалеко от которого мы живем, из большого города приехали наши друзья, завели себе кусочек в частном секторе и для начала, построили небольшой бревенчатый домик, чтобы в будущем использовать его как хозяйственное помещение и баню. Ныне, пока не будет построен основной дом, там будут жить. Глава семейства – Михаил, на фото выше именно он – прошу любить и жаловать.

Обучаю играть на гитаре
Ледокольщика Сашу Седых,
Ледокол по торосу ударит –
Саша крепче прихватит лады.
Ученик мне достался упрямый,
Он струну теребит от души…

Юрий Визбор. «Обучаю играть на гитаре».

Миша – большой ценитель разного рода походной романтики и традиционных, помянутых выше ценностей, словом – воробей стрелянный, на мякину не возьмешь. Решил завести дровяную печь, настоящую, кирпичную. Печь будет использоваться для отопления в начальный период строительства, после, в режиме «баня», останется, к ее трубе, будет подключена металлическая банная печь.

Ориентируясь на окончательную «банную» планировку, нашли наиболее удобное место, подобрали и готовую конструкцию с порядовками. Складывать печь, хозяин дома решил собственноручно. Навыки печного дела отсутствовали, зато в наличии имелся энтузиазм, трудолюбие и готовность учиться, а это дорогого стоит. Вашего покорного слугу позвали в качестве помощника-консультанта – «поставить» основные навыки, поучавствовать в сложных и ответственных моментах. И вот что у нас получилось в четыре руки.

Общее описание.
Печь, которую мы строили – дровяная, кирпичная, теплоемкая. По назначению – отопительно-варочная, конструктивно – печь-стенка, с вынесенной плитой уменьшенного размера. Конвективная система – колпакового типа. Труба насадная. Предусмотрена футеровка топливника огнеупорным кирпичом.

Схема и порядовки печи.

Порядовки здесь довольно меленько – картинка вырезана из учебного фильма, желающим покрупнее и поподробнее, рекомендую обратиться к ним, к фильмам. Адреса их приведены в конце статьи.

Что было использовано в работе.

Инструменты.
Главный инструмент печника – специальный мастерок или кельма. Удобнее маленький и узкий. Непременно отрезная машинка (болгарка) с алмазным диском, тяжелая резиновая киянка, правило или хорошая прямая рейка длиной метра полтора. Защитный прозрачный щиток или очки, наушники. Набор обычного слесарного инструмента, разметочный инструмент, уровень, лучше коротенький и длинный. Веревочки. Пригодился шуруповерт. Пользовались сваркой. Для приготовления глиняно-песчаной смеси, удобно пользоваться мощной низкооборотистой дрелью с насадкой-мешалкой. Емкости для вымачивания кирпича, материалов, воды, замачивания глины. Большое сито для просеивания песка и протирания-процеживания глины. Не повредит хороший удлинитель с парой розеток и лампа-переноска.

Материалы.
Понятно кирпич, глиняный и шамотный, в нужном количестве. Глина, песок, мертель или специальный состав для кладки огнеупора. Базальтовый картон. Стальная отожженная проволока или тонкая перфорированная лента для закладывания в швы. Печные приборы (дверка, шиберы), сопутствующие мелочи.

Фундамент тяжелой теплоемкой печи – традиционно глубок, массивен и весьма материалоёмок. Здесь использовался заглубленный фундамент облегченного типа (две плиты со столбиками между ними), аналогичный печным фундаментам.

После гидроизоляции фундамента и разметки, приступили к кладке первых рядов. Уже здесь были «поставлены» базовые печные навыки – приготовление глиняно-песчаной смеси, вымачивание и кладка кирпича, его резка алмазным инструментом (УШМ, алмазный диск). Отвес на фото – ось будущей дымовой трубы.

Да, на порядовке есть ошибка – отсутствие второго от фундамента, сплошного, с перевязкой кирпичей, ряда.У нас получилось еще более надежно – до уровня «чистового» пола, пришлось выкладывать аж четыре сплошных ряда. Вышло это от того, что первоначальный вариант пола – бетонная стяжка, был заменен деревянным полом.

Замуровывание прочистной дверцы. Волевым решением, принято – применить стандартные печные чугунные приборы (дверки), с креплением их на проволочные оттяжки. Здесь дверец всего три. Вообще говоря, рекомендуют заменять их половинкой кирпичика на ребро, и в этом есть резон – любая дверца не герметична, а подсос холодного воздуха снижает КПД печи. Кроме того – в более сложных печах, чисток, порой, до десятка – заменив их кирпичиком, мы значительно сэкономим силы, время и средства. Печь с большим количеством чугунных дверок выглядит менее эстетично.

Выложив черновые «подпольные» ряды, натягиваем по углам вертикальные, тщательно выверенные по отвесу веревочки. В кладке, они крепятся к небольшим гвоздикам, забитым в глиняные швы. Чтобы натянутые струной веревочки не подняли кирпич над собой, нагружаем его. К слову сказать – кроме веревочек, используют длинные нетолстые бруски или доски. Практика, однако, показывает, что веревочки значительно проще, кладка с ними точнее и удобнее.

Интересный момент – перемычки в колпаках. Дело в том, что кирпич расположенный целиком внутри нагревается значительно сильнее, выходящего одной стороной вовне, соответственно, больше расширяется – распирает и выпирает. При грамотном выполнении такого места, кирпичи, нагревающиеся сильно по-разному, следует стыковать через мягкую огнеупорную прокладку.

Обратите внимание на удобную врезку кирпичей перемычки в стенку. Такая врезка выполняется через каждые три-четыре кирпича. Остальные (половинки), стоят на врезанном.

