Подготовительные работы
В первую очередь необходимо выбрать место для строительства печи. Проще всего делать это до постройки дома — тогда и печь, и здание проектируются совместно так, чтобы отапливались три или хотя бы два помещения. С уже готовым домом дело обстоит сложнее. В таком случае печь стремятся встраивать в межкомнатную перегородку, поскольку внедрение её в несущую стену требует сложных расчётов и опасных трудоёмких работ (часть стены придётся разобрать, удерживая нагрузку от перекрытия системой перемычек и колонн).
Можно, конечно, ограничиться простым пристенным вариантом расположения, но тогда отапливаться будет только одно помещение.
На выбранном месте нужно построить железобетонный фундамент. Его размеры должны превосходить размеры печи хотя бы на 100 мм с каждой стороны. Не допускается объединение фундамента печи с фундаментом здания — оба сооружения дают различную осадку и одно из оснований будет тянуть за собой другое, вызывая его перекос.
Под печь обязательно обустраивается железобетонный фундамент
Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности грунта, глубины его промерзания, способа эксплуатации здания (периодически/постоянно). Обычно в зданиях с круглогодичным проживанием людей, расположенных на устойчивом грунте, фундамент заглубляют на 400–600 мм. На дно выемки следует в качестве упрочняющего слоя насыпать щебёнку, а поверх неё — песчаную подушку.
Далее все делают по традиционной технологии — устанавливают опалубку, фиксируют арматурный каркас и заливают бетоном. Переходить к возведению печи следует только после полного созревания бетона и набора им достаточной прочности — на это обычно уходит около месяца.
Основа основ
Большинство преимуществ печей Кузнецова дает принцип свободного прохода газов. Поясним опять на примере.
Представим себе печь со сложной системой дымовых ходов: утермарковку, четырех-пяти оборотную голландку. В этом тесном лабиринте неизбежно будут возникать сильные завихрения. Слыхали, как печь гудит? Это лишь незначительное проявление бушующей в ней вихревой энергии. А взяться ей неоткуда, кроме как из закладки топлива. Если каналы достаточно длинные и узкие, то на первый взгляд ничего тут страшного нет: вихри, пока доберутся до трубы, рассеются, остывая, и все равно отдадут свою энергию телу печи, а оно – в помещение. Но на деле проявляются нюансы, о которых будет сказано далее в тексте. Из-за них КПД канальной печи свыше 60% – исключительная редкость.
В канальной печи, пока она топится, мечется огромный поток энергии, и на отопление или подогрев воды можно, не нарушая ее работы, взять лишь небольшую ее часть. Такая печь в чем-то похожа на ядерный реактор. Не пугайтесь, только по синергетике, т.е. по путям циркуляции энергии в ней. В ядерный реактор приходится закладывать топлива в десятки раз больше, чем необходимо для обеспечения проектного энерговыхода. Иначе нейтроны просто вылетят наружу, не успев встретить готовые их принять атомы урана. В канальной печи – горячие вихри, не успев остыть, вылетят в трубу или, наоборот, остынут сразу, дав дым и сажу.
А вот кузнецовки (о подробностях ниже) по синергетике уже ближе к термоядерным реакторам будущего. «Термояд» звучит страшновато, но это только по ассоциации с водородной бомбой. На самом деле теромядерные реакторы вполне безопасны.
Почему? Потому, что в них вырабатывается энергии ровно столько, сколько должно уйти потребителю, а технологический запас по мощности для разреженной плазмы нужен мизерный. Если вдруг камера токамака или стелларатора внезапно полностью разрушится, плазма полностью высветится (тяжелых-то атомов в ней нет) и остынет, прежде чем дойдет до стен помещения. Ремонтники выругаются – то ли дело в дежурке лясы точить – но уже через 5 мин. смогут притупить к ликвидации без защитных средств.
Так что же общего у печей Кузнецова с термоядерными реакторами? То, что энергия дымовых газов благодаря принципу свободного прохода не прокручивается много раз в потоке, пока не протолкнется в тело печи, а пропитывает его сразу же. И деться ей оттуда теперь некуда, кроме как в помещение и/или водогрейный регистр.
Принцип действия
Такой обогрев эффективен для помещений общей площадью до 60 м2, поэтому сама по себе конструкция печи отличается компактностью, не требует высокого дымохода и работает по схеме «автоматическая вьюшка».
Газы в таком дымоходе движутся по законам естественной конвекции, вольно и не ограничиваясь стенками каналов и задвижками. При этом не нагретый поток воздуха просто обтекает горячий воздух, а не выдувает его из печи.
Теплоотдача данной печи зависит от типа конструкции и вида топлива, которое используется.
