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

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.

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.

Печки для бани

Принцип работы банных печей Кузнецова остается неизменным – естественное перемещение газов через два колпака. Другое дело, что здесь присутствует каменка, которую нужно хорошенько прогревать для получения качественного пара. Разработчиком предложено и по сей день используется оптимальное техническое решение, где каменная засыпка располагается в духовке из жаропрочной стали. Духовка располагается непосредственно над топливником.

Тепловая энергия, аккумулирующаяся в нижнем и верхнем колпаках, используется для подогрева воды и отопления не только помещения парной, но и всех прилегающих комнат. Змеевик для воды устанавливается под первым колпаком таким образом, чтобы его можно было легко отремонтировать или заменить. Место установки можно определить, изучив чертежи печей.

Помимо готовых модификаций банных печей И.В. Кузнецов дает рекомендации по их правильной установке, по планировке помещений с целью выбора оптимального варианта. Также есть возможность выбора, среди разработок имеются как малые печи для протапливания небольших бань, так и более серьезные модели с большими баками для нагрева воды.

Расчёт колпаковой печи

Расчёт размера будущей печи, основывается на теплопотери обогреваемого помещения. Это не простой процесс, которые требует помощи разбирающегося человека.

Для начала необходимо высчитать кубатуру помещения. Размеры берутся по наружному периметру здания. Связанно это с тем, что помещение отдаёт тепло наружной стороной стен. Далее общую кубатуру необходимо умножить на 21.

Почему именно на 21? Это число килокалорий необходимых для прогрева 1метра кубического до 18 градусов при уличной температуре в -30. Однако это не точное число. Оно может варьироваться от 21 до 50.

Полученное число и есть теплопотеря рассчитываемого помещения. Дальнейшим действием будет деление теплопотери на 300. Это число обозначает теплоотдачу квадратного метра печи, именно прогреваемой поверхности. Получившееся число, это внешние габариты будущей печи.

Если приступать к строительству без опыта, то конструкцию внутреннего устройства печи лучше взять из готовых схем, а не придумывать самостоятельно.

Что такое колпаковая печь

На протяжении многих столетий печи были практически единственным приспособлением для приготовления пищи. Хотя некоторые конструкции широко использовались и в промышленной области. На смену традиционной печи, которая нуждалась в модернизации, пришла инновационная идея, разработчика Кузнецова.

Колпаковая печь выгодно отличается от своих товарок

Кирпичная колпаковая печь имеет ряд неоспоримых преимуществ, главным из которых является тот факт, что горячие газы, образуемые в процессе горения топлива, проходят по конструкции не только благодаря наличию трубы, но и потому, что имеет место естественная тяга. По сравнению с обычными печами, колпаковая практически не подвержена деформации. Однако, особенностью данной конструкции является то, что образовавшееся тепло способно сохраняться значительно дольше, даже при условии не плотно закрытой задвижки. Свое название печь получила именно потому, что тепло поднимается под колпак. Остывая, воздух вытесняется порывами более горячего и опускается вниз.

Если перед профессиональным печником поставлена задача выложить некую конструкцию для обогрева помещения, то в большинстве случаев приоритетным вариантом рассматривается именно колпаковая печь. Причин тому несколько.

• Во-первых, процесс монтажа довольно таки простой и не требует длительных трудовых затрат.
• Во-вторых, нет необходимости просчитывать высоту трубы для создания тяги, как в классической русской печи.

Если проанализировать принцип действия колпаковой печи, то можно провести аналогию с простым лабораторным опытом. Для этого вам понадобится самый обычный стакан из стекла и сигарета (марка не имеет значения). Последовательность действий такова: стакан необходимо перевернуть вверх дном, а снизу поднести тлеющую сигарету. В результате горения папиросы образовывается дым, который изначально поднимается вверх, т.е. к донышку стакана. Остывая же, он опускается обратно вниз по стенкам.