Топливник – наиболее теплонагруженная и потому – самая ответственная часть печи. Монтаж печных приборов, в топливнике, всегда был самым критичным в смысле надежности, местом. Как правило – первой разрушается именно заделка топочной дверцы. При исполнении топливника, чаще всего допускается наибольшее количество ошибок, здесь же они, наиболее критичны.

В нашей печи, применен зольный короб, имеющий много преимуществ, в сравнении с традиционной дверкой. Перекрытие зольника в любом случае одинаково – торцы кирпичей имеют косой срез под углом 45° и один кирпич, поддерживает другой. Кирпичи никогда не должны опираться на металлические рамки печных приборов, к ним они прижимаются через слой эластичного огнестойкого материала (базальтовый картон, асбестовый шнур вымоченный в глиняном растворе).

Отделка топливника огнеупором, сильно повышает живучесть печи – глиняные кирпичи изнутри выгорают и постепенно разрушаются. Через несколько лет требуется ремонт, сложность которого зависит от конструкции печи и может быть довольно высокой. Огнеупорная футеровка позволяет применить в печи «высокотемпературное» горение, протекающее при температурах до 1000°С и имеющее много преимуществ. Имеются и недостатки – шамотный кирпич имеет большую теплопроводность и степень расширения при нагреве, чем обычный глиняный кирпич – перевязка их – грубая ошибка. Кладка топливника из одного огнеупорного кирпича, пожароопасна – внешние стенки быстро и очень сильно нагреваются. Для длительной надежной, а главное безопасной службы, шамотное «ядро» складывается внутри топливника из глиняного кирпича, причем связки между ними нет, конструкция такой футеровки – вроде как у «плавающей стяжки». Зазор между стенками (около 10мм), заполняется базальтовым картоном, либо остается пустым (на время кладки, в него помещается упаковочный гофрированный картон, извлекаемый перед установкой плиты).

На фото – начало, дно огнеупорной футеровки. Выпиливание места для чугунного колосника. Колосник должен устанавливаться свободно, с небольшим зазором, чтобы при нагреве он не раздвигал кирпичи. К дровам, должна быть обращена ровная сторона с относительно узкими щелями, иначе, в колоснике будет застревать угли. Щели колосника, очень желательно расположить вдоль топки – поперек, неудобно орудовать кочергой. Стенки кирпичного топливника выстилаются базальтовым картоном – у нас это базальтовый огнеупорный стеганый мат, фольгированный с одной из сторон (для теплоизоляции металлических печных труб). Внешнюю стенку топливника, лучше сложить практически полностью, до плиты, затем изнутри, выкладывается футеровка. Обычно, высота плиты невелика – как раз хватает дотянуться через край до дна.

Заделка топочной дверцы. Саму дверцу хозяевам очень хотелось со стеклом, пришлось побегать поискать и даже ехать за ней в ближайший крупный город. Дверца чудо как хороша – широкий удобный фланец, герметичная конструкция, удобная закрывашка, большой размер. Заделку решили делать испытанную, широкий лицевой фланец, позволил сделать упрощенный короб из нержавеющей стали.

Обратите внимание на кирпич перекрытия топочной дверцы, он опирается на соседние кирпичи, но не на железку. Всё металлическое, отделено от кирпичного слоем базальтового мата – ему есть куда расширяться при нагреве.

Внутри топливника видны скосы к колоснику, чтобы угли скатывались на решетку.

Перекрытие первого колпака – по замыслу конструктора печи, выполнено необычно – целым кирпичом, лежащим обоими концами на стенках, так, пожалуй, надежнее, чем обычно, хотя и требует больше резки. Внешнее с внутренним связано через полоску базальтового мата.

На 16 ряду сомнительное место – задвижка внутри, открывающаяся через прочистную дверку. Это позволило сосредоточить оба печных прибора в одном ряду. Мы сразу не сообразили и сделали по порядовке, однако, можно было выполнить это место и более традиционно – например, перенести задвижку на боковую сторону. К слову – она переключает место преимущественного нагрева – в закрытом состоянии, он в основном нижний, в открытом – прогревается и верх. Нам показалось, что частота пользования этой задвижкой будет крайне невелика.

У имплантированной задвижки был обрезан «язык», в остатке, мы просверлили отверстие и завинтили длинный винтик М5 с гайкой и стопором – за него, задвижку удобнее подцеплять одним пальцем.

Теплообменник мы вживили покупной – круглый и плоский, нержавеющей стали, он появился у нас слишком поздно для рациональной установки – поставили его под перекрытием последнего верхнего колпака. Задача его – согреть немного воды для хозяйственных нужд. Грамотней, было бы установить его под верхом первого, нижнего колпака. Ах да, там он еще и мешался будущей банной печке, словом – сделали вот так.

Теплообменник представлял собой этакий плоский блин, с коротенькими выводами ¾ дюйма. К ним мы приварили удлинения, так, чтобы из нижней трубки все сливалось, а из верхней выходил весь воздух. На удлинениях, приварены четыре пластинки удерживающие теплообменник в кладке, аналогично таковому в банной печи.

Установка чугунной плиты происходила в последнюю очередь – долго не могли подобрать подходящую – Мише очень хотелось с большой дыркой посередине, чтобы ставить в нее полукруглое дно имеющегося казана – чтобы плов, уха, шурпа, почти как на костре. Поблизости не нашлось, подобрали стандартную двухместную с одной дыркой. По длине, пришлось ее чуток подрезать.

Разметили и выпилили гнездо для установки чугунной плиты, с зазором по бокам понятно – около 5 мм на сторону. Указанные стрелочками кирпичи, были призваны расширить зону нагрева плиты, однако, походив вокруг и почесав затылки, решили все-таки не использовать эту часть плиты – заложили эти углубления базальтовым матом. Небольшая часть плиты сверху, будет нагреваться только от теплопередачи по железке, оно и неплохо – очень удобно, когда можно отставить чайничек или кастрюльку с раскаленного на горячее, чтобы не кипело, но и не остывало.