В качестве примера можно рассмотреть печку с наружной стенкой в полкирпича с водогрейным коробом, духовкой и чугунной варочной панелью на две конфорки.
- Для увеличения теплоотдачи топливник перекрывается чугунной плитой. Теплоотдача зависит от толщины плиты, поэтому плиту желательно брать толщиной как можно больше. Над ней оборудуется варочная камера в нише со стальными дверцами. Духовка размещается сбоку от топливника;
- Установка отопительно-варочной печи проводится с расчетом на двойной режим работы: летний и зимний. При работе в летнем режиме печь используется как кухонная плита. При работе горячий газ идет под варочную панель, духовку, а далее – в дымовую трубу;
- В зимнем режиме работы горячий газ проходит через плиту и духовку, а далее поступает в верхнюю камеру через отопительные каналы, нагревая помещение, а уже потом удаляется в дымоход.
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.
Принцип действия
Кузнецов предложил новый принцип построения кирпичных печей. Во всех придуманных/сконструированных ранее моделях горячие газы движутся по каналам. Проходя по ним, они нагревают кирпич, сами охлаждаются. Движение возможно только при наличии тяги. При таком принудительном принципе действия прогрев корпуса неравномерный, а приводит это к образованию трещин. Большое количество кирпичей занимает практически все пространство, и теплообменник при необходимости поставить некуда. Только поместить его в топку, где он будет контактировать с пламенем, из-за чего срок службы его очень ограничен. К тому же расположенный в зоне горения теплообменник отнимает значительную часть тепловой энергии, ухудшая условия горения топлива, что снижает КПД печи и повышает количество сажи.
Одна из канальных печей внутри выглядит так
Кузнецов использует другой, принцип движения газов в печи — свободный. Печь состоит из колпаков — перевернутых вверх дном сосудов (с отверстием вверху или без — по-разному в разных моделях). Колпаки могут располагаться друг над другом или один за другим, но обязательно сообщаются между собой при помощи сухого шва — пространства в 2-3 см, незаполненного раствором или теплоизолятором, через который и переходят газы из одного колпака в другой.
Первый колпак и топка объединены в единое пространство. При таком устройстве происходит вот что. Самые горячие газы поднимаются верх. На некоторое время они вверху и остаются, где передают часть тепловой энергии стенам, сами остывают. По мере остывания они опускаются вниз, а на их место поднимаются более горячие. При таком построении движение воздушных масс происходит только за счет естественных физических процессов.
Принцип движения газов в колпаковых печах
Наглядно продемонстрировать процесс можно, если в перевернутый вверх дном стакан запустить струю дыма. Она поднимается вверх, достигает верха, затем остывшая часть дыма вдоль стенок опускается вниз. Приметно те же процессы, только гораздо более сложные, проходя и в печи.
На рисунке красными стрелками показана схема движения горячего воздуха в колпаковых печах. Синими стрелками показано движение холодного воздуха, попавшего в печь. Очевидно, что вверх он подниматься не будет, потому как весит больше, а пройдет понизу и почти не повлияет на общую температуру в колпаке, что продемонстрировано на рисунке справа.
Но одного колпака для эффективного отбора тепла недостаточно, потому большинство печей имеют два или три свода в зависимости от мощности. В них происходят практически те же процессы, что и в первом: более горячие газы находятся вверху, нагревая кладку, холодные проходят понизу и выходят в дымоход. В верхней зоне второго свода и размещается теплообменник или любое другое необходимое для каких-либо целей устройство. Никакого открытого огня, только горячие газы и очень эффективный теплосъем: постоянно протекают воздушные потоки высокой температуры. Причем никакого влияния на процессы горения нагрев теплоносителя, камней или воды в баке не оказывает: от топки они отделены кирпичной стенкой.
Один из вариантов колпаковой печи
Конструкция печей разной конфигурации и назначения разная, но «потребляют» они немного топлива и долго остаются горячими. Об этом говорят отзывы владельцев. Например, в доме из бруса сложена такая печь. При -25оС топят утром и вечером по 5 полешек (всего в сутки получается порядка 18 кг дров). В домике +25оС и утром не холодно. При температуре «за бортом» до -10оС топят один раз. Так что насчет эффективности вопросов нет. Если и есть вопросы, то по поводы выбора исполнителя. Ведь параметры ее работы зависят от того, насколько правильно и грамотно сложена печь. И быстро ее не сделаешь: средних размеров и без наворотов — это 2-3 недели работы. Вообще с отзывами о печах Кузнецова все просто: люди довольны. Удовольствие, конечно недешевое, но однозначно оно того стоит. Это утверждают все владельцы таких печей. Никаких сложностей в эксплуатации, экономичны и не капризны, очень долго отдают тепло, а греются быстро.
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.
