Изготовление колпаковой печи для отопления своими руками

Изготовление колпаковой печи для отопления своими руками

Колпаковые печи Кузнецова дают равномерный прогрев комнат дачи или дома с минимальной разницей температурна полу и под потолком. Дымоход такой печи меньше засоряется сажей.

На схеме видно насколько упрощена циркуляция воздуха в колпаковых печах Кузнецова

Кстати, колпаковая печь первоначально использовалась в промышленности и только лет 60, как принципы ее функционирования взяты на вооружение для отопления бытовых помещений. Чаще всего она кирпичная и может быть достаточно небольшая.

Сделать ее, ну вот, правда, даже легче, чем канальную, потому как не надо рассчитывать высоту трубы.

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

Как ее сделать

Не устану повторять, что нет ничего сложного. Поэтому, как сложить печь своими руками? Элементарно. На схеме приведенной выше показано, как должен циркулировать воздух. Он идет зигзагообразно снизу вверх

И это очень важно, сделать печь можно красиво, не переживая, как она устроена внутри, но гарантировать, что после ее работы угарный газ не заполнит все помещение нельзя

Поэтому, я советую перед тем, как сделать печь, попробовать ее сооружение на конструкторе. Так будет понятнее, как правильно сделать ее своими, пусть не совсем опытными, но будем надеяться, все-таки немножко золотыми руками.

Для строительства печи нужны:

• хорошие качественные чертежи,
• кирпич,
• глина,
• песок,
• цемент,
• топка,
• колосники, решетки.

Кстати, по конструктору можно просчитать и количество кирпичей для нашей печки.

Подготовительный этап

Начинать, естественно, нужно с фундамента. Он повторяет контуры нашего сооружения, его глубина должна быть не меньше 70 сантиметров. Я уже рассказывал в одной из статей, как сделать качественный фундамент. Повторяться не буду, напомню, что для его полного застывания нужно какое-то время. Поэтому сделав фундамент, дайте ему немного постоять. Кстати, связывать печной фундамент с домовым я не советую. Это должны быть абсолютно разные сооружения.

Как работать с глиной?

Если для фундамента вполне подойдет цементный раствор с песком и щебнем или готовый бетонный, то для кладки печи из кирпича нужна глина. Глина должна отвечать некоторым требованиям:

1. Обязательно чистая и без примеси земли.
2. Сметанообразной консистенции.

Глину очищают, а затем заливают водой. Приблизительно через 5 – 7 дней, сливают лишнюю жидкость и смешивают готовую глину с песком в соотношении 1:3. Готовый раствор можно использовать для кладки кирпича.

Кирпич

Кирпичная кладка печи подразумевает использование двух видов кирпича. Для наружной кладки подойдет глиняный обыкновенный 250/120/65 мм. Для внутренней — шамотный ШБ-8 и Ш-5 стандартных размеров. Расход кирпича можно просчитать так: количество кирпича в первом ряду умножить на количество рядов, результат умножить на коэффициент заполнения (0,8).

Для трубы кирпича нужно из расчета от 4 до 6 штук в ряду умноженных на количество рядов.

Кладка

На фундамент укладываем своими руками лист рубероида, затем выливаем небольшое количество глиняной смеси, разравниваем ее и кладем первый подготовительный ряд. И только на следующий день можно будет начинать внутреннюю кладку.

Стандартный ряд печи имеет высоту 7 сантиметров при толщине швов 5 мм. Когда делается внутренняя кладка из кирпича нужно в определенных местах (их указывают чертежи) делать отметки.

Важно устраивать зазоры. Иначе наружную кладку разорвет внутренняя, расширяющаяся кладка

Основная задача — сделать своими трудолюбивыми руками внутреннюю кладку из кирпича плавающей и несоединенной с внешней. Тогда при нагревании она будет расширяться во все стороны, не мешая внешней части печи.