схема и принцип действия печи

Именно по такому принципу и разработана конструкция колпаковой печи. В результате, потери теплового воздуха практически сводятся к нулю, поскольку из-под такого колпака нет никакого выхода для тепла до тех пор, пока воздух не остынет. Следовательно, главный двигатель теплого воздуха – это естественная циркуляция горячих газов. А выкладка колпаковой печи осуществляется по согласованному проекту с соблюдением всех нормативов и требований к подобным работам, главное из которых – соблюдение мер противопожарной безопасности.

Стоит также отметить еще одно преимущество работы колпаковых печей. Это способность максимально быстро, а главное, равномерно прогреваться. Однако, чем больше толщина стены, тем больше потребуется времени на то, чтобы конструкция нагрелась и выделяла достаточное количество тепла для обогрева пространства вокруг.

Холодный воздух, который после остывания опускается вниз выходит наружу через специально оборудованные каналы отвода, минуя колпаки. Это свидетельствует о том, что нагретый воздух всегда остается внутри помещения, а холодный беспрепятственно выводится на улицу. Колпак же, в свою очередь не подвержен остыванию, поскольку внутри образовывается газовая пробка, препятствующая утечки теплого воздуха.

Колпаковую печь можно охарактеризовать как одну из самых удачных конструкций, предназначенных не только для обогрева, но и для приготовления пищи. Во-первых, тепло, полученное в процессе горения топлива, сохраняется дольше, чем у других отопительных устройств. Во-вторых, даже после длительной эксплуатации печь не трескается, поскольку при проектировании все было продумано до мелочей и холодная кладка никак не взаимодействует с горячей. В-третьих, возникновение сажи в вентиляционных системах печи практически исключено. А главное, сама конструкция печи достаточно легкая, поскольку нет утяжеляющих элементов, например отопительный щиток.

Конструкция и её отличительные черты

Принцип устройства колпаковых печей достаточно простой и заключается в том, что нижний ярус конструкции и очаг совмещаются в общее пространство. Его и называют колпаком, внутри которого осуществляется циркуляция раскалённых газов.

Самые лёгкие раскалённые газы, которые образуются при сгорании топлива, поднимаются кверху колпака. Там они будут находиться до тех пор, пока всё их тепло не перейдёт кирпичным стенкам кладки.

Стандартная конструкция колпаковой печи

При остывании они становятся тяжёлыми и опускаются вниз. На их место «приходят» следующие горячие газы, и такой круговорот происходит до тех пор, пока в очаге горит топливо. Таким образом, горячий воздух всегда находится под своеобразным колпаком, пока кирпич не заберёт на себя всё тепло. Он не сможет выйти пока полностью не остынет и не станет тяжёлым, чтобы опуститься вниз.

Особенности конструкции колпаковых печей

Для того чтобы понять как действует такая печь, мы можем рассмотреть вариант со стеклянной ёмкостью, когда в ней горячий дым не может никуда выйти и постепенно опускается вниз при охлаждении.

Но необходимо знать, что остывший газ, который снижается книзу, не холодный в прямом смысле этого слова. Он имеет температуру более 200°С, а температура горения твёрдого топлива около 800°С, поэтому и воздух, поднимающийся вверх, будет такой же горячий. Остывая, газ опускается к выпускным каналам, которые расположены внизу печной кладки. А затем он поступает в следующий колпак, находящийся над первым. И если для этого колпака газ был достаточно холодными, то для верхнего он будет раскалённым и поэтому опять поднимется в самый верх. Там они также нагреют материал стенок печи. После остывания опустятся вниз, как и в первом случае, но уже с температурой около 130°С.

Вот и весь процесс работы печи, но, как и у каждого эффективного устройства, здесь присутствует небольшой нюанс, который называется «сухой щелью». Она представляет собой проём, расположенный вертикально в печи шириной около 2–3 сантиметров, который совмещает топку с нижним колпаком от самого пола до конечной точки камеры. Благодаря сухой щели тяжёлый холодный воздух напрямую может выйти в трубу, не перемешиваясь с поднимающимся горячим газом и не уменьшая эффективности сгорания твёрдого топлива.

Сухой шов в кладке колпаковой печи

Банная печь имеет такой же принцип работы, как и отопительная, но по своей конструкции немного отличается.