Читайте также:  Электрический котел для отопления дома 220в

Огнеупорные кирпичи верхнего ряда скошены к краю, чтобы расширить зону омываемую пламенем. Футеровка сделана не доходящей до чугунного настила 15…20мм, чтобы ей было, куда расширяться вверх.

Миша примеряет плиту после обрезки.

Вуаля! Осталась дымовая труба, о чем позже.

Учебные фильмы конструктора этой печи

Начало, теория, обоснование

Ответы на вопросы

Порядовки печи, их толкование


Колпаковые и двухколпаковые печи для отопления дома

Печное отопление не утратило своей актуальности, поскольку не во всех домах можно установить котел. К тому же газ с электричеством постоянно дорожают. Печки ставят в частных коттеджах, на дачных участках и в банях. Вариантом с хорошим теплообменом благодаря свободному движению горячего газа является колпаковая печь. Благодаря простоте конструкции, ее может собрать своими руками даже непрофессионал.

Конструкция и принцип работы

Печка с колпаком была разработана инженером Игорем Кузнецовым в начале 60-х годов прошлого столетия. Впоследствии российский металлург Леонид Котляр усовершенствовал конструкцию так, чтобы она сохраняла тепло до 19 часов. Особенность «кузнецовки» в том, что нагретый воздух не уходит из трубы, а сбирается под колпаком. Потихоньку он остывает, и вытесняется поднимающимися горячими потоками. В экономии тепла и заключается выгодное отличие колпаковой печи используемой для отопления дома от канальной, где горячий воздух под воздействием тяги беспрепятственно уходит на улицу.

Конструкция двухметровой высоты с основанием 1м*1м может достигать тепловой мощности в 3,5–4,5 кВт. Достаточно такой колпаковой печи для отопления дома в 50 квадратных метров в умеренной климатической зоне, если топить ее дважды в сутки.

Изобретатель усовершенствовал конструкцию, добавив еще один колпак. В двухколпаковой отопительной печи Кузнецова первый накрывающий элемент связан с топочным отсеком и разделяет холодный и нагретый потоки. Второй колпак располагается в верхней печной части, задерживая горячий воздух, который до того как попасть в дымоход, долго отдает кирпичам тепло.

Двухколпаковая печь экономнее расходует топливо и обычно снабжена варочной поверхностью. Это позволяет готовить вкусные блюда без расхода электричества или газа. В конструкции печки уже предусмотрена вытяжка – нет необходимости монтировать дополнительную вентиляционную систему.

У классической печки теплообменник расположен внизу, что делает обогрев более качественным. К тому же подобная установка не приводит к образованию большого количества сажи.

Достоинства и недостатки

У кузнецовских конструкций много достоинств. Одним из них является повышенный КПД – 93 процента. Для сравнения – в русских печах он около 80. При этом у «кузнецовок» равномерная теплоотдача, меньше колебания температуры.

Другие плюсы конструкции:

  • Сажи не остается, в связи с чем печку и дымовой канал можно не очищать несколько лет, что значительно упрощает уход.
  • Устройство можно возвести в любом месте – в угловой зоне, в середине помещения, близ стенки. Зачастую двухколпаковая печь обогревает несколько этажей дома на одной закладке.
  • Печной дымоход возможно укоротить для экономии кирпича.
  • «Кузнецовка» без проблем совмещается с плитой, камином, лежанкой, отличаясь многообразием модификаций.
  • К печке несложно подсоединить водяной контур и пустить по трубам нагретую воду для купания или отопления.
  • Благодаря повышенному уровню пиролиза экономится топливо, которое может быть любым.
  • Кладка прослужит дольше, меньше опасность возникновения трещин.
  • При недолго открытой задвижке практически невозможно выстудить печку, ведь колпак всегда наполнен теплым воздухом, а холодный прижимается книзу.

Недостатков у «кузнецовок» мало, большей частью они связаны с возведением: печников, готовых недорого осуществить такой проект, найти непросто. Помимо этого, агрегаты довольно большие по габаритам, но немного уступают русским печам.

Возведение колпаковой печи

В первую очередь нужно подобрать удобное место для печной конструкции. «Кузнецовка» в этом неприхотлива, главное – чтобы владельцам было удобно обслуживать ее. Однако нужно учитывать положение дымоходной трубы, поскольку ее прокладывают через чердак меж балками, отходя от них минимально на 15 см.

Инструменты и материалы

Из профессионального инструментария при возведении печки необходимы:

  • молоток-кирка и кельма;
  • киянка;
  • малярной шнур значительной длины;
  • строительный уровень, правило и отвес;
  • рулетка;
  • углошлифовальная машинка;
  • расшивка для швов.

Для самой печки нужно обзавестись полнотелым и шамотным кирпичом, колосником, пластинами из стали. Безопасность обеспечат перчатки и очки для защиты от летящей пыли при распиловке кирпичных блоков. Чтобы заместить раствор необходима дрель-миксер, специальная емкость.

Раствор для укладки несложно приготовить самостоятельно по проверенному временем рецепту либо купить современный вариант в стройтоварах. Самостоятельно кладочный состав делают на основе глины, песка и воды, иногда добавляют навоз для пластичности. Пропорции зависят от качества компонентов. Получившийся раствор должен быть мягким, вязким и не трескаться при укладке.

Подготовка и строительство

Для самостоятельной постройки нужно найти качественные чертежи и инструкцию с порядовкой у опытных печников или в интернете. После этого можно начинать строить печку.