Внутреннюю часть печи обмазываем своими собственными руками асбесто-цементной смесью, можно и глиняным раствором, важно, чтобы не было пустот. Так мы своими руками повысим пожаробезопасность собственного шедевра

Все печные металлические части устанавливаются с зазором 5 мм. Если конструкция печи предполагает наличие плиты, то ее нужно укладывать в заранее сделанное гнездо из кирпича в одном из нижних рядов. Наружная кирпичная кладка должна быть армированной.

Я всегда делаю в день по одному ряду, а когда дело доходит до монтажа металлических частей, то могу после их установки сделать перерыв на 2 -3 дня. Но зато печи, которые я сделал своими руками, служат очень долго. Советую и вам не торопиться, делать лучше медленнее, но надежнее. И все получится!

Заливка фундамента

Используя инструкцию и чертежи, колпаковую печь можно построить самостоятельно. Главное условие — точное соблюдение порядовки. Есть несколько видов печей, в данном случае будет рассмотрен классический вариант.

Чтобы залить фундамент, необходимо подготовить:

• совковую и штыковую лопату;
• арматурные прутья средней толщины;
• деревянную опалубку;
• песок;
• полиэтилен;
• цементный раствор.

Если все припасено, то можно приступать к работе.

Один из требуемых материалов – песок

В самом начале выкапывается яма стандартных размеров 100х150 см и глубиной в 80 см. Все стенки тщательно выравниваются. Дно заполняется песчаной подушкой, достаточно насыпать слой в 15−20 см. После этого необходимо дать песку осесть. Как правило, на это требуется несколько дней,что сделает конструкцию более устойчивой и крепкой.

В качестве опалубки можно использовать фанеру, старые доски, двери и другую ненужную древесину. На следующем этапе устанавливают арматурные прутья. Заливается цементный раствор. Необходимо проводить эту процедуру медленно, постоянно помешивая смесь с помощью лопаты. Это мероприятие позволяет удалить из цемента ненужный воздух, и фундамент становится крепче. После этого необходимо дать ему время хорошенько высохнуть, через 25−30 суток можно приступать к работе.

Не стоит торопиться и устанавливать колпаковую кирпичную печь на непросохшем растворе. Чем дольше настаивается смесь, тем крепче будет конструкция. Фундамент заканчивается в два кирпича от пола, а поверхность должна быть гладкой и ровной.

Колпаковая печь

Колпаковые печи, в которых вакуум создается под муфелем, могут иметь переносный колпак при неподвижных стендах либо поднимающийся и опускающийся колпак и перемещающиеся стенды.

Колпаковые печи, в которых вакуум создается под колпаком, на температуру до 1 200 — 1 300 С используются в промышленности для термической обработки электротехнических сталей.

Колпаковые печи выпускают с одним или двумя рабочими колпаками. Печи состоят из следующих основных узлов: рабочей камеры, стола и пульта управления.

Колпаковые печи предназначаются в основном для процессов безокислительного отжига листового проката, ленты, проволоки, прутков. Установленная на стенде загрузка закрывается жароупорным муфелем, под который подается защитный газ. Для некоторых сортов стали требуется вести нагрев в вакууме; для этого печи снабжаются вакуумной системой, и под муфелем создается разрежение.

Колпаковая электрическая печь.

Колпаковая печь состоит из колпака и футерованного стенда, неподвижного относительно пола цеха; на стенд устанавливается загрузка.

Колпаковые печи чаще всего применяются для процессов безокислительного отжига металлов: тонколистового проката в пакетах, рулонов ленты, бунтов проволоки. Так как при процессах отжига требуется длительное охлаждение под муфелем, то на один колпак приходится 2 — 4 стенда.

Колпаковые печи выпускают с одним или двумя рабочими колпаками. Печи состоят из следующих основных узлов: рабочей камеры, стола и пульта управления.

Колпаковые печи работают чаще всего с тремя подами. На одном поду происходит нагрев металла под нагревательным колпаком печи, на двух других — охлаждение садки, разгрузка и загрузка листов. Для осуществления охлаждения листов в защитной атмосфере стопа металла, кроме нагревательного колпака, закрывается металлическим муфелем из листовой окалиностойкой стали, под который и подводят защитный газ.