- Полифункциональность, внушительный показатель эффективности.
- Довольно высокий КПД.
- Приятная «внешность», эстетичность.
- Простота в эксплуатации, отсутствие необходимости в регулярной чистке каналов.
- 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!
Какие материалы и инструменты используют?
Строительные работы будут невозможными без использования соответствующего инвентаря и необходимых материалов. До начала возведения конструкции нужно убедиться, что готовые составляющие имеются в наличии. Для колпаковой печи понадобится такой материал:
- кирпич красный и шамотный огнеупорный;
- лист гидроизоляции для фундамента;
- уголок металлический;
- набор для раствора (песок, глина, цемент);
- дверца топочная, прочистная, поддувальная;
- колосниковые решетки;
- поверхность для готовки (предположительно чугунная);
- духовой шкаф;
- дымоходные задвижки разных размеров;
- арматурные сетки.
Кроме этого, работа не будет обеспечена, если не обеспечить наличие следующих инструментов:
Для выполнения работы нужно приобрести правило.
- разноразмерные мастерки;
- строительный уровень и правило;
- рулетка для замеров;
- молоток кирка;
- инвентарь для расшивки швов;
- лопаты;
- емкость для замеса раствора;
- швабра и тряпки.
Необходимые материалы
Перед началом строительства, необходимо купить все требуемые материалы и подготовить необходимые инструменты, что бы ни приостанавливать постройку.
Огнеупорный кирпич
Материалы для строительства печи:
- огнеупорный кирпич – для строительства топки;
- мастика огнеупорная – для топки;
- керамический кирпич (марка минимум м150);
- цемент, песок и глина – для создания основания и кирпичной кладки;
- деревянный материал – для опалубки;
- бруски из дерева 50х50 – устанавливаются по углам для ровной кладки;
- металлические уголки, арматура, проволока, пластины;
- специальная фольга на основание;
Инструменты для строительства “Кузнецовки”:
- дрель с венчиком для замешивания раствора;
- лопата совковая и штыковая;
- мастерок;
- большая или маленькая болгарка;
- большой строительный уровень;
- рулетка;
- молоток каменщика;
- ёмкость для раствора;
- пила (ручная или электропила).
Так будет выглядеть минимальный набор инструмента, без которого не удастся добиться нужного результата.
Для обустройства кирпичной «кузнецовки» для дома или бани, прежде всего, следует подготовить рабочие чертежи и порядовки. Сам автор разработал свыше сотни различных печей с пошаговыми инструкциями по их строительству.
Порядовка печи – это полное руководство, которое наглядно объясняет правильность кладки каждого отдельного ряда в предусмотренной последовательности. Начинающим мастерам рекомендуется строго соблюдать порядовки печей Кузнецова, что позволит построить надежную и долговечную конструкцию.
Для проведения строительных работ необходимо подготовить основные материалы и рабочий инструментарий:
- красный огнестойкий кирпич полнотелый;
- кирпич шамотный;
- огнестойкую глину средней фракции;
- песок горный (в два раза больше объема глины);
- проволоку стальную;
- уголок металлический;
- конструктивные элементы: дверки для поддувала, топки, решетку для колосника, задвижку, плиту для очага.
Печи Кузнецова своими руками имеют свои тонкости возведения, поэтому перед началом работ должна быть тщательно изучена схема кладки устройства.
Достоинства купольных печей
Этот принцип использован во множестве печей различного назначения. Колпаков может быть несколько, они могут иметь симметричное или несимметричное строение, располагаться рядом (горизонтально) или один над другим (часто используют этот вариант для экономии места). Такая особенность дает возможность проектировать печи любого вида и конфигурации, под любые помещения и условия. При этом характеристики остаются высокими: КПД выше 80% для купольных печей Кузнецова почти норма.
Во второй колпак можно устанавливать любые устройства: варочную поверхность, теплообменник, каменку, водогрейный бак, хлебную печь и т.д. Модификаций много и все объединяет одно: высокая эффективность, экономичность, равномерное прогревание. Причем при вертикальном расположении колпаков низ греется более интенсивно, чем верх. Так что в помещении с такой печью находится комфортно.
Некоторые печи Кузнецова больше похожи на произведения искусства
Нужно отметить, что кирпича для строительства такой печи требуется намного меньше: больше пустого места внутри. Потому и печь прогревается быстрее. Но, что характерно, она не остывает быстрее. Происходит все с точностью до «наоборот»: купольные печи Кузнецова дают гораздо меньшие суточные колебания температуры, чем более массивные аналоги с большим количеством каналов. А все потому, что в колпаках остается самая горячая часть газов, а вниз оседает и отводится из печи самая холодная. Остывает печь, таким образом, медленнее.