В первую очередь закладывается фундаментная основа:

  1. Выкопайте яму габаритами 100х150 см и 0,8 м глубиной. В целом ее размеры должны быть на 10 см больше по периметру, чем сама печь.
  2. На дно засыпьте песок на 20 см.
  3. Когда песчаная подушка осядет, выставьте опалубку и армируйте дно сеткой.
  4. Залейте раствор цемента на 20 см выше уровня пола.

Фундаменту нужно отстояться примерно месяц. Только после этого можно приступать к кладке. Перед возведением необходимо закрыть основу слоем отражающей фольги чуть шире фундамента, чтобы еще больше уменьшить теплопотери. Если дом сделан из дерева, до фольгированного покрытия укладывают асбестовый лист. Когда все будет подготовлено, края фольги можно срезать.

Классическая колпаковая печка возводится в 30 рядов, хотя их количество можно уменьшить или увеличить, главное – соблюдение инструкции. Чтобы построить ее, нужно действовать по следующему плану:

  1. Первый ряд кирпича выкладывается равномерно, боковые стенки сдвигаются справа налево с применением ложкового способа. В результате задняя и передняя стороны будут уложены в четыре кирпича, правая в два, а левая в три.
  2. На втором ряду монтируется дверка поддувала и окно для чистки одноколпаковой печки. Его можно сделать в любом месте, но с одним условием – его расположение должно быть ниже отсека топки. Следующий ряд укладывается в аналогичном порядке.
  3. Далее уменьшается разъем для удаления отходов сжигания. По ширине он должен быть приблизительно в полкирпича. В дальнем ряду от топки устанавливается перегородка, ведущая в верхний отсек.
  4. Ряды кладутся по схеме, но края отверстия для сброса нужно обложить шамотным кирпичом, а сверху поставить колосник. Последующий ряд ложится в аналогичном порядке.

Первый строительный блок завершен. Чтобы сформировать второй, завершающий уровень, кладку ведут так же, как и раньше. Заборную пластину нужно зафиксировать раствором с одной стороны. Укладывая девятнадцатый ряд, выставьте в середине дымосборника кирпичный блок для основания колонны под крышу конструкции. За плиткой оставляют пространство шириной в один кирпич. До двадцать первого ряда выкладывают блоки по этой схеме.

Потом необходимо перекрыть канал, ведущий к трубе, поскольку дым станет идти из пространства, оставленного внизу. В 22-м ряду укрепляют стенки духового отверстия стальными пластинами. Можно приобрести готовый обод с дверками, тогда оборудовать духовку будет проще. Одновременно с этим выкладывают вытяжку в четверть кирпича.

Кладка по этой схеме ведется до 24 ряда, затем создают ступеньку и присоединяют паросборник к дымоходу, закрывают канал. В 27-м ряду ставят заборную пластину, а в 28-м накрывают устройство кирпичной крышей. Завершают кладку прикреплением трубы сечением в один кирпич.

По схожей схеме создается двухколпаковая печь Кузнецова своими руками.

По завершении возведения должно пройти не меньше суток для полного застывания раствора. После этого проводят проверку, разжигая небольшое количество топлива. Если обнаружится, что конструкция в каком-то месте негерметична, устраняют неполадки.

Печку Кузнецова по готовым порядовкам может выложить даже новичок. Но нужно четко придерживаться инструкции, чтобы конструкция получилась долговечной и безопасной.

Если нет желания выкладывать кирпичную печку, можно купить металлический аналог. Его стоимость – от 33 тысяч рублей. В промышленных целях используют купольные печи, созданные по схожему принципу. Их стоимость начинается от полумиллиона рублей.

Колпаковые печи длительного горения: особенности конструкции

На протяжении столетий в нашей стране печам отводилась особая роль. Они были обязательным атрибутом любого жилого и производственного помещения, поскольку другие системы обогрева были недоступны для большинства людей. Несмотря на технический прогресс, они до сих пор пользуются большим спросом.

Например, во многих русских деревнях до сих пор во многих новых домах кладут традиционные русские печи. Правда, происходит это все реже, так как печных мастеров становится все меньше.

Современные кирпичные печи существенно различаются по конструкции и функционалу. Одни из них крупные, предназначенные для обогрева больших помещений, а другие — маленькие, способные отапливать теплицы. К слову, в некоторых районах нашей страны лучшим выбором являются печи для теплицы длительного горения. Своими руками их сделать несложно, топить можно опилками, они занимают мало места.

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.

Галерея: колпаковые печи длительного горения (25 фото)

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.

Делаем колпаковую печь своими руками (70 фото)

дея, заложенная в основу колпаковой печи, была разработана и впервые реализована русским профессором, основоположником отечественной школы теплотехники Владимиром Ефимовичем Грум-Гржимайло. В настоящее время его работы, в части совершенствования конструкций имеющихся и создания новых проектов кирпичных печей, достойно продолжает и развивает Игорь Викторович Кузнецов.

Принцип перемещения газов в колпаковых печах

Понять его можно на простейшем примере. В стакан, перевёрнутый вверх дном, снизу подаётся струя дыма. Она поднимается до донышка, а затем, остывая, стекает по стенкам стакана.

То есть наблюдается свободное движение газов под действием существующих физических законов. Именно в этом и заключается принципиальное отличие печей рассматриваемого типа от иных конструкций, где газы перемещаются принудительно, за счёт организации тяги.

Колпак становится своеобразным уловителем для горячих газов. Холодные, как более тяжёлые, опускаются вниз. Возникает турбулентность, способствующая более полному восприятию тепла стенками колпака.

В вариантах, доработанных Кузнецовым, благодаря использованию принципа свободного перемещения дымовых газов, их энергия не прогоняется многократно в потоке, пока не отдаст большую часть своего тепла телу печи. Она греет его сразу.

