Колпаковая печь: принцип работы, схема, пошаговая инструкция по кладке печи. Особенности конструкции Кузнецова и порядовки

На сегодняшний день многие задаются вопросом, как и чем лучше отопить свой дом, если нет газа. Дрова и уголь – одни из самых доступных видов топлива. Поэтому правильным решением здесь будет построить отопительную печь, а еще лучше добавить к ней функцию варочной для приготовления пищи. Вариантов конструкций очень много как по форме, так и по принципам действия.

В данной статье ознакомлю вас с особенностями печи Кузнецова, её преимуществами и пошаговой схемой возведения такого агрегата самостоятельно.

По какому принципу работает колпаковая печь

Перед тем, как выбирать данную отопительную систему, как основную, вам нужно понять, как работает данная печь. Сама конструкция колапаковой печи отличается маленькими размерами, что позволяет продуктам сгорания двигать без препятствий.

Основной отличительной особенностью такой печи от обычных, канальных видов, является процесс дымоотвода.
Данный процесс проходит с помощью выталкивания дыма и газа, что позволяет печи производить намного больше тепла.
Этот способ дымоотвода также позволяет снизить риски задуваний огня, а также риска утечки угарных газов, которые могут отравить организм человека.

В конструкциях колпаковых печей важную роль играют два дымоотвода, за счет которых и достигается высокая эффективность.

Связано это с тем, что тепловая энергия лучше аккумулируется. Один дымоотвод (внешний) выполняет функцию отвода дыма наружу, а второй является внутренним, что и помогает уменьшить скорость движения газов и вывода их наружу.

Основа основ

Большинство преимуществ печей Кузнецова дает принцип свободного прохода газов. Поясним опять на примере.

Представим себе печь со сложной системой дымовых ходов: утермарковку, четырех-пяти оборотную голландку. В этом тесном лабиринте неизбежно будут возникать сильные завихрения. Слыхали, как печь гудит? Это лишь незначительное проявление бушующей в ней вихревой энергии. А взяться ей неоткуда, кроме как из закладки топлива. Если каналы достаточно длинные и узкие, то на первый взгляд ничего тут страшного нет: вихри, пока доберутся до трубы, рассеются, остывая, и все равно отдадут свою энергию телу печи, а оно – в помещение. Но на деле проявляются нюансы, о которых будет сказано далее в тексте. Из-за них КПД канальной печи свыше 60% – исключительная редкость.

В канальной печи, пока она топится, мечется огромный поток энергии, и на отопление или подогрев воды можно, не нарушая ее работы, взять лишь небольшую ее часть. Такая печь в чем-то похожа на ядерный реактор. Не пугайтесь, только по синергетике, т.е. по путям циркуляции энергии в ней. В ядерный реактор приходится закладывать топлива в десятки раз больше, чем необходимо для обеспечения проектного энерговыхода. Иначе нейтроны просто вылетят наружу, не успев встретить готовые их принять атомы урана. В канальной печи – горячие вихри, не успев остыть, вылетят в трубу или, наоборот, остынут сразу, дав дым и сажу.

А вот кузнецовки (о подробностях ниже) по синергетике уже ближе к термоядерным реакторам будущего. «Термояд» звучит страшновато, но это только по ассоциации с водородной бомбой. На самом деле теромядерные реакторы вполне безопасны.

Почему? Потому, что в них вырабатывается энергии ровно столько, сколько должно уйти потребителю, а технологический запас по мощности для разреженной плазмы нужен мизерный. Если вдруг камера токамака или стелларатора внезапно полностью разрушится, плазма полностью высветится (тяжелых-то атомов в ней нет) и остынет, прежде чем дойдет до стен помещения. Ремонтники выругаются – то ли дело в дежурке лясы точить – но уже через 5 мин. смогут притупить к ликвидации без защитных средств.

Так что же общего у печей Кузнецова с термоядерными реакторами? То, что энергия дымовых газов благодаря принципу свободного прохода не прокручивается много раз в потоке, пока не протолкнется в тело печи, а пропитывает его сразу же. И деться ей оттуда теперь некуда, кроме как в помещение и/или водогрейный регистр.

Какие модели колпаковой печи существуют

Стоит отметить, что видов данных печей очень много, ведь у каждого мастера свой вариант исполнения конструкции печи. Одними из самых популярных моделей являются двухколпаковые печи, которые отличаются от обычных наличием двух колпаков, один из которых находится над вторым.