Из-за того, что отсутствуют или почти отсутствуют узкие каналы, колпаковая печь имеет меньшее сопротивление воздушному потоку, так что дымоходы имеют меньшую длину. Потому и строить ее проще, и фундамент нужен не такой массивный, хотя нужен обязательно.
Печной комплекс, построенный по принципу колпаковых печей
После растопки и выхода на рабочий режим регулировать работу печи со свободным движением газов не нужно. Процесс получается саморегулирующийся. Если топливо разгорается очень сильно, количество горячих газов верху увеличивается и выжимает более холодные во второй колпак. А более холодные — это в том числе и поступающий из поддувала воздух. При недостатке воздуха пламя притухает, горячих газов становится меньше, они поднимаются выше вверх и снизу поступает большее количество воздуха. Горение снова активизируется. Потому задвижки в двухколпаковых печах Кузнецова хоть и есть, но используются они крайне редко, преимущественно для нестандартных режимов.
Еще один печной комплекс
Автоматическая регуляция процесса горения приводит к практически полному сгоранию любого топлива. То есть такая печь всеядна и не особо требовательна к кондициям топлива. При использовании влажного топлива она дольше выходит на нормальный режим, но затем процесс стабилизируется и образовавшаяся сажа выгорает. Это, кстати, еще один плюс купольных печей: чистить их нужно очень редко, так как и золы остается мало, и сажа сгорает.
Недостатки
Наиболее существенным недостатком металлических печей является невозможность стен конструкции «дышать». В отличие от металлической, печь из кирпича вбирает в себя влагу из окружающего пространства, а по мере прогрева в ходе работы, отдает ее. А это значит, что в строении с печным отоплением на основе каменной печи уровень относительной влажности поддерживается самостоятельно в пределах оптимальных для здоровья человека норм. Безусловно, облицованная кирпичом металлическая печь сможет слегка «дышать», однако, эффект от подобного обмена влагой будет очень незначительным. Кроме этого, облицованная кирпичом базальтом, гипсокартоном или камнем печь потеряет присущую ей прочность, а о мобильности подобной конструкции вовсе не стоит говорить.
Металлическая печь, в сравнении со своим кирпичным аналогом, обладает меньшей теплоемкостью, в результате чего, по истечении 2-3 часов после окончания горения ее корпус полностью остынет. Для поддержания в отапливаемом помещении необходимого температурного режима, печь из металла необходимо постоянно топить. Если подобная печь установлена в жилом помещении, постоянное горение топлива повышает вероятность возникновения опасного для жизни и здоровья человека угарного газа. Более того, в ходе своей работы печь из металла может раскаляться до красного цвета стен конструкции. Согласитесь, что это повышает вероятность получения травмы и может привести к пожару. Именно по этой причине, сотрудники МЧС соглашаются сертифицировать металлические печи собственного изготовления только для обогрева площадей нежилых изолированных помещений.
И, наконец, самый главный недостаток изготовленных из металла печей. Металлические печи, в сравнении с их кирпичными аналогами, обладают очень коротким сроком службы. Дело в том, что металл проявляет несколько большую химическую активность, чем керамика. А при воздействии повышенной температуры активность увеличивается в несколько раз, что приводит к коррозии стен конструкции. Как правило, металлические печи не служат более 20 лет. Однако, тут необходимо отметить, что небольшой срок службы металлической печи компенсируется в ходе экономии средств на приобретение топлива, а также возможностью замены устройства обогрева без ремонтных работ, которых не избежать при замене каменной печи.
Виды колпаковых печей
И.В. Кузнецов разработал более полутора сотен моделей печей, которые могут использоваться для самых разных целей.
При этом их конфигурация и размеры могут варьироваться в зависимости от расположения колпаков. Обычно, в целях экономии площади занимаемой печью, колпаки располагаются вертикально. Друг над другом. Но могут быть расположены горизонтально. В этом случае печь получается низкой, но длинной.
Впервые столкнувшись с печами Кузнецова на его сайте, печники-любители путаются в маркировке печей, не зная, какую конструкцию выбрать для конкретных целей.
Система маркировки Кузнецовым своих печей не представляет сложности:
- ИОК – чисто отопительная печь ;
- ОВИК – отопительная-варочная без использования шамотного кирпича ;
- ОВИК БК – отопительно-варочная с боковым камином ;
- ОВИК ЗК – отопительно-варочная с задним камином ;
- ОВИК Л – отопительно-варочная с лежанкой ;
- Буква « Д » добавляется в индекс маркировки при наличии духовки ;
- ПКИК 1 К – печи со встроенным калорифером ;
- БИК – банные печи ;
- РТИК – колпаковые русские печи.
