Колпаковая печь кузнецова для бани своими руками: порядовка, чертежи и схемы

Схема работы и устройство

Основой двухколпаковых печей являются следующие элементы:

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

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

Принцип действия двухколпаковых печей:

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

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

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

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

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

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

С духовым шкафом

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

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

Отопительная печь Кузнецова своими руками

И.В. Кузнецовым разработано множество вариантов печей самого разного предназначения:

для отопления;
для приготовления пищи;
для бани;
для улицы (барбекю);
с лежанкой и много других вариантов.

Когда вы решили класть печь своими руками и определились с вариантом, то главное — это раздобыть грамотные чертежи для порядовки. Порядовка печи кузнецова – это инструкция, которая показывает способ выкладки каждого из рядов кирпича и их последовательность. Чертежи печей Кузнецова несложно найти на сайте самого создателя, который любезно делится своими достижениями с любителями все делать своими руками. Сама порядовка чем-то напоминает пошаговую инструкцию по сбору сложного конструктора, так что, приложив старания, разберется любой.

Если вы столкнулись с печной кладкой впервые, то все ваше внимание должно быть сосредоточено на соблюдении порядовки

Материалы

Печи Кузнецова гораздо меньше стандартных, поэтому материала на ее изготовление нужно до 2 разов меньше. Но это одновременно и большая ответственность, поскольку легкая конструкция должна быть выполнена со скрупулезной точностью.

Итак, материалы для печи:

Огнеупорный кирпич (шамотный);
Кирпич для тела печи (внешняя кладка);
Огнеупорная глина (около 100 кг);
Чистый песок;
Проволока из металла;
Стальной уголок;
Литые элементы: задвижка, дверки для топки и поддувало, колосниковая решетка, плита очага.

Песок: его нужно очищать через сито с отверстиями 1,5 мм. Лучше всего брать горный песок, который почти не содержит мусора. Простейший вариант – купите готовую смесь глины и песка специально для печной кладки в строймагазине.

Кирпич: шамотный кирпич нужно брать марок ШБ-8 или ШБ-5, а керамический кирпич не менее М150 марки. Размеры глиняного кирпича – 250/120/56 мм, шамотного ШБ-8 – 250/123/65 мм, ШБ-5 – 230/114/40 мм. Количество кирпича, которое вам понадобится можно посчитать по схеме порядовки или другим способом.

Фундамент

Но самая первая задача – это фундамент, который легче запланировать сразу при постройке дома. Фундамент должен быть больше размера печи на 10 см по всему периметру. Он будет выдерживать достаточно большой вес, поэтому к нему нужно подойти со всей строгостью. Для этого нужно соблюсти следующие нормы:

Печной фундамент не должен быть связан с фундаментом дома;
Если печь будет располагаться возле одной из стен, то печной фундамент должен быть не менее чем на 5 см отдален от основного, а пустоту между ними нужно засыпать песком;
Важно обеспечить для фундамента хорошую гидроизоляцию. Для этого на дне котлована образовать песчаную прослойку, а застывший фундамент обернуть рубероидом;
Хорошо если фундамент будет усилен армировкой – металлическим каркасом.

Верхний уровень печного фундамента идет заподлицо с основным

До необходимого уровня докладывают кирпичом

Верхний уровень печного фундамента идет заподлицо с основным. До необходимого уровня докладывают кирпичом.

Кладка кирпича и «плавающая» топка

Топка выполняется из шамотного кирпича, а тело печи из керамического, а это значит, что при нагревании и остывании они ведут себя по-разному. Поэтому сама топка должна быть плавающей, с этой целью вокруг нее делают специальный сухой шов. Это делается для того, чтобы разные по физическим характеристикам кладки шамотного и керамического кирпича не порвало при эксплуатации.

«Сухой шов»: между шамотным и керамическим кирпичом нужно удалить кладочный раствор, а в образовавшуюся пустоту нужно вложить минеральный картон.

Нужно строго соблюсти еще одно правило – выступы из шамотной кладки не должны входить в углубления из керамической кладки, и наоборот. Таким образом, мы получаем абсолютно независимую топку.

