Печи Кузнецова: печь с водяным отоплением для частного дома

Кирпичные печи Кузнецова давно на слуху. В отличие от обыкновенного агрегата, особенностью данной кирпичной печи стал высокий КПД – 93-95%. Увеличение вызвано применением в установке особой системы выходных газов, которые при сгорании топлива не покидают топку по каналам, а остаются внутри особого колпака, отдавая тепло.

При этом способность тяги не уменьшается, загазованности нет. Впервые теорию разработали академики В.Е. Грум-Грижайло и И.С. Подгородников, а воплотил идею в материальное доказательство Игорь Кузнецов, чьё имя и носят агрегаты. Стоит подробно рассмотреть достоинства таких агрегатов, если владельцы желают сделать собственный дом комфортным и традиционно русским.

Недостатки кирпичных печей

Как бы парадоксально это ни звучало, но любая кирпичная печь имеет два недостатка: горение и большую температуру дымовых газов. Естественно, без этих составляющих работа печей была бы невозможна, однако, именно эти два показателя снижают КПД обыкновенного кирпичного агрегата, выстроенного предками. Подробнее:

Возникающие в процессе горения продукты, это СО и Н2О. В результате образования даже небольшого количества, эти вещества в большей степени препятствуют нормальному полному сгоранию дров или угля. При этом чистая температура, использующаяся на обогрев помещения и воды, значительно снижается, топлива требуется больше.

Из первого пункта вытекает – нужное количество тепла, требует увеличение топлива, которое, в свою очередь, влечёт больший прогрев дымовых газов. Они покидают печь и, следовательно, уносят произведённые калории с собой. Приходится снова «кормить» агрегат, чтобы сохранять комфорт внутри.

Как минимум возрастает потребность в чистке газоходов. И как итог: большой расход топлива и при этом низкий КПД. Что предлагает колпаковая печь Кузнецова из кирпича? Конструкция усовершенствована специальной кирпичной кладкой, в форме ёмкости, с выходом газов в нижней части. При этом:

• Газы при горении расслаиваются на горячие и менее прогретые. По закону физики, наибольшая температура устремляется вверх, задерживаясь в колпаке, а холодные продукты выходят по каналу внизу печи.
• Так как колпак расположен в непосредственной близости от топки, то оставшиеся дымовые газы догорают прямо в нём, отдавая свою температуру стенкам и встроенному нагревательному элементу с носителем.

Объёмные печи по этому методу имеют несколько колпаков сгорания, что позволяет использовать агрегат в домах больше одного этажа. Горячие дымовые газы задержатся в них до тех пор, пока не отдадут всё тепло. Выгода естественна – сохранение топлива и увеличение КПД.

Устройство оригинальной печи Кузнецова с водяным котлом

Принципиальная схема, которую представляет собой печь Кузнецова для деревянного дома, проста:

1. Топка.
2. Сухая кладка, закрывающая теплообменник от непосредственного взаимодействия с пламенем.
3. Колпак с водяным котлом.
4. Верхний колпак.
5. Дымоход.

Снаружи, над нижним колпаком устраивается варочная панель. Её следует сделать цельной, без конфорок. Иначе большое количество швов может стать выходом для продуктов сгорания. Над вторым колпаком устраивается другая полезная площадь или даже лежанка – в старину, теплом печи поднимали больных и немощных.

Самостоятельная кладка печи Кузнецова с отопительным котлом

Несмотря на сложность работы, в отличие от возведения простой отопительной системы, сложить печи Кузнецова с водяным отоплением своими руками вполне возможно. Важно лишь скрупулезно следовать инструкции. Итак, работа делится на несколько этапов.

Сборка отопительного котла

Затем секции соединяют, используя в качестве герметизации асбест-шнур, предварительно вымоченный в олифе. Его наматывают на соединения и осторожно сбивают конструкцию вместе с чугунными ниппелями. Оставляют свободными отверстия, с одной стороны – верхнее и нижнее. Туда будут проведены трубы подачи-обратки. Таким образом, теплообменник для печи готов.

Кладка печи

Процесс начинается с фундамента. Его устраивают на платформе дома, а не на досках пола – во-первых, это небезопасно, во-вторых, вес даже небольшой печи способен проломить лаги. Особенности фундамента для печи Кузнецова с водяным отоплением есть:

Он не должен быть связан с общим основанием дома. Это особенно важно, если объект ещё не дал окончательной усадки. То есть устанавливать его нужно на грунт, с соблюдением всех требований к любой платформе – амортизация, армирование, опалубка, заливка.

Если решено печь примкнуть к стене, то зазор между фундаментом агрегата и ней, должен быть всё равно. Его впоследствии засыпают песком.

Глубина котлована должна быть соразмерна уровню промерзания. Ширина будущего фундамента должна быть на 10-15 см больше с каждой стороны.

После застывания бетонного основания, его гидроизолируют битумом или рубероидом – накапливание влаги бетоном, вполне возможно, что впоследствии повлечёт за собой разрушение всей печи.

Далее кладка. Для начинающих печников важно иметь порядовку – инструкцию с указанием числа рядов и элементов, соответствующих этому. Особенности кладки в следующем:

• Первый ряд кирпичей кладётся на сухую, без использования раствора. Дно печи должно быть толстым, поэтому не ограничиваются одним рядом – 2-3 будет достаточно.
• Затем очередь зольника. Сразу к нему привешивают дверку. Следует заранее приобрести все чугунные комплектующие. Лучше сделать несколько ходов для чисток.