Ориентируясь на маркировку, можно выбрать необходимый тип печи. Достоинством любого проекта печей Кузнецова является то, что для каждого из видов существует несколько размеров с различной производительностью теплоотдачи. И каждый проект дается в привязке к планировке и площади отапливаемого помещения. Поэтому нет необходимости производить самостоятельные довольно сложные расчеты , чтобы остановить выбор на том или ином варианте.
Порядок изготовления
Необходимые инструменты
Двухколпаковые отопительные печи сильно отличаются от традиционных конструкций, которые использовались нашими предками. Не вдаваясь в тонкости нужно отметить, что для их конструирования не нужно привлекать квалифицированного печника, цена на услуги которого очень высока.
Все работы можно выполнить и самостоятельно, достаточно иметь лишь начальные навыки обращения с кирпичами, строительным раствором и мастерком.
Перед тем как начинать работу, следует приготовить такие инструменты:
кельму, которая понадобится для кладки кирпичей;
Используемые материалы
Размеры печи зависят от площади вашего дачного домика. Как правило, небольшой конструкции достаточно для обеспечения приемлемой температуры в комнате, площадь которой не превышает 50 кв. метров. В противном случае целесообразно выбрать более эффективную систему обогрева.
Чтобы построить печь, нужно запастись достаточным количеством кирпича (около 300 штук). Он должен быть огнеупорным, иначе может потрескаться от воздействия высокой температуры.
Также необходима глина, которая используется для кладки печей. Кроме того, позаботьтесь о наличии песка, без которого невозможно приготовить качественный строительный раствор.
В строительном магазине следует заранее приобрести такие элементы конструкции (их невозможно или очень сложно изготовить самостоятельно):
- уголки и стальные полосы – они пригодятся для обустройства перекрытий на различных уровнях кладки;
- водогрейный и сушильный короба – их размеры зависят от выбранных вами габаритов печи;
- задвижки и дверцы – являются элементами топки и предохраняют помещение от возгорания;
- варочная поверхность – ее конструкцию можно выбрать в зависимости от личных предпочтений.
Кладка печи
Перед описанием процесса конструирования печи следует отметить, что при строительстве дачного домика нужно заранее предусмотреть обустройство фундамента для нее. Иначе конструкция будет ненадежной. А отливка основания после настила чистового пола будет либо невозможной, либо слишком затратной.
Работа производится в такой последовательности:
- Выкладывается первый и второй ряд. Они послужат основанием, поэтому не рекомендуется использовать битые камни. В крайнем случае, ими можно забутить середину. Тем более что битый кирпич по краям кладки испортит внешний вид конструкции.
Что еще следует знать
Топочная камера соединяется с колпаком вертикальной щелью, которую называют сухим швом. Необходимость в таком конструктивном решении вызвана движущимися в обоих отсеках конвекционными потоками. Часть дымного газа, содержащая большое количество пара, затягивается в топочную камеру для повторного цикла, что улучшает сгорание летучих частиц и вызывает турбулентность.
Поддувало заполняется воздухом не только через колосник, но и сверху, посредством полостей в стенках. Опять же это требуется для полного сгорания летучих частиц, ведь воздух, поступивший через колосник, при достижении верхней части факела практически не содержит кислорода.
Над топочной камерой располагается решетка из огнеупорного кирпича, именуемая катализатором. Она разогревается до высоких температур и как бы дожигает все, что остается после неполного сгорания топлива.
Особенности кладки: материалы и рекомендации
Для кладки корпуса и дымохода использовать рекомендовано обычный глиняный полнотелый кирпич. Марка М150 и выше, размер 250*120*65 мм. Рассчитать количество кирпича для печей Кузнецова несложно: нужно количество рядов выбранной вами модели умножить на 0,8. Этого количества хватит на кладку корпуса (с учетом боя и отбраковки). Для дымохода считать нужно отдельно. Схема расчета чуть другая: вы знаете сколько кирпичей на один ряд, умножаете на количество рядов (у каждого разное в зависимости от габаритов печи и высоты здания), добавляете 10% на бой и получаете искомое число.
Для шамотного ядра (если есть) рекомендован Ш-5 (230*114*40 мм) или ШБ-8 (250*123*65 мм). Его количество считается по схеме поштучно. Ядро в печах Кузнецова несвязное с корпусом, то есть, между ними нет общих точек соприкосновения. Между двумя параллельными стенками, корпуса и шамотного ядра, должна оставаться щель в 5-6 мм. Чтобы ее проще было выдержать, можно готовое ядро (обычно его кладут вначале) обернуть обычным упаковочным картоном соответствующей толщины. Вместо этого для лучшей теплоизоляции топки можно проложить теплоизолятор, базальтовый картон, например.