Колпаковые печи для отжига рулонов строят с одностопной и многостопной загрузкой. Колпаковые печи с одностопной загрузкой более производительны и обеспечивают более равномерный нагрев металла.

Электродная соляная ванна.

Колпаковые печи ( рис. 60.3, табл. 60.2) применяются преимущественно для светлого отжига пакетов листовой стали, рулонов ленты и бунтов проволоки. Колпаковая печь состоит из неподвижного футерованного стенда, на который устанавливается загрузка, накрываемая жароупорным муфелем, и колпака. Колпак, несущий основную часть нагревательных элементов печи, может перемещаться с помощью мостового крана с одного стенда на другой. Так как при отжиге требуется длительное охлаждение изделий, на один колпак предусматривается два-четыре стенда. Нагрев и охлаждение изделий осуществляются под жароупорным муфелем в атмосфере защитного газа или в вакууме. Форма колпака, стенда и муфеля в зависимости от конфигурации загрузки может быть цилиндрической, эллиптической или прямоугольной.

Колпаковые вакуумные печи.| Колпаковая водородная иечь.

Колпаковые печи являются печами периодического действия. Цикл работы этих печей состоит из загрузки деталей, опускания колпака, откачки ( или продувки водородом), включения нагревателей и подъема температуры, выдержки при заданной температуре, выключения нагревателей и остывания, напуска воздуха ( или продувки воздухом), подъема колпака и выгрузки деталей.

Переносный ультразвуковой генератор УП-21.

Кладка первого уровня колпаковой печи из кирпича

Схема кладки колпаковой печи.

Колпаковая печь, построенная по классической схеме, подразумевает расположение топливника в ее нижней части, благодаря чему печь отлично прогревается, не образуя при этом сажу. Для того чтобы построить такую печь своими руками, потребуются следующие материалы и инструменты:

• кирпич огнеупорный;
• кирпич полнотелый;
• раствор глиняной смеси (вода, глина, конский навоз);
• колосник;
• перфоратор с насадкой-миксером;
• стальная пластина;
• мастерок.

Перед началом выкладки первого ряда необходимо настелить отражающую фольгу. Она обеспечит защиту от потери тепла, перенаправляя идущий вниз поток обратно. Материал должен иметь чуть большие, чем фундамент, размеры, чтобы в дальнейшем имелась возможность подрезания краев. Для кладки колпаковой печи своими руками используют отшлифованные кирпичи, укладывать которые необходимо строго по схеме.

Кладка осуществляется равномерно по всей площади. Боковые стенки кладут ложковым методом справа налево. Таким образом, слева должно быть видно 3 кирпича, справа 2 и сзади 4 кирпича. Правый ряд расположен между двумя крайними кирпичами заднего и переднего рядов. Во время кладки второго ряда нужно установить поддувало и окошко для чистки. Благодаря удобной конструкции внутренней части печи для них можно использовать любое удобное место, единственное условие — окошко для чистки должно находиться под топкой. Третий ряд будет выкладываться таким же образом.

Схема устройства колпаковой печи.

На четвертом ряду разъем для падения продуктов горения уменьшают на 1,5 кирпича вширь. В дальнем от топки углу появится перегородка, которая будет вести в верхний отсек как труба. Следующий ряд повторяет предыдущий, только ободок сброса необходимо обкладывать огнеупорным кирпичом, а поверх него класть колосник. На 6 ряду появляется топка-камин, это будет ее первым рядом. Из топки нужно будет вывести дымоход в соседнее воздушное отделение. Следующий ряд выкладывается таким же образом. На 8 ряду топка накрывается обычным кирпичом, а ее внутренняя часть обкладывается половинками огнеупорного. На 10 ряду кладка топки из половины кирпича вырастает до целого, а на 11 из огнеупорного материала выкладывается решетка. Вся кладка снова происходит в полкирпича до следующего ряда.