Внимание: на чертежах это можно не заметить, но кладка из шамотного кирпича выполняется только на ребро. А вот керамический кирпич кладется на взгляд мастера, это касается столбиков и внутренних стенок

Проволока для усиления

Металлическая проволока должна использоваться для прокладывания каждого третьего ряда, чтобы усилить кладку. Вам понадобится примерно 5 метров такой проволоки. Не во всех статьях написана эту небольшая деталь, но весьма важная.

Фурнитура

Металлические детали включают в кладку, соблюдая зазор на расширение кирпича от нагрева – 5 мм. Этот зазор заполняется огнеупорной ватой.

Преимущества и недостатки печи

Преимущества:

- высокий показатель коэффициента полезного действия 75-85% (КПД);
- топливо сгорает при высоких температурах;
- печь работает на всех видах твердого топлива — древесина, каменный и бурый уголь, брикеты и т.д.;
- несложность в обслуживании, нет необходимости чистить протяженные каналы (малое образование сажи);
- долговечность эксплуатации печи;
- эстетичный, оригинальный внешний вид;
- высокая эффективность, многофункциональность;
- экономичность;
- длительное сохранение тепла;
- форма и дизайн печей могут варьироваться в зависимости от назначения;
- при периодичности топливных закладок в кузнецовку всего два раза в сутки можно иметь тепловой режим в доме, выгодно отличающийся даже от режима квартир с центральным отоплением.
  
  Квартира в многоэтажке имеет более частые температурные колебания, чем частный дом, отапливающийся печью Кузнецова, дающей равномерную тепловую отдачу между топками;

совмещение печи Кузнецова и водяного отопления дома несложно и часто применяется на практике.

Внутри топки устанавливают трубчатый теплообменник и соединяют его с трубопроводом отопительного контура. Основной плюс — теплотехника и теплоотдача печи при модернизации остаются неизменны, без малейших снижений эффективности;
конструкция кузнецовки позволяет устраивать невысокие дымоходы, причем снижения тяги при этом не происходит. Данный факт несколько удивляет тех, кто впервые знакомится с конструкцией и работой данных печей;
особенности внутренней конструкции печей Кузнецова позволяют устанавливать агрегат практически в любых помещениях любых размеров, независимо от того, для чего помещение предназначено.

И в кухнях, и в общих комнатах печь выглядит солидно и эстетично, и органично вписывается во многие интерьеры;
самая интересная и необычная в контексте домовой печи особенность кузнецовки: можно не закрывать вьюшку. Эта важнейшая деталь печи и одно из условий безопасной повседневной эксплуатации — для печи Кузнецова нужна только в том случае, если наступает внештатная ситуация.

Дело в том, что когда процесс сгорания топлива подходит к завершению и начинается остывание, тяга в каналах печи перераспределяется самопроизвольно, «автоматом».

Именно печи колпакового типа и стали основой для создания многих бытовых, отопительных и варочных печей нового типа, которые дают значительно лучший эффект при меньшем расходе топлива.

Что можно сказать о недостатках печи.

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.

Особенности конструкции

Печи Кузнецова – это колпаковые конструкции. От традиционных русских печных моделей они отличаются тем, что внутри них бывают установлены колпаки. Их может быть несколько, и они могут располагаться в различном порядке. Но в любом случае между ними бывает пространство, по которому газы могут свободно перемещаться.

Как это работает

Разработанный Кузнецовым метод возведения печей стал инновацией в строительной сфере. Дело в том, что в традиционных печных конструкциях обогрев происходил посредством тяги в каналах. Это приводило к неравномерному распределению тепла в печи и возникновению трещин в ее стенках.

В кузнецовских моделях газы движутся свободно. Поскольку конструкции состоят из колпаков, располагающихся друг от друга на расстоянии 2–3 см, то гарантировано равномерное распределение тепла. Первый колпак объединен с топкой. По этой причине самые горячие газы поднимаются наверх. Какое-то время они держатся в верхней части конструкции. К тому времени, когда они остывают и спускаются, стенки печи бывают уже прогреты ими.