Барбекю тоже строить можно по принципу колпаковых печей
По высоте ряды кладки из керамического кирпича не совпадают с высотой рядов шамота. Их не нужно подгонять один под другой
Важно выдерживать вертикальность и горизонтальность, отслеживать угла, а также рекомендованную ширину шва. И тогда все будет так, как нужно
В реалии габариты керамических кирпичей отличаются от стандарта 250*120*65 мм. Если отклонения некритичные, откорректировать их можно швом. Потому и при расчетах печей и их высоты берут высоту кирпича со швом. Она должна быть 70 мм. Но делать шов более 7 мм нельзя, так что ищите кирпич подходящего качества и размера.
Сверху, в местах, где заканчивается кладка шамота, есть компенсационные зазоры, которые учитывают разные коэффициенты расширения материалов. Их соблюдать обязательно: расширение у шамотного кирпича больше, чем у керамического и если такого зазора не будет, ядро через некоторое время разобьет находящуюся сверху кладку из-за того, что расширяется сильнее.
Вырезка из порядовки печи Кузнецова с меткой
Величину зазора нужно высчитывать по отметкам на порядовке. На чертежах нанесена метка высоты последнего ряда шамота. Высоту стенки из керамического кирпича считаете сами: кол-во рядов умножаете на высоту ряда со швом (70мм) и получаете искомую величину. Она должна быть больше высоты шамота на 10-15 мм. Вот этот зазор и является компенсационным и он должен присутствовать. Образовавшуюся пустоту закладывают каменной базальтовой ватой (не стекловатой, а той, которая имеет температуру использования выше 1200оС).
Если внутри есть столбики и внутренние стенки (толщина обычно в четверть), кирпич в них можно класть плашмя или на ребро. Разницы нет, делайте как удобнее. Есть места в чертежах, где в одном ряду находится кирпич, поставленный плашмя и на ребро. В этом случае его нужно погонять под размер (пилить).
В местах установки печного литья также есть нюансы. На чертежах над дверцей топки из-за особенностей программы изображен керамический кирпич, но ставить там нужно шамот на ребро. При перепаде высот, пустоты заполняются вырезанными пластинами из шамота. Между металлическими частями и кладкой остается зазор в 5 мм — снова-таки из-за разных температурных расширений. В этот зазор укладывают подходящий теплоизолятор (с температурой эксплуатации от 1200оС).
Для теплоизоляции печного литья раньше использовали асбестовый шнур. Теперь рекомендуют базальтовую вату или картон
Теперь о растворе: для кладки корпуса (из керамического кирпича) используют глиняный или глиняно-песчаный раствор. Для кладки огнеупорного шамота используют покупные составы (огнеупорные мастики). Кузнецов перед кладкой мочить кирпич не рекомендует. Если и нужно это делать то только со вторичным сырьем. Сразу после завершения печь нужно просушить, даже в том случае, если сразу вводить ее в эксплуатацию не будете. Если этого не сделать, в последствии при нескольких первых топках будет присутствовать запах угара.
Как соорудить печь при помощи схемы порядовки своими руками
1. 1-й и 2-й ряды выкладывают из красного кирпича. При этом важно помнить, что любая печь сооружается только с использованием глиняных растворов, цемент здесь неуместен. При желании днище «кузнецовки» можно сделать и толще — это пойдёт только на пользу теплоизоляции её нижней части.
Укладку первого ряда ведут всплошную
2. Начиная со второго ряда выводят каналы дымохода и монтируют поддувало. В передней и правой боковой стенке устанавливают дверцы для чистки печи. Важно выставить их рамки по уровню или отвесу, иначе сооружение будет выглядеть неопрятно. Крепление металлических элементов производится при помощи стальной проволоки (лучше оцинкованной), уложенной в кладку. Поскольку металл и кирпич имеют различный коэффициент теплового расширения, то при эксплуатации печи швы, примыкающие к чугунным элементам, будут растрескиваться. Чтобы компенсировать смещение конструкций при нагревании, между печным литьём и кирпичными стенками укладывают слой асбеста или базальтовой ваты толщиной 5–6 мм.
Один из способов обустройства компенсационных швов
3. Ряд №4 должен перекрыть дверцу поддувала. В качестве опоры для верхних кирпичей используют перекладину из металлического уголка, уложенную на боковые стенки проёма.
При строительстве печей толщина кирпичных швов должна быть больше, чем при возведении других конструкционных сооружений. Это связано с необходимостью компенсации теплового расширения частей отопительного агрегата, которые имеют различную температуру.