На 12 и 13 ряду убирается решетка, но появляются 2 дымохода. На 14 боковые огнеупорные кирпичи из половинок снова становятся целыми. Дымоходы в воздушное отделение перекрывают. Стальная пластина закрывает ход дыма наверх, перекладывается кирпичом нижний дымосборник. Ход наверх останется только через канал, оставленный при возведении 4 ряда.

Схема работы колпаковой печи.

Рекомендации по заготовке дров

• Топить можно разными дровами, но, чтобы сажа не засоряла дымоходы – 1/4-1/3 дров должна состоять из осины;
• Выгоднее покупать дрова колодами заданной длины и колоть их самостоятельно, тогда в складируемом (продаваемом) объеме дров будет на 15% больше, а цена ниже на 20%;
• При этом вам доставят колоды и самых больших диаметров (d>40 cм) от нижней части дерева, отдающей при сжигании больше тепла;
• С колодами d>40 см удобно работать по схеме рубки колод большого диаметра (см. рис. выше): 1 – откалываем колуном первый сегмент (двойная линия скола), 2 – затем второй сегмент и далее простым топором завершаем работу с колодой, получая 12-17 поленьев. Молодежь с удовольствием постигает азы заготовки дров;
• Полученные щепки складываем в отдельную тару, бережно расходуем при растопке.
• Последний штрих использования. В печи пламя погасло, красные угли отдают последнее тепло, готовимся ко сну. Однако, преодолев дневную усталость, загружаем топливник мытым картофелем, и утром на столе красуется теплый печеный картофель.

Конечно, любая печь требует ухода и осторожности в эксплуатации, но насколько приятно осенью ощущать тепло и в доме, которое создает не электронагреватель, а живой огонь.

Если вы тоже сторонник такого способа отапливания жилища и готовы разобраться с представленными выше схемами, в вашем доме тоже может появиться колпаковая печь, которая «держит» тепло почти целые сутки. Узнать дополнительные детали проектирования, а также подробности строительства колпаковой печи от автора схем и ее владельца вы можете на странице его блога.

Фотографии Виталия Грошева.

Как построить колпаковую печь

Колпаковые печи являются одним из самых распространенных вариантов, ничуть не уступающим по своими характеристикам канальной печи. Эта печь является новейшей разработкой в консервативном деле — проектировании и монтаже печей. От других типов эта печь отличается принципиально новым методом использования горячих газов. В стандартной конструкции горячие и холодные газы движутся благодаря тяге воздуха, который поступает через зольник.

Схема колпаковых конвективных систем.

Колпаковая печь проектируется таким образом, что движение газов осуществляется благодаря их собственной тяжести — независимо от тяги. Такая система перемещения газов называется свободным движением. Принцип работы такой системы достаточно прост. Всем известно, что теплый воздух обычно поднимается вверх. В колпаковой печи он, поднимаясь вверх, вытесняет холодный воздух, поступающий вниз. Внизу холодный газ превращается в горячий, и цикл вытеснения повторяется заново. Все это происходит в колпаке, который может иметь самые различные формы. Основным условием является наличие трубы, выводящей холодный воздух. Благодаря этому элементу печь и получила свое название.

Колпак помимо циркуляции воздуха может быть использован и для хозяйственных нужд. В него можно помещать различное оборудование, например, плиту для приготовления пищи, котел для нагрева воды или сушильный шкаф. Таким образом, помимо отопления дома такая печь имеет двойную функциональную нагрузку. Колпаковая печь своими руками делается достаточно легко, однако при ее кладке необходимо строго соблюдать порядовку, так как многие варианты печей несут двойную функцию. Это позволяет применять их не только для дома, но и для бани. Банный вариант отличается более совершенной системой регуляции температурного режима. Кроме того, в них можно регулировать не только температуру, но и влажность.

Конструкции приспособлений

Конструкции отопительных щитков делятся на две большие категории: они могут быть толсто- либо тонкостенными.