Затем процесс повторяется. Так происходит непрерывное и интенсивное обогревание конструкции, а, соответственно, и помещения. Но поскольку одного колпака для оптимального обогрева бывает недостаточно, большинство кузнецовских моделей оснащены двумя или тремя сводами. Принцип работы в них аналогичен одноколпаковому варианту.

Достоинства и недостатки

Равномерное распределение тепла следует относить к основному преимуществу данных конструкций. Однако плюсы применения кузнецовских моделей на этом не заканчиваются. К несомненным достоинствам колпаковых печей следует отнести следующие факторы.

Коэффициент полезного действия – 95 % (для сравнения: в традиционных русских печах он составляет 25 %).
Больше места для установки стального нагревательного элемента.
В процессе обогрева не выделяются сажа и дым.
Чистить кузнецовские печи следует во много крат реже, нежели традиционные конструкции.
Возведение данных моделей в финансовом отношении обойдется намного дешевле, нежели построение русской печи.
Конструкции Кузнецова прочны и устойчивы к образованию трещин.
Такие печи можно строить по индивидуальным размерам и формам.
Модели Кузнецова отличает эстетичный внешний вид, который к тому же можно видоизменять, применяя фантазию и различные дизайнерские решения.

Видимо, в силу всех вышеперечисленных качеств данные конструкции приобрели популярность еще в 60-х годах. А потом они только совершенствовались и на сегодня практически лишены недостатков. Тем более что позже Кузнецов трудился над разработками не один, а с группой единомышленников.

Виды печей Кузнецова

То разнообразие колпаковых печей, которое существует на сегодняшний день, можно классифицировать по различным факторам. Так, в зависимости от количества колпаков разработанные Кузнецовым модели делят на одноколпаковые, двухколпаковые и многоколпаковые.

https://vk.com/video_ext.php

По назначению данные модели делятся так

Разновидности	Применение
Модели варочного типа.	Они разработаны для приготовления пищи.
Отопительные печи.	Их первостепенная функция – обогрев помещения.
Банные печи.	Специально разработаны для помещений с повышенной влажностью.
Уличные модели.	Это могут быть как барбекю, так и сложнейшие комплексы.
Хлебные печи.	Данные модели зачастую совмещаются с варочным типом.
Каминные конструкции.	Выполняют, в первую очередь, эстетическую функцию в интерьере помещения.

Помимо этого, есть еще печи специального назначения, также разработанные Кузнецовым.

Преимущества и недостатки “Кузнецовок”

Колпапоковые печи отличаются от других видов печей большим количеством преимуществ:

Колпаковая печь

Основным преимуществом колпаковых печей является высокий показатель КПД. Около 80-85%. Это намного выше, чем у других типов печей.
Сгорание топлива происходит при очень высоких температурах, без сторонних технологий.
Для колпаковых печей подходит любое топливо. При сгорании остаётся крайне малое количество сажи.
Вследствие минимального образования сажи, данные печи не требуют постоянной чистки.
Возможность объединения колпаковой печи и водяного отопления дома. При этом технические характеристики печи не изменяются.
Короткий дымоход. Благодаря такому типу конструкции происходит экономии на строительных материалов. Однако сила тяги не снижается.
Такая печь подходит для любого помещения, вне зависимости от размеров комнаты и ее назначения.
Дизайн “Кузнецовки” можно оформить под множество задумок заказчика.
В колпаковых печах, отсутствует необходимость в активном использовании вьюшки. Воздух самостоятельно распределяется.
Долговечность. Благодаря равномерному нагреванию и остыванию печь менее подвержена деформации.
Простота сборки. Даже человек без опыта, следую необходимым инструкциям, может сложить печи Кузнецова. Однако это не всегда так.

Недостатков у таких печей гораздо меньше чем преимуществ. К минусам можно отнести:

Необходимость помощи мастера при строительстве нескольких куполов. Такие услуги стоят соответствующих денег.
Массивный размер. Однако и стандартные русские печи не отличаются маленьким размером.
Не всегда удаётся получить от колпаковой печи 80% КПД. Обычно этот показатель 55-60%.