4. Начиная с 5-го ряда выполняют огнеупорную футеровку рабочей зоны шамотным кирпичом, поставленным на ребро. Для его кладки лучше использовать не обычную глину, а шамотную — она не будет выгорать под воздействием высокой температуры. На этом же этапе устанавливают и колосниковую решётку. Здесь же придётся и выполнить первый сухой шов — на порядовке он обозначается синим цветом. Для этого после выкладки шамота в строго отведённых местах глиняный раствор из кладки изымается, а образовавшийся зазор заполняется прокладками из каолинового, базальтового либо другого минерального картона.
Высокотемпературная зона выкладывается шамотным кирпичом
5. 6-й ряд примечателен установкой топочной дверцы. Если эстетическая сторона для вас не менее важна функциональности, то лучше взять оригинальную печную чугунину, которую сейчас в большом количестве можно найти в строительных магазинах.
Монтаж топочной дверцы
6. Аналогично перекрытию поддувала, на 9 ряду закрывают топочный проём, продолжая возведение внутренних каналов печи. Нелишне будет ещё раз напомнить о необходимости проверки ровности кладки пузырьковым уровнем.
7. На уровне 12 и 13 ряда во внутреннем пространстве печи сооружаются столбики катализатора.
8. 17-м и 18-м рядом перекрывается нижний колпак отопительного агрегата.
Вспомогательные шнуры, натянутые по углам сооружения, помогут справиться с задачей начинающему печнику
9. Начиная с 19-го ряда возводится верхний колпак с внутренними теплообменными каналами. Здесь же устанавливаются и четыре дверцы для их чистки.
10. Обязательно обратите внимание на задвижку дымового канала, установленную в 28 ряду. Она понадобится для того, чтобы печь не остывала в период между топками.
11. 29-м и 30-м рядом формируют свод верхнего купола, а начиная с 31 возводят дымоход.
Может с первого раза такая красавица у вас и не получится, тем не менее, всегда есть к чему стремиться
После того как печь будет сложена, проводят первую растопку. Не следует сразу же загружать топливник по полной — агрегат должен нагреваться неспешно, иначе не миновать появления трещин в кладочных швах. В первые минуты испытательного запуска печь может немного коптить, пока полностью не прогреется её внутренний объём. В дальнейшем выбросы дыма из топливника и поддувала недопустимы, и если они появляются, значит, нарушена технология строительства. После прогрева и обжига печи проверяют её работоспособность в различных режимах, а также обследуют наружные элементы на предмет их герметичности.
Особенности печей Кузнецова
Кроме высокой эффективности, эти устройства отличаются следующими преимуществами:
- Простая чистка — из-за значительных температур в топочной камере сгорает даже зола, снижая количество необходимых операций по уборке.
- Многофункциональность — кузнецовки часто оснащаются варочной плитой, духовым шкафом, котлом для нагрева воды.
- Конструкция позволяет строить печи различной формы, размеров, это обеспечивает их более удобное расположение в доме, а также расширяет выбор декоративного оформления приборов.
- Равномерный прогрев стен печи положительно сказывается на прочности кладки, поэтому кузнецовки отличаются долговечностью.
Постройка такой печи окажется вполне возможной для опытного мастера — если же опыта не хватает, рекомендуется обратиться для расчета чертежа к специалисту. При самостоятельной работе по готовой схеме требуется внимательно следовать рекомендациям, не изменяя порядовку выбранного проекта по своему усмотрению.
Кузнецовки: чертежи и их разнообразие
Благодаря основным принципам, используемым при конструировании, появилась возможность добавлять дополнительные функции без увеличения габаритных размеров печи. Основные плюсы и преимущества можно охарактеризовать следующим:
- прогрев и отдача тепла происходит равномерно, — нижняя часть печного агрегата нагрета так же, как и верхняя;
- размеры варочной панели могут быть различными, — нет жёсткой привязки с конструкцией;
- нагнетание жара в колпаковой конструкции ведет к полному сгоранию углеводородов, потому сажи и дыма практически не наблюдается;
- очень высокий КПД, вплоть до 95%;
- равномерный прогрев оберегает кирпич от растрескивания, а кладку от деформации;
- формы могут быть разнообразные, — печники с удовольствием помогают подобрать и разработать подходящую конструкцию;
- многие оснащают печки водными контурами для локального отопления своего дома.
Возможность конструировать различные формы и оснащать эти конструкции отопительными контурами позволило расширить их функционал.
Кузнецовка в разрезе
- Отопительные варианты, предусматривают узконаправленное применение для эффективного обогрева домов различных размеров и этажностей.
- Варочные варианты — используют минимальное количество дров для быстрого приготовления полноценного обеда или ужина.
- Банные конструкции отличаются высоким КПД, быстротой нагрева помывочных помещений, а также согрева воды.
- Печи-камины, барбекю, грили и коптильни – могут найти своё отражение в печах этого типа.