О толщине стенки

1. Толстостенные щитки укладываются в полкирпича. Их необходимо предварительно хорошо прогревать. Когда варочная плита с отопительным щитком используется постоянно, такое его устройство целесообразно. Помимо всего прочего – толстостенные конструкции предпочтительней с точки зрения пожарной безопасности.
2. Отопительный тонкостенный щиток кладется в четверть кирпича. Чтобы удовлетворить противопожарные требования, такие конструкции часто закрываются металлическими кожухами.
3. Поверхность стенок можно штукатурить, облицовывать изразцовыми плитками либо, расшив стыки, оставлять без отделки. Облицовывать печь-камин с отопительным щитком следует в ходе его укладки.

1. Устройства могут работать в двух режимах работы – зимнем и летнем. В первом из них конструкция нагревается полностью, во втором же частично.

Принципиальные схемы работы

По принципу работы различают два типа устройств.

Канальные щитки

1. Внутри такого устройства обустроен своеобразный лабиринт из дымоходов, которые имеют одно и то же сечение.
2. Когда кладутся подобные отопительные щитки — порядовки их могут иметь, как горизонтальные, так и вертикальные перегородки.
3. Тепловую энергию стенкам продукты горения отдают в процессе равномерного передвижения их по всей длине каналов.
4. В канальном типе устройств нередко обустраиваются перемычки, обходящие дымоход. Отгораживаются они перегородками. Надо это, чтоб в летний период варочная печка не отапливала комнату.

В печах-каминах перемычки не нужны, потому как щитками они оснащаются для большей отдачи тепла. Устройство же для мощного металлического агрегата, например, для Баварии (тепловая мощность 14 кВт) без подобной перемычки делать не следует. (См. также статью Биотопливо для каминов: особенности.)

Колпаковые устройства

Отопительный щиток колпакового типа состоит из одной либо нескольких полостей, которые соединены дымоходами. Выход и вход канала во всех колпаках делается гораздо ниже верха его плоскости.

Почему это надо? Нагретый воздух и печные газы всегда текут вверх. Проникнув в колпак, газы до своего остывания будут расположены там. Когда они свое тепло отдадут, то их вытеснит новая порция нагретых продуктов горения, и они потекут по дымоходу на улицу.

Особенности реализации схемы щитка

1. Помимо прямоугольных устройств, когда в комнате мало места, нередко обустраивается угловой щиток. Помимо того, что такая конструкция сберегает полезный объем, благодаря большей площади теплообмена, она отдает больше энергии.
2. Если оснастить щиток отдельной топкой, то он из дополнительного элемента печки преобразуется в полноценное отопительное оборудование.
3. Собственная топливная камера нужна для того, чтобы без нужды не растапливать варочную печку. (См. также статью Отопление частного дома дровами: особенности.)

Виды печей

Когда спрашивают, как сделать печь? Я всегда говорю, что надо знать, какую печь нужно сделать. Всего специалисты выделяют 6 основных видов печей, которые подойдут для дома или дачи. Итак, печь может быть

1. Отопительная.
2. Отопительно-варочная.
3. Русская.
4. Камин.
5. Банная.
6. Отопительный котел.

Отопительная печь

Она предназначена исключительно для отопления помещения. Сделать такую печь целесообразнее всего в центре дома (дачи), чтобы все комнаты граничили с ней хотя бы одной, лучше двумя стенами. Приветствуется вариант постройки из кирпича. Такие печи, используемые исключительно для отопления, бывают

• канальные,
• колпаковые.

Об их отличие и эффективности речь пойдет чуть ниже.

Отопительно-варочная

Фактически, это печь, которая, прежде всего, построена, возможно, даже своими руками для отопления дома или дачи, но она имеет металлическую (чаще чугунную) поверхность, на которой можно приготовить пищу. Однако, сделать это достаточно сложно, а без опыта почти не реально, так как ни о какой регулировке температуры речь в этом случае не идет.

Русская печь

Огромная печь в пол избы предназначалась первоначально исключительно для приготовления пищи. Затем, поняв, что каменная поверхность над очагом достаточно долго остывает, решено было увеличить ее площадь и так печь стала использоваться и для отопления.