• Нижний колпак оснащён специальным металлическим противнем с камнями.
• Есть доступ для поступления воды и специальные отверстия для выхода раскалённого пара.
• Печь имеет более толстые наружные стенки, которые дают возможность камням максимально нагреваться, а само помещение не перегревается.
• Колпак имеет контур для нагрева воды в моечной комнате.

Камни подогреваются двумя методами:

• Непосредственно от раскалённых газов.
• В стальном закрытом поддоне.

Так как камни располагаются вверху первого колпака и поэтому они прогреваются до максимальной температуры. Это происходит за счёт того, что раскалённый воздух «обволакивает» камни со всех сторон одновременно.

Для такой печи лучше всего приобретать округлые обтекаемые камни. Такая форма будет отлично справляться с нагревом воздуха.

При возможности к камням можно добавить 1/3 часть чугунных чушек.

Особенности порядовки

Печи колпакового типа выкладываются с учетом наличия канала, который располагается между первым и вторым ярусом. Этот узел должен обустраиваться в четверть кирпича, тогда удастся увеличить длину топки. Верхнее перекрытие колпаков делается на 17-м или 18-м ряду. Два прохода оставляются на 21-м ярусе, они должны быть вдоль боковых внутренних стенок. Боковые стены должны быть выложены кирпичом, укладываемым на ложок. Двигаться необходимо справа налево. Это позволит видеть кирпичи: два – справа, четыре – впереди и сзади, три — слева.

На втором ряду будет располагаться поддувало и дверки для чистки. Печь имеет удобную конструкцию во внутренней части, благодаря этому можно установить ее в любое место, однако дверки должны располагаться под топкой. Что касается третьего ряда, то он укладывается по такому же принципу. Когда выполняется колпаковая печь своими руками, порядовка вами должна быть учтена. В четвертом ряду она должна предполагать уменьшение отверстия, для того чтобы обеспечить падение остатков сгоревшего топлива. В ширину сужение должно быть равно 1,5 кирпича.

В дальнем углу должна находиться перегородка, которая будет соединять нижний и верхний уровни по типу трубы. Следующий ряд укладывается по той же технологии, однако для ободка нужно применить огнеупорный кирпич. Сверху выкладывается колосник. Шестой ряд станет первым рядом будущей топки. Дымоход будет выходить из неё, направляясь в другое отделение. В следующем ряду необходимо действовать почти так же, тогда как в восьмом топка накрывается обычным кирпичом, а изнутри выкладывается огнеупорными изделиями.

В десятом ряду используются целые кирпичи, которые лягут в основу внутренней части топки. Решетка из огнеупорных изделий выкладывается на 11-м ряду. Когда вами выстраивается колпаковая печь для отопления дома, в 12-м и 13-м рядах необходимо убрать решетку, в этом месте появятся два дымохода. В следующем ряду дымоход перекрывается, чтобы сделать его отделением для воздуха. Можно применить при этом стальную пластину, тогда как кирпич пойдёт на перекрытие нижнего сборника дыма.

Необходимые материалы и инструменты

Для строительства печи нам понадобится достаточно большое количество материалов и инструментов. Данный список не учитывает устройство фундамента и дымохода.

• Красный кирпич — около 450 штук.
• Для устройства топки огнеупорный кирпич (марки ША-8) – 22 штуки.
• Дверца для топки (марки ДТ-3) размер 210х250 мм.
• Дверца для поддувала (ДПК) размер 140х250 мм.
• Решётка колосниковая размер 250х252 мм.
• Варочная панель (плита) с 2 конфорками размер 586х336 мм.
• Дверцы для варочной топки размер 510х340 мм — 2 штуки.
• Задвижка для топки размер 130х130 мм.
• «Летняя» задвижка размер 130х130 мм.
• Задвижка для трубы дымохода размер 130х250 мм.
• Уголок металлический размер 36х36х4х600 мм — 4 штуки.
• Полоса металлическая размер 40х4х600 мм.
• Лист металлический размер 600х550х3 мм.

• Предпотолочный металлический лист размер 500х700х3 мм. Можно заменить керамической плиткой или любым огнеупорным материалом.