- Комбинированные варианты, — возможность соединить многочисленные функции в одном месте.
Что понадобится для строительства
Сразу отметим, что для строительства печи лучше не брать кирпич, бывший в употреблении. Постоянные температурные перепады и так являются не самыми подходящими условиями для его эксплуатации, а если взять материал с усталостными напряжениями, то не исключено, что через пару-тройку лет стенки печи начнут попросту рассыпаться в труху. Итак, что понадобится подготовить для реализации нашего проекта:
- полнотелый кирпич из красной глины M 150 в количестве 754 шт. – для кладки корпуса отопительного прибора и дымохода;
- песок, 150 кг;
- глина мелкой фракции, 130 кг;
- кирпич огнеупорный — 63 шт., который понадобится для обустройства ядра печи; В продаже чаще всего встречается шамотный кирпич марок Ш-5 и ШБ-8. В нашем случае лучше взять последний, поскольку его габариты полностью соответствуют размерам красного кирпича.
- поддувальная дверца, 1 шт.;
- топочная дверца, 1 шт;
- дверцы для прочистки каналов, 6 шт;
- колосниковая решётка, 1 шт (минимальный размер 250х375 мм, который можно набрать из отдельных колосников);
- стальная проволока для перевязки рядов;
- металлический уголок;
- задвижка дымохода, 1 шт;
- асбестовый шнур или базальтовый уплотнитель — для герметизации мест установки чугунного литья.
Если вы когда-либо выполняли кирпичную кладку, то должны знать, что для этого понадобится:
- кельма (мастерок);
- ёмкость для приготовления раствора;
- строительный уровень;
- отвес и шнур;
- молоток каменщика;
- миксер для перемешивания смеси (можно воспользоваться насадкой для электродрели или готовить раствор вручную);
- рулетка;
- карандаш.
Если в процессе строительства потребуется подрезка кирпича для лицевой стороны печи, то эту работу лучше выполнять при помощи болгарки с установленным отрезным диском для камня и бетона.
Дата: 25 сентября 2021
Практические шаги
В настоящей статье мы затронем только основы практической кладки. Помочь разобраться в вопросе более детально позволит знакомство с видео, которые в избытке имеются в интернете.
Например, здесь:
Если вы хотите разобраться в вопросе всесторонне и приступить к работе «во всеоружии», рекомендуем приобрести какой-либо учебник по кладке печей. Например, Симаков В.Г. «Печи, камины, барбекю». Москва, ЭКСМО, 2011 год.
На сайте И.В.Кузнецова, в разделе колпаковые печи, чертежи (именуемые порядовками) на печи любого назначения, мощности и комплектации доступны для ознакомления и скачивания без ограничений.
Материалы
Если вы планируете класть печь по одному из существующих проектов, то вам следует получить на неё два документа: спецификацию, в которой перечислены все необходимые материалы в варианте: название материала / марка/ потребное количество/ средняя цена на рынке. Последний пункт требуется уточнять на дату принятия решения о кладке печи.
Как правило, независимо от выбранного варианта будущей колпаковой печи, для её возведения потребуется приобрести:
- Мастику огнеупорную (специальная сухая смесь для кладки шамотного кирпича);
- Огнеупорный кирпич (шамотный);
- Керамический одинарный полнотелый кирпич (от М150 и выше);
- Материалы для приготовления кладочных растворов: цемент, глина, песок;
- Фанера многослойная листовая для опалубки;
- Лист стальной для пола перед топочной дверцей;
- Арматура и армирующая проволока;
- Уголок стальной;
- Брус строганый деревянный;
- Печная фурнитура (задвижки, дверки, вьюшки);
- Фольга металлизированная;
- Варочная панель (если плита отопительно-варочная);
- Решётка колосниковая.
Инструмент
Чтобы иметь возможность выполнить любую технологическую операцию в процессе изготовления кирпичной колпаковой печи мастеру потребуется:
- Электродрель со специальной насадкой, либо миксер строительный;
- Пила дисковая;
- Болгарка ;
- Кусачки и плоскогубцы;
- Кельмы (мастерок);
- Лопата совковая;
- Уровень (лучше лазерный).
У профессионального печника этот перечень значительно длиннее. Здесь перечислен только основной инструмент.
В идеале кладкой печи следует озаботиться на стадии строительства дома. Это гораздо проще, дешевле и эффективнее.
Однако современные технологии позволяют вписать печь в готовый дом. Подобная работа требует больше времени и расходов, а также проведения дополнительных расчётов.
В заключение настоящей статьи предлагаем вам фотоотчёт о кладке двухколпаковой отопительно-варочной печи Кузнецова. С приложением порядовок и вертикальных разрезов.
Удачной работы!
Онлайн консультация