Имея маленький размер, данная печь может устанавливать в небольших помещениях, а схема колпаковой печи с двумя колпаками не отличается высокой сложностью.

Существуют и другие виды данных печей, среди которых:

Колпаковые печи, в которые встроена камера для изготовления хлебобулочных изделий.
Банные колпаковые печи.
Колпаковые печи, которые используется только для отопления помещений.
Варочные колпаковые печи, которые изготавливаются из керамических кирпичей.
Варочно-отопительные печи.
Колпаковые печи, которые оснащены камином.

Подготовка перед строительством печки

После выбора модели печной конструкции мастер выполняет подготовительные процессы перед началом монтажа отопительного сооружения. На этом этапе выбирается место под строительство печки, и осуществляется покупка отдельных элементов.

Чугунные детали для печи Источник glavspec.ru

Эффективность отопительного кирпичного сооружения во многом зависит от места расположения конструкции. Во время его выбора ориентируются на существующие требования пожарной безопасности. Если стены дома построены из дерева, тогда соблюдают следующие правила:

Наименьшее расстояние от печи до деревянных стен должно составлять 10 см.
Создают жаростойкую базальтовую или асбестовую прослойку между стеной постройки и печной конструкцией, когда отопительное сооружение встраивается в ранее подготовленную нишу.
Минимальное расстояние от дымохода до балок перекрытия и стропильных ног должно быть равно 15 см.

К подготовительным работам также относят строительство фундамента под печную конструкцию. От его прочности зависит долговечность всего отопительного сооружения.

Важно! Бетонное армированное основание печи не должно быть монолитно соединено с фундаментом дома. Ведь у этих двух конструкций усадка может различаться, потому что на них будут действовать неодинаковые нагрузки. При их объединении не исключено появление трещин на стенах печки и дома из-за взаимного влияния.

Печной фундамент не соединяется с основанием дома Источник a.d-cd.net
Колпаковая отопительная конструкция – это купольная печь. Независимо от названия, сооружение для обогрева помещений может быть построено в доме, который давно уже введен в эксплуатацию. Однако в этом случае выполняется демонтаж пола для устройства котлована, в котором будет заливаться фундамент.

Важно! Периметр монолитного бетонного фундамента должен быть больше основания печи на 0,5-0,8 см.

Иногда дома возводят на плитном фундаменте. Поэтому печную конструкцию тоже приходится строить на таком же основании. Чтобы минимизировать вероятность деформации сооружений, специалисты рекомендуют возводить легкую печь. Именно ею является «Кузнецовка».

На заметку! Рекомендуется заглублять в почву бетонную армированную основу печной конструкции минимум на 30-50 см.

Как подготовить место для печи

Чтобы правильно установить такую печь, вам нужно тщательно изучить пошаговую инструкцию по установке, особенности и рекомендации. В целом, данный процесс состоит из подготовительного этапа, кладок первого и второго этапа.

Чтобы правильно установить печь, вам понадобятся некоторые инструменты, среди которых:

Совковая и штыковая виды лопаты.
Армированные металлические пруты.
Опалубки.
Полиэтиленовая пленка.
Цементные растворы.
Песочный материал.

После подготовки всего материала и инструмента, вам нужно приступать к подготовке места под печь.

Этот процесс выполняется в несколько этапов:

Подготовка ямы размерами полтора метра на один метр, глубина должна составлять восемьдесят сантиметров.
Покрытие донной части песочным материалом. Размер слоя песочного материала не должен превышать пятнадцать сантиметров.
После покрытия яму оставляют на двое суток, чтобы песочные материалы осели.
Подготовка опалубки, которую изготавливают из фанер или ненужной доски.
Выполнение армирования с помощью прутов из стальных материалов.
Заливание раствора цемента. Нужно равномерным слоем распределить раствор.

После всех этих мероприятий, вам необходимо оставить это все на определенный период времени, для застывания раствора и фундамента.

Разновидности для различных целей

Игорем Кузнецовым и его командой создано большое количество универсальных и специализированных моделей. Одни предназначены только для обогрева помещений, другие дополнены элементами для приготовления пищи или нагрева воды. В отдельное направление выделены камины.

Чертежи испытанных на практике вариантов собраны на сайте изобретателя. Для удобства конструкциям присвоены буквенно-цифровые обозначения.