Правильно подобранный тип колпаковой печи, сможет обеспечить не только обогревом жилых помещений, но и помочь при готовке пищи или нагреве воды

Особенности печи Кузнецова

Эффективность и экономия углеводородов – главная особенность этих разработок

Изобретатель главное внимание уделяет рациональной циркуляции газов внутри конструкции, — внутренние каналы устроены таким образом, что позволяет создать интенсивные потоки сгоревших продуктов с теплым воздухом внутри конструкции, которые передают максимально возможное тепло на стенки печи

Задержка нагретых воздушных масс в полостях – это главное и основное условие для максимальной теплопередачи от сгоревших углеводородов. Так называемая колпаковая конструкция позволяет закручивать воздушный поток внутри камер, задерживаясь там, что и отличает от всех других обогревательных устройств на дровах, где нагретый воздух не встречает сопротивления и почти вся тепловая энергия вылетает в трубу.

Принцип работы

Наиболее распространённым решение является конструкция с двумя колпаками, которые находятся друг над другом. При этом во вторую камеру воздух поступает с нулевого уровня, т.е. только на пути нагретого воздуха возводиться преграда. Таким образом, воздушные массы насильно удерживаются максимально возможное время в каждом колпачном отсеке, при этом передавая практически всю энергию кирпичным стенкам печи. КПД некоторых конструкций достигает 90%!

Видео о технологии Кузнецова:

Помимо вихревых движений воздушных потоков, создаваемых в конструкциях, последние оснащаются дополнительными задвижками, которые позволяют перенаправлять тёплые газы. Таким образом, есть возможность переключать тепловые режимы.

Практические принципы конструирования печи Кузнецова

Схема колпаковой печи Кузнецова.

Сам разработчик, принимая во внимание, что одним из требований к такой конструкции является ее экономичность как в создании, так и в эксплуатации, рекомендует устраивать в соответствии со своими принципами не только саму печь, но и теплицу, в которой она расположена. Именно такой симбиоз позволит сделать процесс эксплуатации печи наиболее удачным с точки зрения достижения желаемого эффекта

Наиболее эффективным будет расположить теплицу так, чтобы ее длинная сторона была ориентирована с восточного направления на западное. Как и обычно, основную часть поверхностей такой теплицы следует покрыть светопрозрачным материалом: стеклом, сотовым поликарбонатом, полиэтиленовой пленкой или другим.

Однако одну ее стенку, которая ориентирована на северное направление, следует совместить с наружной стенкой печи, которая должна быть встроена непосредственно в наружную стену теплицы. Эту стену в таком случае лучше выстроить из кирпича, поскольку она в большей степени подвержена воздействию негативного природного влияния и должна обеспечивать максимальную защиту внутреннего пространства конструкции от него. Для того чтобы обеспечить использование естественной энергии солнца, Игорь Кузнецов рекомендует покрывать эту кирпичную стенку черной краской или лаком, что обеспечит ей дополнительную температуру за счет солнечного нагрева.

Схема топливника колпаковой печи Кузнецова.

Остальные стенки печи также неплохо изготавливать из кирпича, поскольку этот материал обладает прекрасными характеристиками в плане способности удерживать тепло. Если для их возведения используется именно кирпич, рекомендуется выбирать его огнеупорный вариант во избежание разрушения под действием высоких температур. Однако в случае, если требуется более экономичный способ возведения колпаковой конструкции, они вполне могут быть изготовлены из металла, причем в качестве сырья для из конструирования вполне можно использовать подручные средства: металлические бочки с толстыми стенками, металлические трубы с достаточным диаметром и другие подобные изделия. После того как печь построена, ее нужно просушить, используя топливо, дающее не слишком высокую температуру, чтобы кирпич не потрескался. Затем можно эксплуатировать печь в полную силу.

Принцип работы колпаковой печи

Колпаковая печь Кузнецова (в народе именуемая «Кузнецовка») получила название в честь своего создателя – И.В. Кузнецова, который занялся разработкой новой схемы отопления еще в начале 60-х годов прошлого столетия. Уникальная технология «свободного движения горячих газов» сразу же получила признание и стала пользоваться большой популярностью во всем мире.

Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы

Особенность «Кузнецовки» заключается в том, что нагретые газы проходят и циркулируют по трубе благодаря собственной силе тяжести, в отличие от «принудительного» движения по дымоходу. Все мы знаем из уроков физики, что теплый воздух поднимается вверх, вытесняя холодный. Но, в отличие от канальных прототипов, здесь тепло не выходит из трубы, а собирается под колпаком. Постепенно он там остывает, и его вытесняют порывы борее горячего воздуха, поднимающиеся вверх.

Основным отличием канальной печи от колпаковой считается принцип движения горячего газа. В первой – дым как-бы вытягивается по трубе вверх, а в колпаковой – выталкивается. Сам колпак может служить емкостью для нагрева воды, приготовления пищи, сушилки и т.д. Таким образом, колпаковая печь может выполнять двойную функцию.

Печь «Кузнецовка»

То есть по функциональной характеристике, «кузнецовки» можно разделиться на:

банные печи;
печи для приготовления еды (хлебные, варочные, под казан, барбекю, гриль и т.д.);
камин;
печи для отопления;
комбинированный тип.

Самыми распространенными являются именно комбинированные типы с возможностью приготовления еды и обогревом всего дома. Несмотря на возможность вариации стиля и формы, принцип действия колпаковой печи остается неизменным.

Схема движения газов в печи

Чтобы легче было понять основной принцип работы печи Кузнецова, представьте костер, разожженный на открытом воздухе. Из-за неограниченного доступа воздуха к огню, костер дает небольшое тепло. А теперь попробуем этот костер накрыть металлическим колпаком, оставив небольшой просвет снизу, чтобы совсем не загасить пламя. Горячий воздух пойдет вверх, нагревая стенки. Постепенно охлаждаясь, воздух начнет опускать к оставленному проему в то время, как его место занимает новая порция горячего воздуха. Это и есть принцип свободного движения горячих газов, который И.В. Кузнецов успешно применил в своей разработке.

Особенности конструкции

Сегодня в Сети можно найти более 150 разновидностей конструкции, но какой бы формы, стиля исполнения они ни были, все печи построены по одной методике. Конструктор, создавая схему кладки колпаковой печи, ставил перед собой две задачи: продуктивность и эффективность отопительной системы.

Возвести такую конструкцию не так-то просто. Необходимо четко придерживаться разработанной Кузнецовым И.В. порядовки

Изобретатель большую роль и внимание уделяет расположению внутренних каналов колпаковой печи

Колпак представляет собой отдельную камеру для задержки нагретого газа, что способствует экономии топлива и повышению КПД работы печи.

Стандартная конструкция «кузнецовки» предполагает наличие двух колпаков. Нижний объединен с топочной камерой, а второй колпак находится в верхней части печи. Задача первого колпака – разделить газы на холодные и горячие потоки. Именно это выгодно отличает колпаковую печь от канальной, где нагретый воздух, под действием тяги, свободно выходит наружу. Здесь же, горячий поток газа, выходящий из топки, стремится вверх, где задерживается под первым колпаком и долго аккумулирует тепло.

Дальше, поток стремится через проход во вторую камеру, где тоже задерживается под вторым потолком, так как проход находится у основания. Вследствие этого, горячий воздух, прежде, чем выйти по дымоходу, долго аккумулирует тепло в печи. Это дает высокий КПД – до 95 %. Если сравнить с эффективностью работы традиционной русской печи (канальной), то это больше на 45-50%.

Кроме свободного движения газа, колпаковая печь предполагает и механическое управление потоками. Для этого в конструкции устанавливаются задвижки. Они, по мере необходимости, могут задерживать и перенаправлять горячие потоки. «Летняя» задвижка предназначена для теплого времени года, когда печь используется в качестве варочной поверхности для приготовления еды. Открыв летнюю задвижку, поток горячего воздуха устремится вверх по дымоходу, не заходя под второй колпак.

Колпаковая печь для отопления дома