Даже современные чертежи русских печей базируются на их больших размерах, то есть это никак не может быть маленькая компактная печь где-нибудь в углу. Еще один недостаток — циркуляция воздуха идет от середины конструкции вверх, а низ всегда остается более холодным.

Камин

Да-да, я не ошибся. Камин — это тоже печь. В Европе до сих пор в некоторых родовых поместьях нет централизованного отопления. Так что приходится именитым наследникам обогреваться исключительно каминами. Это самые малоэффективные печи. Камин для дачи или дома может быть использован как элемент декора, но ни как полноценное устройство для отопления. Фактически, при наличии камина тепло только в непосредственной близости от него. Однако процент КПД можно увеличить за счет установки своими руками жаропрочного стекла по размерам топки.

Печь для бани

Из названия понятно, что главная ее задача нагрев помещения, а заодно и воды, в бане. Такая печь может быть разной

• по-черному,
• по-белому,
• по-серому,
• с поверхностью.

Такая печь априори очень мощная. Она может быть и большой, и маленькой. Ее можно сделать своими руками из кирпича и камня, можно сварить из железа. Чаще всего для отопления бани используют дровяные печи, но есть и газовые, и электрические.

Отопительный котел

Это самый мощный и одновременно экономный вариант, при котором печь — аккуратное сооружение, где происходит оптимальная циркуляция воздуха, что позволяет отапливать максимум пространства. Котел соединен с трубами, расположенными по всем помещениям дачи или дома. По трубам циркулирует энергоноситель, за счет этого котел не нужно нагревать до высоких температур. Отопительная печь (котел) имеет достаточно высокий КПД — от 80 %.

Видео руководство

Суть работы таких систем достаточно проста: горячий газ циркулирует не при воздействии вытяжной трубы, а из-за тяжести газов. Иными словами, если соответствовать простейшим физическим законам, горячие газы, имеющие меньший вес, собираются под сводом колпака, в то время как холодные (а, следовательно, и тяжелые) остаются снизу. В связи с взаимодействием этих газов внутри колпака образуется «зона» турбулентности, благодаря чему стенки конструкции эффективнее впитывают тепловую энергию. Собственно, газ здесь и является основным переносчиком тепла.

Дабы закрепить знания об этой печи, а также подчеркнуть ее особенность, ниже мы привели ее отличительные черты.

1. Полифункциональность, внушительный показатель эффективности.
2. Довольно высокий КПД.
3. Приятная «внешность», эстетичность.
4. Простота в эксплуатации, отсутствие необходимости в регулярной чистке каналов.
5. Долговечность.

Большинство владельцев печей, равно как и опытных профессионалов, убеждено: печь колпакового типа по праву считается одним из качественнейших и эффективнейших отопительных приборов, которые когда-либо создавались.

Ну что ж, с конструктивными особенностями мы разобрались, теперь – непосредственно к строительному процессу!

Лучшее печное отопление в вашем доме: колпаковая печь Кузнецова

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.

Конструкция и принцип действия

Выражение «Всё гениальное — просто!» в полной мере касается конструкции купольной печи, которая позволяет реализовать достоинства свободного движения газов. Простейший двухколпаковый агрегат, представленный на рисунке слева, работает следующим образом. Воздух, необходимый для горения дров, поступает через поддувало 1. Топку 2 выполняют в виде сужающегося сопла, благодаря чему удаётся не пропускать наружный воздух сверх меры. В противном случае он будет сразу же уходить во второй колпак, увлекая за собой разогретые газы. Препятствует поступлению тяжёлого холодного воздуха и так называемая газовая вьюшка, которая образуется под куполом. К слову, из-за простой конструкции установившаяся внутри печи атмосфера часто бывает неустойчивой — её срывает тяга со стороны внешнего колпака. Именно поэтому двухколпаковые печи, известные задолго до рождения Кузнецова, не имели популярности.