Наиболее частым решением в современных отопительных устройствах подобного типа является двухколпаковая схема.

Алгоритм работы выглядит следующим образом. Воздух попадает в топливник через поддувало. В верхней части топки расположено хайло.

В одноколпаковых печах здесь формируется газовая вьюшка. Это происходит за счёт того, что нагретые газы, собравшиеся под колпаком, исключают «продувание» тяжёлым холодным воздухом данного объёма (сравните с пробкой, удерживающей воду в перевёрнутом стакане).

Если печь двухколпаковая, то тяга, возникающая во 2-ом колпаке, делает вьюшку неустойчивой. Ранее это было первоочередной причиной, из-за которой такие печи практически не строили.

При растопке печи в первую очередь горят наиболее лёгкие и активные фракции. На данном этапе процесс горения сопоставим с режимом пиролиза. Преимущество печей Кузнецова заключается в том, что они изначально сконструированы под этот режим. Газы, выделяющиеся в процессе пиролиза, дожигаются под сводом первого колпака. Фактически данное подсводное пространство играет роль дожигателя в печах пиролизного типа.

Процесс горения, происходящего под 1-ым колпаком, фактически является саморегулирующимся. Когда топливо в топочной камере разгорается интенсивнее, чем требуется, то:

  • формирующаяся под ним газовая «подушка» дожигаемых газов расширяется в единственную, доступную для этого, сторону, вниз;
  • это приводит к усложнению, идущего вниз, оттока холодных газов;
  • уменьшение оттока ослабляет тягу;
  • интенсивность горения падает.

При ослаблении горения происходит обратная реакция. На завершающем этапе топки, когда горение идёт в малоактивном режиме, либо на стадии дотлевания оставшихся углей, оба колпака переходят на режим работы теплоприёмников (аналогично канальным печам). Они просто добирают остатки тепла.

Но и на этом этапе преимущества колпаковых печей явно выражены. В канальных печах, в соответствии с законом Бернулли, большая часть данного тепла улетучивается в вытяжную трубу. А под колпаком практически всё оно уйдёт на нагрев стенок.

Если снаружи дует сильный ветер, то в печах канального типа процесс дожигания приходится прерывать, выгребая из топливника не догоревшее топливо и угли, после чего закрывать вьюшку. Иначе печь очень быстро остынет.

В печах колпакового типа подобная проблема отсутствует в принципе. Резко расширяющийся переход от дымохода к наружному колпаку исключает сквозняки в печи. Поэтому можно дожигать топливо полностью.

Вопрос устойчивости газовой вьюшки можно решить в 2-ухколпаковых печах, используя следующее техническое решение. Расстояние кольцевого зазора №1 (между внешней стенкой 1-го колпака и внутренней стенкой второго) должно быль больше аналогичного расстояния №2 (между внутренней стенкой 1-го колпака и топливником).

Идеальным вариантом печи рассматриваемой конструкции является изделие, круглое в поперечном сечении (как в работах Грум-Гржимайло). Внешний корпус печи, в подобном случае, одновременно играет роль 2-го колпака. В нём также существует своя «зона дожигания», в которой идут термохимические реакции, располагающаяся под сводом такой печи.

Именно здесь происходит нейтрализация угарных газов, а также различных окислов азота. Последние возникают из-за существенных температур сгорания, превышающих этот показатель для канальных печей (пламенных). Поэтому в дымоход поступают только пары Н2О и СО2. Подобные печи изначально изготавливались из металла.

Их можно выложить и из кирпича. Однако в двухколпаковой кирпичной печи очень сложно, в техническом плане, обустроить дверки прочистные. Да и вопрос чистки тоже весьма проблематичен.

Данную проблему удалось обойти изменением подхода к размещению колпаков. Вместо принципа матрёшки используется каскадная последовательность. Колпак №2 монтируется над колпаком №1. А соединяющий их дымоход выполняется с тыльной части печи. Подобное размещение снижает КПД максимум на пару процентов.

При любом решении во 2-ой колпак прекрасно вписываются, при необходимости, регистры подготовки горячей воды. На КПД это не повлияет, так как основное тепло печь получает от 1-го колпака.

Возрастание стоимости топлива явилось дополнительным побуждающим мотивом для возрождения двухколпаковых версий печей. Регистры во втором котле не нарушают режима горения, а колпак 1, выложенный их кирпича с низким показателем теплопроводности, выступает прекрасным изолятором высокотемпературного каскада от теплопотерь паразитного типа.

Во 2-ой колпак газы поступают с температурами:

  • достаточно низкими, что позволяет использовать теплообменники, изготовленные из обычных материалов, без учёта необходимости противодействия прогоранию, либо оседанию сажи;
  • достаточно высокими для эффективного разогрева воды. При величине КПД = 80%, температура газов задаётся диапазоном (200-400)°С.

Лучшее печное отопление в вашем доме: колпаковая печь Кузнецова

Печное отопление в деревенских домах, загородных коттеджах, на дачах – не такая уж и редкость. В городском частном секторе наряду с централизованными системами в качестве обогревательного сооружения и декоративного интерьерного элемента многие используют камины. А для тех, кто планирует установить в доме мощный универсальный источник тепла, заменяющий и радиаторы, и варочную плиту, и духовку, подойдет колпаковая печь – изобретение русского инженера Игоря Кузнецова.

Краткий экскурс в историю

Отопительный эффект открытого огня заметили еще наши предки, зажигая костры в пещерах. На смену кострам пришли частично закрытые очаги, а затем – первые неэффективные камины, большая часть тепла которых уходила в дымоход.