Отопительные

Отопительная печь Кузнецова для двухэтажного дома позволяет экономить на топливе
Различные варианты компоновки куполов позволяют выполнять конструкции для обогрева одно- и двухэтажных домов.

Отопительные модели сокращённо обозначены как ОИК (отопительные И. Кузнецова). Можно найти варианты с топкой, находящейся внутри комнаты или в подсобном помещении.

Для разнообразия и придания нужных качеств есть печи, дополненные тёплыми лежанками (ОИК -6 леж. И ОИК 19 леж.) и сиденьями (ОИК-7с).

В некоторых изделиях встроены духовки. В этом случае в кодовое обозначение добавлена буква Д, например, ОИК-5Д.

К отопительным относятся и печи со встроенным камином.

Модели РТИК (русская теплушка И. Кузнецова) нужны для обогрева больших помещений. Они массивны, нуждаются в крепком фундаменте.

Варианты с камином

Модель с камином
Камины, помимо отопительной функции, выполняют роль украшения интерьера. Топка в этом случае открытая, огонь можно наблюдать визуально. Печи оборудованы топкой для обычного обогрева, которая может располагаться на фасаде, с правого, левого бока, или сзади.

Для строительства выбирают вариант, при котором удобно обслуживать печь из подсобного помещения или прихожей — дрова не придётся носить в жилую комнату. Работа с отходами (золой) также не подразумевает неизбежной грязи в помещении при чистке зольника и поддувала из прихожей.

Разработаны варианты ОИК-К с лежанками, встроенными духовками и угловым камином.

Котлы

Для организации водяного контура отопления разработаны варианты с обозначением КИК (котёл И. Кузнецова). Во второй купол встроен стальной теплообменник. Вода циркулирует по системе за счёт электрического насоса.

Модели рассчитаны на мощность 16, 17, 34 и 64 кВт. Первый вариант (16 кВт) оборудован варочной панелью.

Отопительно-варочные

Отопительно-варочная модель — сооружение, полностью вырабатывающее ресурс топлива
Универсальные отопительно-варочные печи предназначены для домов с круглогодичным пребыванием. В модели вмонтированы варочные панели и духовки, полочки для подогрева пищи и воды.

Топка может располагаться с фронтальной или боковой стороны, что позволяет выбрать вариант для любого варианта интерьера.

Опционно предлагается монтаж лежанки. Для больших помещений делают удлинённые топки, что позволяет использовать дрова большого калибра. Они дольше горят, подбрасывать топливо придётся реже.

Размер варочной плиты зависит от состава семьи. Для 2–3 человек выбирают уменьшенную поверхность, что экономит топливо.

Для бани

В отдельное направление И. Кузнецов выделил банные печи. Есть три разновидности: БИК, БИК БК и БИК ПК. Сокращение БИК соответствует назначению, а добавочные символы говорят, что конструкция оборудована камином.

Для разной планировки выбирают модели, которые различаются местом расположения топки и камина — в парной, комнате отдыха или в предбаннике.

Как выложить печь

Процесс выкладывания печей – это очень важный этап всего процесса установки, ведь именно от нее будет зависеть устойчивость и эффективность печи. Кладка проводится в два уровня. На первом вам понадобятся раствор, для которого вам понадобится глина и вода, пластина из стали, кирпичи из огнеупорных материалов.

Кроме того, вам потребуется наличие болгарки со специальными насадками для каменных материалов, дрель с перфораторной насадкой и колосника.

Процесс кладки на первом уровне состоит из:

Укладывания слоя альфоли на фундамент.
Укладывание кирпичей на слой альфоли.
Укладывания кирпича второго ряда, размещение поддувал и окон очистки.
Изготовления перегородки для нижнего и верхнего отсека.
Укладывания кирпичей из огнеупорного материала и установка ряда брусьев.
Выкладывания каминной топки для шестого ряда.
Выкладывания дымового отвода в седьмой ряд.
Выкладывания специального отсека для топки из огнеупорных кирпичей в девятый ряд.
Выкладывания решеток в двенадцатый ряд.
Изготовления перекрытия из огнеупорного кирпича, чтобы перекрыть доступы в дымоотвод.
Закрытия всех трубных ходов с помощью стальных пластин.

После выполнения мероприятий первого уровня, нужно переходить ко второму, здесь вам нужно:

Выложить крышу печи.
Перекрыть выходы в дымоходы.
Установить паросборники.
Создать вытяжку.
Установить пластину, которая выполняет функцию заборника и перекрыть ее кирпичами.
Выложить дымоходы с диаметром одного кирпича.