Принцип действия двухколпаковой печи

Во время активного горения дров не успевшие окислиться кислородом воздуха горючие газы поднимаются под купол 4 внутреннего колпака 3. Там они воспламеняются под действием открытого пламени и высокой температуры. Можно сказать, что под колпаком возникает зона, подобная той, которая образуется в камере дожигания обычной пиролизной печи. Немаловажно и то, что процесс пиролитического горения сам себя регулирует — при очень интенсивном пламени затрудняется отток продуктов сгорания, а соответственно, уменьшается и тяга. Если же пиролизные газы выгорают, то процесс восстанавливается. В это же время не менее важные процессы происходят и под сводом второго колпака. В этой зоне вступают в реакцию оксиды азота и монооксиды углерода (угарный газ), которые в результате реакций распадаются на безопасные компоненты. При правильной работе купольного агрегата в дымоход уходит преимущественно водяной пар и углекислый газ.

Когда горение дров подходит к концу, колпаки выступают в роли накопителей, удерживая под своими сводами разогретые воздушные массы. В отличие от канальных печей, где остаточные продукты горения попросту «вылетают в трубу», в «кузнецовках» они отдают всю свою энергию кирпичным стенам.

Идеальным вариантом двухколпаковой печи был бы агрегат круглой формы. В этом случае тело отопительного прибора могло бы выполнять функции верхнего купола. К сожалению, на практике соорудить такой теплогенератор сложно не столько из-за сферической формы, сколько по причине трудностей с обустройством прочисток и люков для их обслуживания. Из-за этого колпаки соединяют между собой широким каналом, который проходит в задней части печи. Эта особенность отражена на схеме, расположенной справа.

При необходимости интеграции в печь водонагревательного контура его устанавливают под сводом второго колпака. Такой способ не влияет на тепловое равновесие системы и не оказывает негативного воздействия на режим горения топлива.

Ещё больше повысить КПД печей этого типа позволяет установка нескольких каскадов, каждый из которых состоит из двух колпаков, однако ввиду сложности монтажа и повышенных требований к термостойкости футеровки подобные конструкции популярностью среди печников-любителей не пользуются.

Принципиальная схема простейшей печи Кузнецова

Описанные выше принципы естественного движения горячих газов полностью выдержаны в печах, разработанных И.В. Кузнецовым. На приведённой выше схеме одного из таких агрегатов цифрами обозначены: 1 — топочная камера; 2 — так называемый сухой шов; 3 — внутренний купол;

4 — теплообменник; 5 — верхний купол; 6 — дымоход. Как видите, топка и нижний колпак объединяются в одно пространство, разделённое узким каналом, который называют «сухим швом». Это позволило создать во внутреннем куполе и зоне сжигания условия, наиболее подходящие для свободного движения горячего газа к своду колпака, а охлаждённого — в сторону топки.

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

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.

Отопление парников из поликарбоната зимой: варианты обогрева

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.

Инфракрасные обогреватели: описание, принцип работы

Принцип работы такой печи очень прост: топливо внутри нее не горит, а тлеет. По мере выгорания топлива крышка продавливает золу и плавно опускается вниз под собственным весом.

Конструкцию такой печи можно усложнить, добавив полноценный зольник и самостоятельную топку.

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.

Общая характеристика печи

Элементы колпаковой печи	Занимаемая площадь; габариты, м	Год запуска	Период сохранения тепла	Объем помещения, куб.м	Тип трубы
Печь отопительная; колпак h=1,6 перекидной рукав – 1,6 м; труба – 5,5 м.	3 кв.м; ширина – 1,4, длина – 2,85, высота – 1,6	2005	19 часов после завершения топки	35 – комната; 53 – комната с открытой дверью в коридор.	Выложена пятерочкой (дымоход –25×12,5см)

Расходные материалы:

• кирпич обожженный – 1200 штук;
• цемент фундамента – 500 кг;
• уголок 3×32×32 – 12 м;
• глина кладки – менее 1 куб.м,
• песчано-гравийная смесь (ПГС) – 1200 кг;
• щебень – 7 куб.м.

Узлы печи:

• кружало – каркас свода колпака, сварная конструкция из уголков удерживает кладку свода;
• рама перекидного рукава, сварная конструкция из уголков удерживает две порядовки кладки перекидного рукава.