Русская печь, выложенная по канальной технологии, в отличие от знаменитой «кузнецовки» эффективна лишь на 30-40 %

Со временем придумали своеобразный колпак, задерживающий горячие газы внутри сооружения, и научились разделять раскаленный воздух на несколько потоков. Перелом в технологии произошел, когда вопросом занялся И. С. Подгородников, известный в нашей стране инженер-теплотехник. Он изобрел «двухэтажный колпак», который немного по-иному организовывал выход топочных газов. Однако практики было недостаточно, и окончательное воплощение в жизнь идея получила благодаря И. В. Кузнецову.

Вариант колпакового устройства дровяной печи с духовкой

Игорь Викторович создал мощную теоретическую базу о колпаковом горении, которую и сумел благополучно воплотить на практике. Только благодаря его трудам печное отопление стало по-настоящему эффективным. Им разработано более 150 различных стандартов, собраны десятки типовых решений и схем. Максимально усовершенствованные модификации стали популярны, сотни мастеров взяли на вооружение порядовки колпаковых печей Кузнецова. Попробуем разобраться, как работает «кузнецовка».

Принцип действия колпаковой конструкции

Ранее, до открытий Кузнецова, отопление было канальным, то есть горячий воздух из топки поднимался вверх внутри устройства, нагревая его стенки. Отдавая тепло кирпичам, газы охлаждались и под действием тяги уходили в трубу. Со временем в связи с неравномерным нагревом возникали трещины, и кладка требовала ремонта. Минусы канального нагрева – быстрое остывание, большое количество сажи.

Движения газов, по теории Кузнецова, происходит свободно. Горячий воздух внутри сооружения задерживают два колпака, расположенные или один над другим, или рядом. Существую варианты с отверстиями в середине куполов. Оба элемента соединены посредством так называемого «сухого шва» — свободного пространства, необходимого для циркуляции газов.

Схема движения газов в колпаковой печи

Когда топливо сгорает, горячие газы поступают под первый колпак, соединенный напрямую с топкой. Расширяясь, они не могут двигаться вверх и останавливаются в ограниченном пространстве, где со временем охлаждаются, либо поступают вниз, снижая тягу и задерживая процесс горения. Таким образом, регулировка температуры и мощности горения происходит самостоятельно.

Второй колпак создает дополнительную тягу, в результате чего сначала происходит полное сгорание твердого топлива, а полученное тепло сохраняется благодаря пиролизным газам, скопившимся под сводом. Благодаря тому, что раскаленный воздух не улетучивается моментально, а циркулирует внутри устройства, КПД источника тепла достигает 93%. Кроме этого, происходит ощутимая экономия топлива (брикетов, дров или угля), а осаждение сажи сводится к минимуму.

Возведение «кузнецовок»: схемы и порядовки

Создавая «продукт» для массового пользователя, автор позаботился о практическом применении своих изысканий, создав огромный набор схем и чертежей. Для точного возведения великого множества модификаций колпаковых печей используют порядовки – пошаговые схемы с изображением каждого ряда кирпичей.

Порядовка печи для бани

В отличии от русских печей, «кузнецовки» менее габаритны и, соответственно, занимают минимум места. Количество кирпича также уменьшено, что объясняется большим количеством свободного внутреннего пространства. Благодаря оптимальной толщине стенки прогреваются быстро, а что особенно ценно – остывают довольно медленно. Если вы внимательно проанализируете купольные порядовки, то увидите, как много незаполненного кирпичом места находится внутри конструкции.

Многофункциональное исполнение печи Кузнецова

Часть свободного пространства занимают колпаки, зафиксированные в горизонтальном или вертикальном порядке, не обязательно симметричном. Размер куполов может быть одинаковым или разным. Вертикальное расположение часто применяют для экономии места в помещении, особенно если запланировано устройство духовки или сушилки. Благодаря вариативности установки куполов можно возвести сооружение любой формы, спроектированное под конкретное помещение или специальные условия.

Порядовка отопительной печи

Пространство под вторым колпаком часто используют для монтажа теплообменников, варочных поверхностей, хлебных духовок и т.д. В проектах, составленных для бани, в нем устанавливают бак для горячей воды или каменку.

Если правильно «прочитать» порядовку, составленную опытным мастером, можно достичь поразительных результатов. Например, для поддержания комнатной температуры в доме из оцилиндрованного бревна в зимний период потребуется 2 топки (утром и вечером) всего по 5-6 поленьев, в межсезонье достаточно одной топки.

Порядовки для строительства камина

Различные модификации колпаковых печей

Последователи И. Кузнецова создали бессчетное количество вариантов, пригодных для самостоятельного строительства, однако каждый раз они отталкивались от одного из типовых проектов. Рассмотрим некоторые из них, которые можно использовать для благоустройства частного дома или дачи.

Отопительные сооружения для дома

Существует более 25 стандартных схем-порядовок возведения обогревательных внутри домовых конструкций, часть из которых выполняет только отопительную функцию, но некоторые варианты имеют полезные дополнения в виде лежанки или духовки.

Отопительные купольные печи

Место выбирают не у стены, а в центре комнаты, что влечет за собой ряд преимуществ:

  • равномерное и эффективное прогревание комнаты;
  • отсутствие охлаждающего элемента (наружной стены дома);
  • возможность свободного доступа для обслуживания (например, чистки сводов);
  • возможность добавления встроенных элементов (варочной поверхности, сушилки, водогрейного контура).

Следует отметить эстетическое совершенство колпаковых сооружений: они занимают минимум места и выглядят изящно, несмотря на наличие таких деталей, как фундамент. Модификации, выполненные «под потолок», имеют короткую трубу (характерная черта многих «кузнецовок») и стройные очертания. Возможности дизайна безграничны и зависят исключительно от вкуса и пожеланий владельцев жилья.