Инструменты

• Кельма.
• Отвес и строительный уровень.
• Ёмкость для замеса раствора.
• Шпатели.
• Уголок строительный.
• Перфоратор.
• Болгарка.
• Насадка миксер.

Технология кладки

Прежде чем приступать к кладке печи своими руками, необходимо выбрать схему и нарисовать своими руками план-порядовку, лучше при этом воспользоваться готовыми проверенными схемами. Примером такой печи можно назвать печь Кузнецова с отопительным регистром, вмонтированным в дымовой канал с одной из сторон печи.

Печь Кузнецов, видео

Для кладки своими руками подобной печи в частном доме понадобятся материалы:

• бетон для фундамента;
• кирпич красный полнотелый;
• кирпич шамотный огнеупорный;
• кладочный раствор или его компоненты: глина, чистый сухой песок, чистая вода;
• металлические трубы для выполнения теплообменника.

Также нужно купить готовые элементы: колосниковые решетка, дверцы, заслонки, шиберы, кровельные проходки. Цена на эти элементы обычно довольно высокая, поэтому нужно заранее просчитать, что именно необходимо.

Необходимый инструмент:

• мастерки и кельма;
• резиновый молоток;
• болгарка с кругом для кирпича;
• уровни, отвесы, бечевка;
• рулетка.

Последовательность выполнения операций своими руками

1. Размечают положение будущей печи и заливают армированный прутком фундамент на 5 см ниже уровня чистового пола. Он не должен соприкасаться с фундаментом частного дома.
2. После полного высыхания фундамента выкладывают по схеме-порядовке и чертежу два ряда кладки из красного полнотелого кирпича на обычный цементный кладочный раствор, их назначение — выровнять возможные неровности фундамента и заложить основание печи.
3. Следующие ряды кладут на глиняный кладочный раствор по выбранной схеме, соблюдая перевязку, указанную на ней. Раствор делают из заранее вымоченной красной глины, карьерного песка и чистой холодной воды. Оптимальное соотношение глины и песка определяется опытным путем.

Правильно приготовленный кладочный раствор не должен быть слишком пластичным или рассыпчатым. Проверитьего можно так: скатать из раствора шар размером с теннисный мяч и уронить его с высоты 1 м на ровную поверхность. Он должен слегка деформироваться, покрыться мелкими трещинами, но не рассыпаться.

1. Толщина швов между рядами кирпича — не более 5 мм. Чем меньше швы, тем однороднее структура печи и лучше теплоотдача. Расшивку проводят сразу по мере кладки.
2. Дверцы устанавливают так: на предыдущий ряд кирпича кладут в месте установки дверки асбестовое полотно в виде полоски, на него ставят дверку. В отверстия в углах рамы заранее вставляют отожженную проволоку длиной не менее 40 см каждая. Эту проволоку закрепляют между рядами кладки. Если этого не сделать, рано или поздно раствор выкрошится, и дверка выпадет. Кладут несколько рядов, все время проверяя положение дверки по уровню. Поверх дверки также укладывают асбестовую полосу и сверху выкладывают кирпич.
3. Топку футеруют шамотным кирпичом. Красный керамический для этих целей не годится — он со временем растрескается, и может произойти обрушение свода. На схемах шамотный кирпич обычно обозначен желтым цветом.
4. Под варочную панель в кирпиче делают пазы на толщину плиты. Это делается для уменьшения теплопотерь и предотвращения задымления. Плиту кладут на раствор.
5. Самодельный теплообменник в дымовой канал устанавливают в процессе кладки на этапе укладки ряда, через который выходит нижний штуцер. В топочную камеру его монтируют при укладке нижнего ряда топки. Между теплообменником и кирпичом должен быть зазор не менее 5-7 мм.
6. В дымовом канале с теплообменником обязательно нужно предусмотреть прочистные дверки, так как на регистре будет оседать сажа, что ухудшит его нагрев. Количество дверок должно обеспечивать доступ для чистки к любой части теплообменника.
7. Верхнюю часть дымового канала оснащают заслонкой или шибером. Сам дымоход может быть либо кирпичным, либо можно купить и поставить сендвич-дымоход. При этом нужно соблюдать правила прохода трубы через кровлю, а на кирпичных трубах делать распушку.