Эксплуатация в различных режимах

В летнем режиме печь Кузнецова из отопительно-варочной превращается просто в варочную. Для этого достаточно открыть специальную задвижку (её так и называют — задвижка летнего хода), после чего дымовые газы будут поступать в дымоход напрямую, минуя колпаки. Нагреву, соответственно, будет подвергаться только варочная плита.

Температуру внутри варочной камеры можно регулировать задвижкой, установленной на отходящем от неё вытяжном канале. Закрыв задвижку и дверцу камеры, её легко можно превратить в духовку. Для удобства пользования в стенках можно зафиксировать полочки для противня.

Если нужно быстро прогреть помещение или обсушиться, дверцу варочной камеры открывают. При этом температура на конфорках остаётся достаточно высокой для приготовления пищи.

Плюсы и минусы колпаковых печей

Перед установкой таких печей, вам нужно изучить перечень преимуществ и недостатков.

Среди преимуществ выделяются:

Экономичность материалов.
Простой процесс монтажа, ведь конструкция не предполагает наличие сложного механизма, а процесс кладки не требует дополнительных навыков.
Простая эксплуатация. Данным печам почти не нужен уход, а также нет никаких специальных требований к топливным материалам.
Быстрое и эффективное отопление за счет своей конструкции.
Возможность выполнить печь в любом дизайне.

К минусам же относят:

Неравномерный прогрев печи.
Ограниченные конструкционные возможности.
Высокий показатель расхода топливных материалов.

Почему – кузнецовки?

Но стоит ли останавливаться особо на печах именно Кузнецова? Стоит, потому что они того стоят. Игорь Викторович с самого начала рассматривал печи русского образца не как охраняемый реликт прошлого или дорогой предмет роскоши, но как непременный атрибут экономичной энергетики будущего, которое ныне – настоящее. Остальные спохватились, что называется, когда жареный петух клюнул.

В результате – кузнецовка на 4 кВт обогревает дом в 100 кв. м. так же, как топка на 12 кВт. Что, кстати, говорит не об изобретении вечного двигателя, а о том, что фирменные рекламисты свои проспекты творят, пожалуй, вынюхав «дорожку счастья». Во всяком случае, факт, что Кузнецову постоянно поступают заказы из США, Канады, Швеции, Финляндии, которые по печам сами не в хвосте плетутся. Конкретно же преимущества кузнецовок заключаются в следующем:

Высокий КПД – 80% для печей Кузнецова не диво.
Высокая температура сгорания топлива без использования технологий и материалов, требующих промышленного производства.
Как первое следствие из предыдущего – всеядность. В кузнецовках до золы сгорает любое топливо, а осаждение сажи минимально.
Второе следствие – несложный уход: т.к. сгорает и сажа, печи Кузнецова можно не чистить годами.
Меньшая материалоемкость в сочетании с равномерной теплоотдачей между топками: в городской квартире с центральным отоплением температура в течение суток колеблется больше, чем в доме, отапливаемом кузнецовкой при 2-х топках в сутки.
Широкие возможности встраивания водогрейного контура без ухудшения технических параметров печи.
Хорошая тяга при коротком дымоходе, что удешевляет и упрощает строительно-монтажные работы при ее постройке.
Пластичность конструкции и внешнего вида как следствие двухколпаковой схемы (см. далее): не ухудшая печи, ее можно сконструировать практически под любое помещение и требования дизайна.
Автоматическое перераспределение тяги по каналам при переходе от протопки к остыванию, что гарантирует от угара: вьюшку почти никогда не требуется закрывать, она предусмотрена более для нештатных режимов работы.

Примечание: изобретенный И. В. Кузнецовым способ перераспределения тяги в корне отличается от известной газовой вьюшки. По нему поток, создаваемый тягой, пропускается мимо нагретых частей тела печи специальными низовыми каналами, а когда в топке горит пламя, конвекция от него оттягивает поток воздуха на себя. В результате не требуется отдельная система вентиляции помещения. Кроме того, газовую вьюшку может выдуть обратной тягой при задувании в трубу, или, наоборот, вытянуть при сильном ветре, а в кузнецовке любой поток воздуха пройдет мимо всего, что он мог бы выстудить.

Колпаковая печь для отопления дома и бани: пошаговая инструкция по изготовлению печи своими руками + схемы и фото порядовок