Варочные модификации для кухни

Превратить отопительное кирпичное устройство в варочное не так уж и сложно – достаточно добавить металлическую плиту с парой конфорок и слегка изменить конструкцию основания. Однако полноценные варочные сооружения включают в себя несколько дополнительных горизонтальных поверхностей (лотков или решеток для сушки), а также духовую камеру.

Варочная «кузнецовка» в интерьере деревенского дома

По качеству приготовленных блюд купольное устройство не уступает брендовому газовому или электрическому оборудованию, которым привыкли пользоваться жители городов. Среди типовых конструкций есть специально созданные для выпечки хлеба, которые так и называются – хлебные. Для фермеров, садоводов и завзятых огородников это настоящая находка: можно и ягоды парить, и фрукты с грибами сушить, и овощи консервировать по старинным рецептам.

Очевидно, что устройство для готовки является одновременно и источником тепла, поэтому его более точное название – отопительно-варочное. Лучшим местом для установки является кухня или большой зал, объединяющий в себе и кухонное помещение, и столовую, а иногда и гостиную – в русских национальных традициях.

Банные печки-каменки

Для обозначения банных устройств существует специальная маркировка – БИК. Даже внешне готовые «кузнецовки» выгодно отличаются от других каменок. С одной стороны, очень тщательно отбирается материал для изготовления, с другой – установка купола не мешает возводить аккуратные и практичные конфигурации. Например, владельцы бань оценили закругленные углы, при которых нанесение травм и получение ожогов сводится к минимуму.

Печи-каменки для бани

Установив печь в правильном месте, можно одновременно отапливать и снабжать горячей водой несколько помещений – парилку, душевую, предбанник (или комнату отдыха). Причем части сооружения, выходящие в то или иное помещение, будут выполнять различные функции: создавать пар для парной, нагревать воду для помывочной, умеренно отапливать предбанник.

В бане прекрасно реализуется принцип длительного сохранения тепла, характерный для «кузнецовок». Обслуживание сводится к минимуму, так как поленья или брикеты необходимо подкидывать изредка – и все благодаря купольному исполнению.

Камины для украшения гостиной

Камины Кузнецова, в отличие от большинства купольных модификаций, имеют открытую конструкцию и уменьшенный показатель КПД, однако параметры теплоотдачи у них достаточно высокие. Колпак препятствует быстрому выходу тепла в дымоход, задерживая раскаленные газы в верхней части строения. При использовании обычного камина по окончании процесса горения помещение начинает охлаждаться, при колпаковом обогреве в комнате еще долго сохраняется комфортный микроклимат.

Строительство камина по порядовке Кузнецова

Возможности изменять конструкцию и декорировать фасад камина безграничны. Кроме привычной полочки можно соорудить ряд функционально полезных элементов – небольшие сушилки для обуви или одежды с нишами и крючками, а также облицевать внешнюю сторону керамической плиткой или изразцами. Интересно то, что камины входят в конструкцию некоторых многофункциональных сооружений.

Решения для приготовления пищи на улице

Специально для готовки на свежем воздухе разработаны целые печные комплексы, которые отличаются функциональностью и удобством использования. Наиболее простое исполнение – кирпичная мини-конструкция для барбекю. Она держит жар продолжительное время и позволяет увеличить период готовки.

Барбекю, построенное по чертежам Кузнецова

Любители летних кухонь, шашлыков и блюд гриль будут рады конструкционному разнообразию уличных печей с послойным, с пиролизным, нижним и верхним типом горения. Существуют модели, позволяющие одновременно жарить, запекать, тушить сразу несколько блюд. Варианты порядовок колпаковых печей с духовкой или грилем можно найти в общем доступе или на официальном сайте автора.

Рекомендации для самостоятельного возведения

Решив возвести печь по одной из порядовок Кузнецова своими руками, приготовьтесь к тщательной и скрупулезной работе. На схемах вы найдете графическое изображение каждого ряда, однако перед началом кладки необходимо познакомиться с особенностями техники, в частности:

  • выбором и предварительной обработкой кирпича;
  • покупкой металлических деталей (плит, заслонок, дверок, задвижек);
  • определением наиболее подходящего места;
  • подготовкой основания и фундамента;
  • возможностью оборудования дымохода и др.

Лучшим материалом для внутренней кладки «кузнецовок» признан шамотный огнеупорный кирпич (Ш-5, ШБ-8), для внешнего оформления – керамика (М-150). Для усиления кирпичных стен используют металлические элементы (арматуру, проволоку). Чтобы печь функционировала с максимальной теплоотдачей, опытные мастера оттачивают не только свои умения, но и каждый кирпичик – в буквальном смысле. Они шлифуют каждую деталь, именно поэтому проекты, выполненные профессионалами, выглядят безупречно.

Кладка из шамотного кирпича

Имея на руках авторскую порядовку, рекомендуем не экспериментировать, а соблюдать обозначенный порядок. Отхождения от схемы не гарантируют полноценной теплоотдачи.

Подборка тематических видеоуроков

Строительство отопительно-варочной печи

Процесс возведения «кузнецовки» с лежанкой

Проект отопительно-варочного варианта

Строительство печи Кузнецова – одно из наиболее удачных решений для дачного или деревенского дома. Выполненная по вашему заказу в профессиональном исполнении купольная конструкция станет незаменимой помощницей и украшением интерьера. Если вы хотите самостоятельно возвести источник тепла, воспользовавшись порядовкой, начните с простого варианта, например варочной летней плиты.

Колпаковые, двухколпаковые печи.

Принцип работы и особенности колпаковой печи.

«Печи с системой «свободного движения газов»
– это новый этап, новый уровень в развитии печного отопления»
Кузнецов И.В.