Расстояние от нагретых металлических элементов до сгораемых конструкций должно быть не менее 25 см! Проходы через перекрытия изолируют базальтовым волокном или другими негорючими материалами!

1. После высыхания печи ее аккуратно протапливают, не перегревая, несколько раз. Проверяют тягу, устойчивость горения дров, отсутствие утечек дыма. После этого можно монтировать внешний отопительный контур и заливать воду в систему. Печь готова к эксплуатации.

Как сделать кирпичные печи Кузнецова своими руками

В.И. Кузнецовым разработано большое количество проектов печей. Некоторые виды печей можно сделать своими руками. Для этого понадобятся порядовки печей и их чертежи.

Многие, зная о положительных отзывах о печках Кузнецова, а также в целях экономии средств, принимаются за их строительство самостоятельно. Всё конечно получится, но для этого нужно использовать соответствующие материалы и строго следовать порядовкам.

Материалы, используемые для строительства печи Кузнецова:

• Шамотный кирпич;
• Глиняный кирпич марки М150;
• Хорошего качества глина;
• Очищенный песок;
• Металлическая фурнитура.

Для возведения внутренней кладки используют шамотный кирпич. Согласно порядовке, можно рассчитать его количество. Для строительства наружной кладки используют глиняный кирпич, желательно марки М 150. Его количество также рассчитывается с помощью всё той же порядовки. Глину для раствора рекомендуется использовать только хорошего качества. Очищенного песка для кладки используется в два раза больше глины. Можно использовать глинопесчаные смеси, имеющиеся в продаже. На 500 кирпичей понадобится около 0,2 куб. м глинопесчаной смеси. Кроме этого понадобятся колосники, две дверки (поддувальная и топочная), два стальных уголка и пять метров проволоки. Книга Кузнецова «Строим печи и камины: практическое руководство» поможет построить вам нужную конструкцию. В ней представлены все типы и конструкции печей и каминов.

Особенности эксплуатации

Отличие печей Кузнецова в том, что они не требуют особенного ухода и очень просты в эксплуатации. Для них достаточно только заготавливать соответствующее сухое твёрдое топливо (дрова) в нужном количестве.

Так как КПД колпаковой печи очень высокое, то расход дров будет намного меньшим, чем в обычных печах, к которым мы привыкли.

В колпаковых печах практически не образуется сажа, так как она уходит на вторичное сгорание и прирост тепловой энергии.

• Перед началом эксплуатации печи её необходимо хорошо просушить. Для этого её надо протопить 2 раза в сутки по одному — полтора часа небольшим количеством топлива. Дверца поддувальной и топочной должна быть открытой.
• Не рекомендуют использовать для растопки щепки и картон в больших объёмах. Только на небольшое время они дадут максимальную температуру, что повлечёт за собой растрескивание кирпичей.
• Для растопки печи лучше всего использовать бумагу, лучины или бересту. Это позволит убрать холодный воздух из трубы дымохода, создать необходимую тягу и получить температуру горения дров около 350°С. Зимой, если печь длительное время не использовалась, то растопку рекомендуют проводить при открытой «летней» задвижке.
• После начала горения в камеру топки надо положить дрова для того, чтобы получить максимальную рабочую температуру 800–900°С.

Колпаковые печи практически не нуждаются в чистке, а если возникает необходимость, то лучше всего обратиться за помощью к профессионалам печникам. Они быстро и качественно очистят дымоход, топочную, колосниковую решётку и другие элементы печи.

Видео: строим печь Кузнецова своими руками

Следуя подробной инструкции и разработанной схеме, вы сможете самостоятельно построить удобную и функциональную печь Кузнецова в своём доме. Правильно подобранная схема модели сможет украсить собой дизайн любого интерьера помещения, а также будет полностью выполнять возложенные на неё функции — отапливать дом и служить кухней для приготовления пищи.