Покупные изделия:

• дверцы – 3 штуки (зольника, чистки перекидного рукава, миникамина);
• дверца топливника (камера сгорания) – 1 штука (прозрачная);
• пластина (конфорка) топливника (чугун должен быть), но по факту вышла сталь с толщиной листа 8 мм;
• колосник (дно топливника с отверстиями);
• узел заслонки – вьюшка (закрытие дымохода трубы на 2/3).

При очередном заезде на дачу первая растопка печи начинается с прогрева трубы (мини-камин, расположен у основания трубы). Прогрев трубы длится 30-50 минут. Когда печь топится ежедневно, трубу прогревать не надо.

В основном в качестве дров использую березу. Каждую топку стараюсь завершать осиной, т.к. продукты ее горения очищают дымоходы. Во-вторых, осина при сгорании издает звуки мелких взрывов (треск дров). Пламя горения просматривается через прозрачное жаропрочное стекло дверцы топливника. Приятно засыпать в темноте комнаты, освещаемой пламенем и треском дров. Ночная сказка от всполохов пламени, особенно после бани. Крепкий сон, восстанавливает силы к новому дню – ночной санаторий.

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.

Печь с лежанкой

Особой популярностью у нашего народа пользуется печь с лежанкой. Такая конструкция возможна и у колпаковых печей. Топятся они дровами. Такими моделями пользуются в основном на дачах либо в загородных домах. Все печи с лежанками состоят из следующих элементов:

• печь для прогрева;
• лежанка;
• варочная поверхность;
• духовка;
• зольник;
• дровник;
• место для кухонной утвари.

Как для любой печной конструкции, для таких моделей необходим отдельный фундамент. Сначала строится основа печи. Ее составляют несколько кирпичных рядов, выровненных по горизонтали. Они должны иметь прямые углы. Также следует придерживаться расстояния от рядов основы до стены помещения примерно в 15 см (можно и больше). Затем закладывается поддувало и воздухоотводы, благодаря которым прогретый в топке воздух поднимается вверх, равномерно распределяется по всей конструкции печи и оптимально нагревает лежанку.

На уровне 8–9 рядов следует проложить перекрытия на лежанке и топке. После этого нужно продолжать согласно порядовке кладку кирпичных рядов для духового шкафа и варочной поверхности. В обязательном порядке прокладывается ряд, отделяющий последнюю от стены помещения.

Следующий этап: выкладывание перемычек. В области духового шкафа нужно использовать для этой цели обычную или фигурную кладку в форме арки либо клина, а над кожухом плиты желательно установить металлические уголки и декоративную полочку. Последующие кирпичные ряды соединяют воедино все дымоотводы. На стенках делаются окошки, вблизи духовки – летник (его можно применять в летний сезон). Те же, которые находятся повыше, будут греть помещение зимой.

Трубы монтируется повыше и имеет квадратное сечение. Рекомендуется делать кладку в 2,5 кирпича. Те перекрытия, которые проложены в области местоположения дымовой трубы, следует в несколько слоев изолировать базальтовыми плитами.

Наружную поверхность дымохода желательно обложить силикатным кирпичом, поскольку ему свойственна устойчивость к температурным колебаниям и климатическим осадкам. После его возведения на печь монтируется вся имеющаяся фурнитура.

К примеру, можно не ограничиваться простой кирпичной кладкой (хотя и она смотрится вполне солидно), а покрасить конструкцию термостойкой краской и украсить орнаментами и рисунками. Такая модель будет красиво смотреться в любом интерьере. В финансовом отношении отделка будет тем дороже, чем выше будет качество плитки, применяемой для нее. А изразцы носят не только эстетическую функцию – в них отлично держится тепло. Да и в уходе эти элементы неприхотливы. Если не получается сделать отделку своими руками – на помощь могут прийти профессиональные мастера.

Источник https://delta-instrument.ru/pechi-i-obogrevateli/odnokolpakovaya-pech.html

Источник https://karniz-dv.ru/pechi/pech-kolpakovogo-tipa.html

Источник

Источник