Идея создания колпаковых печей возникла в конце XIX века, когда стало понятно, что существующие конструкции оборотистых и прочих видов печей исчерпали свой потенциал повышения эффективности работы. Конструкции печей, несущие элементы «колпака» создавались и ранее, но основные принципы создания и работы колпаковых печей в начале ХХ века собрал и сформулировал русский учёный-металург, профессор, член Академии наук СССР В.Е. Грум-Гржимайло. Продолжил изучение и строительство колпаковых печей его ученик Подгородников И.С.

В 60-х годах ХХ века идея конструирования печей по теории свободного движения газов (СДГ) вдохновила ещё одного инженера-изобретателя – нашего современника – Игоря Викторовича Кузнецова.

Имея солидный «печной» стаж, И.В. Кузнецов обобщил богатый теоретический опыт в области СДГ и продолжил работы по усовершенствованию конструкции двухколпаковых печей. Несмотря на солидный возраст он не оставляет конструкторскую деятельность и сейчас. Им спроектировано не менее 300 печей различного вида и назначения. Игорь Викторович ведёт большую просветительскую деятельность – посвящает много времени воспитанию нового поколения высокообразованных печников.

Схематично двухколпаковые печи представляют из себя два стакана, расположенные друг над другом. Топливо сгорает в нижнем, горячие газы отдают ему тепло, переходят в верхний, отдают остатки и выходят в трубу.

В этих печах нет каналов, по которым происходит движение газов за счёт тяги трубы. Горячие газы скапливаются в верхней части первого колпака, остывшие опускаются вниз и через подвёртку уходят во второй колпак. Там процесс повторяется и они покидают печь. Одной из обязательных конструктивных особенностей современных колпаковых печей конструкции Кузнецова является наличие сухого шва в топливнике, системы подачи «вторичного» воздуха и, так называемого, «катализатора» над ним.

Дрова в печи горят при температуре 450-550 градусов С. В печах, имеющих систему оборотов, газы с этой температурой движутся внутри печи и обогревают её. Не сгоревшие в процессе пиролиза вещества оседают внутри печи в виде сажи и смолянистых отложений, впитывающихся частично в кирпич. В «холодные» времена при интенсивной протопке печи они могут вспыхнуть и гореть при высокой температуре. Такое неконтролируемое горение может привести к пожару.

В колпаковых печах газы, имеющие температуру горения дров, считаются условно «холодными» и через сухой шов уходят низом колпака прямиком в трубу. Остальные газы поднимаются вверх, через внутреннюю систему каналов получают воздух (читай – кислород) не участвовавший в горении дров и натыкаются на раскалённый катализатор. Катализатор даёт температурный толчок и смесь горячих газов со свежим кислородом вспыхивает и горит при температуре 950 – 1050 гр С. Газы этой температуры и обогревают колпаковую печь. Именно поэтому КПД колпаковых печей приближается к 90%, в то время, как КПД лучших конструкций «оборотистых» печей стремится к 60%.

Внутри печей, построенных по системе свободного движения газов (СДГ), из-за высокой температуры дожига продуктов пиролиза практически не бывает сажи, чистить такие печи, даже при интенсивном использовании, необходимо гораздо реже, чем печи с «оборотами».

Двухколпаковые печи системы И.В. Кузнецова ещё называют печами с преимущественно нижним обогревом. Горячие газы, прежде чем подняться в во второй колпак, опускаются до самого первого ряда и нагревают его. Конвекция в помещении, где стоит печь, имеет максимальную амплитуду – от пола до потолка. К примеру: в доме с традиционной русской печью конвекция происходит от уровня груди до потолка. А люди вынуждены ходить хоть и без шапок, но в валенках. В доме же с колпаковой печью по полу может ползать голоштанная детвора и никогда не заболеть простудой.

Температура в первом колпаке достигает 650-680 гр С, во втором – 320-350 гр С. Это ещё один огромный плюс, особенно в домах с деревянным потолком – чем ближе к потолку, тем температура печи ниже, тем ниже вероятность пожара.

Преимуществ у печей со свободным движением газов много. Основные из них:

  • высокий КПД – 90% и более
  • высокая температура горения
  • можно использовать любое топливо
  • простое обращение ( т.к. всё сгорает дотла, чистить печь можно реже)
  • большая теплоёмкость ( в хорошо утеплённом доме, зачастую, хватает одной топки в сутки для поддержания комфортной температуры в доме)
  • высокий уровень экономичности
  • преимущественно нижний прогрев
  • возможность установки котла (регистра) без ухудшения качества печи для регулируемого обогрева воды и/или водяного отопления для удалённых помещений (второй этаж, детская, туалет, ванная, кладовая)
  • хорошая тяга при невысокой трубе
  • бесконечное множество конструктивных вариаций. Колпаки могут быть любого размера, можно обогревать двух-трёх этажные дома, отопительные, варочно-отопительные, хлебные, печи с низкой лежанкой, со встроенным камином, банные…
  • высокий уровень пожарной безопасности
  • возможность изменения внешнего вида и внесения элементов декора по желанию заказчика…

Это далеко неполный перечень преимущества двухколпаковых печей Кузнецова перед другими печными конструкциями. Но если Вы хотите иметь в доме «правильную» экономную теплоёмкую безопасную функциональную и к тому же красивую печь – лучше всего обратиться к профессионалу. Он не только поставит Вам Печь, но и будет следить за её судьбой, чистить, при необходимости ремонтировать, а не пропадёт, как поступает куча «одноразовых» печников, обещающих золотые горы за 3 копейки. Печь – это сердце Дома. Здесь, как нельзя кстати английская пословица:

«Мы не настолько богатые люди, чтобы покупать дешёвые вещи».

Добавить комментарий