Возведение колпаковой печи

Перед постройкой печи Кузнецова своими руками, необходимо знать некоторые правила:

1. Не на всех схемах заметно, что внутренняя кладка огнеупорного кирпича должна производиться на ребро. Керамический кирпич кладётся по усмотрению.
2. Связку кирпичей проволокой необходимо делать через каждые 2-3 ряда.
3. Производить первую растопку на минимальных температурах. Постепенно увеличивать жар.
4. Обработка наружного кирпича огнеупорным составом желательна, но не обязательна.
5. Каждый металлический элемент печи должен устанавливаться с учётом возможного расширения при больших температурах.
6. До начала кирпичной кладки, нужно проверить кирпич на наличие трещин, сколов и различных других дефектов.
7. Основание печи делается отдельно от фундамента здания.
8. При порядовке кирпича, между огнеупорным и керамическим кирпичом необходимо оставить небольшой зазор. Эта мера предостережёт кладку от разрыва при температурном расширении.

Порядовка – это набор чертежей, для поэтапного возведения печи. На чертежах изображён каждый ряд кирпичей в подробностях. Вносить поправки в эти схемы категорически не рекомендуется, так как это проверенные работы.

Пошаговое строительство колпаковой печи:

Шаг 1 — фундамент

После выбора схемы будущей печи, необходимо сделать качественный фундамент под неё. Фундамент печи не должен быть соединённым с фундаментом дома. Основание должно быть ровным во избежание дальнейшем деформации постройки. Сам фундамент должен быть на 20 сантиметров выше уровня пола и на 10 сантиметров больше по периметру, чем сама печь. После откапывания ямы и сооружения опалубки, необходимо насыпать песочную подушку около 20 см, закрепить армирующий каркас из металлических прутьев и можно заливать раствор.

Шаг 2 — кладка печи

После полного застывания основания можно приступать к кирпичной кладке. Перед кладкой первого ряда, необходимо постелить на фундамент слой отражающей фольги. Если дом деревянный, то перед фольгой требуется положить лист асбеста.

Порядовки колпаковой печи:

Красным обозначен керамический кирпич, жёлтым – огнеупорный.

Некоторые кирпичи придётся разделять пополам, некоторые стачивать и делать нестандартную форму.

Кладку нужно производить равномерно. Кладка боковых стенок должна происходить справа налево. Во втором ряду устанавливается дверца поддувала и окошко для чистки печи. По окончанию второго ряда можно начинать делать канал для дыма.

Далее укладываются ряды между поддувалом и дверцей печи. В это же время создаются внутренние перегородки. На 5 ряду нужно установить колосник.

Возведение печи по порядовке, несложное задание, однако необходимо всё делать внимательно что бы не допустить ошибку.

Шаг 3 — проверка

После окончания кладки, должно пройти не менее суток, для полноценного застывания раствора. По истечению этого времени, можно провести проверку печи.

Для первой растопки достаточно небольшого количества топлива. Постепенно температуру необходимо увеличивать. Во время такой проверки печь подвергнется обжигу, определиться работоспособность, а так же герметичность.

При обнаружении нарушений герметичности, необходимо как можно быстрее устранить их. При пробном разогревании, температуру требуется поднять до 700-900 градусов.

Особенностью колпаковых печей Кузнецова, является технология “плавающей топки”.

Для такого типа топки используется сухой шов.

Сухой шов – это специальный зазор, который находиться на дне топки возле крайнего угла. Благодаря этому шву, происходит безопасное разделение газа в топке на горячий и холодный.

При кладке граней, можно использовать закруглённый кирпич. Он подойдёт к разным видам интерьера. Ещё один плюс закруглённых краёв заключается в меньшей деформации от физических воздействий.

При выборе материла для теплоотражения, может встать вопрос о покупке рубероида вместо теплоотражающей фольги. Лучше использовать фольгу, вследствие металлической составляющей.

Подводя итоги можно сказать, что  печь Кузнецова по готовым порядовкам, сможет сделать человек без опыта. Однако стоит помнить, что строгое исполнение правил и технологий готовых чертежей – прямой залог успеха. Можно изменять размер, но следует помнить о правильной порядовке. Собственные изменения могут привести к разрушительным последствиям.

При появлении определённых сложностей, лучше обратиться к специалистам. Особенно при строительстве печи с 2 и более колпаков.