Следующий ряд – топочная камера. Делать её большой нецелесообразно, потребуется большое заполнение топливом, что скажется на перегреве печи и преждевременном выходе её из строя.

На 10-м ряду выполняется кладка под варочную плиту, а спустя ещё два ряда кирпичей, выкладывается первый колпак. Чтобы устойчивость всех элементов не вызывала тревоги, для «подвешенных» конструкций используют стальные уголки. Их толщина мала и никак не скажется перекосом.

Под первый колпак помещают изготовленный чугунный котёл, закрывая его перегородкой из кирпича. Она не должна быть герметичной – два ряда кирпичей создадут необходимый зазор. Сразу делают отверстия под присоединение отопительной разводки.

После 18 ряда от фундамента устраивают второй колпак, следя за тем, чтобы они соединились общим дымовым каналом. Обязательно использовать в работе уровень и шнур-причалку – так конструкция получится ровной изнутри и снаружи.

Когда тело печи готово, выводят дымоход. Для этого в кровле приготавливают место, заранее убирая покрытие и укрепляя стропильную систему. Длина общего канала должна быть выше конька кровли на 0,5 м, так хорошая тяга будет обеспечена.

Сушка, облицовка и растопка

Преждевременная растопка грозит дефектами печи, которые исправить будет уже невозможно – швы разойдутся, колпаки деформируются. Всё это скажется на процессе горения – дымовые газы обязательно будут попадать в помещение.

Чтобы этого не произошло, сушку печи ведут естественным путём в течение нескольких месяцев или принудительно, сжигая мелкими порциями щепу. Второй способ длится не менее трёх недель.

Когда печь подготовлена к растопке, а внешний вид оставляет желать лучшего, её приводят в желаемое состояние. Вообще, поручая кладку агрегата специалисту, владелец сразу получает красивую модель с использованием закруглённых кирпичей.

Такой вид не требует декорирования. Если пришлось всё делать самостоятельно, то клинкерная плитка или изразцы представлены потребителю многочисленными видами.

Растопка ведётся медленно. Небольшие порции топлива увеличиваются постепенно. Когда печь Кузнецова с котлом водяного отопления разогрета до нужного состояния – это почувствуется набирающей температуру атмосферой, можно начать регулировку тяги. Делается это дверцей зольника или задвижками в дымоходе.

Как сделать Печь кузнецова с водяным отоплением дома своими руками: порядовка и схема +Видео

В этой статье расскажем об особенностях установки и работы кирпичных печей Кузнецова. Узнаете, какие виды данных печей существуют, почему в конструкции именно два колпака, и для какой цели они устанавливаются.

От чего зависит прочность кладки, какие материалы используются для порядовки печи Кузнецова.

Также, расскажем о типах теплообменников, используемых в кузнецовках.

Печи в домах

Истории создания

В истории создания домашних кирпичных печей , особенно известны мастера и разработчики Кузнецов И. В., Грум-Гржимайло, Подгородников И.С. Кузнецов является автором 150 разработок, которые были воплощены в реальность.

Дымоходы

Классические печи в домах в комплекте с варочными панелями, несмотря на отличия в конструкции, имеют одну особенность, которая их объединяет – естественная тяга дымоотвода.

Эта особенность имеет непосредственное влияние на эффективную работу печи. Без природной тяги, печь не сможет работать, даже современные котлы на твердом топливе нуждаются в этом.

Печь Кузнецова

Особенности конструкции

Но это не относится к кирпичной печи Кузнецова, ведь она сконструирована таким образом, что естественная тяга ей не нужна.

Важно! Главный секрет работы отопительной печи Кузнецова – в свободном перетекании газов, которые не нуждаются в дополнительной энергии.

В печи канальной или обычной, движение газов и воздуха продиктовано присутствием тяги в трубе дымохода.

Естественная тяга – внешний фактор, который действует исходя из:

• перепадов высоты между входом в отверстие печи ниже топки и верхним торцом трубы;
• показателей температур внешнего воздуха и продуктов горения;
• нагрузки ветром.

Учитывая эти нюансы, делаем выводы, что тяга есть даже тогда, когда печь не работает, только бы заслонка оставалась открытой. Во время функционирования печи тяга становится сильнее в несколько раз, а скорость циркуляции газов увеличивается.

Таким образом, в топку заходит большое количество воздушных масс, снижается температура горения, коэффициент сжигания топлива стает меньшим.

Роль заслонки

Сдерживая поступление воздуха при помощи заслонки, мы провоцируем процесс тления топлива при нехватке кислорода. Такой режим не самый оптимальный для получения энергии тепла из дров.

Добиться таких результатов в реальности сложно, а именно потому, что:

• благодаря открытой заслонке, накаленные газы начинают быстрое движение по каналам из кирпича, не успевая нагреть стенки;
• прикрытая заслонка способствует уменьшению скорости движения газов, но кирпич также не успевает вобрать в себя выделяющееся тепло и нагреть комнаты, часть энергии также покидает печь через дымоход.

Учитывая данные особенности, КПД практически всех печей не дотягивает и до 60%. Разработки Кузнецова позволили решить все эти проблемы. Коэффициент сжигания топлива сжигания топлива и расходование тепла, которое выделяется, достигают уровня около 80%.

Такие показатели имеют не все котлы на твердом топливе. Кузнецов И. В., разложил по полочкам основы создания печи, которые бы соответствовали принципам свободного движения газов.

Схема

Принцип работы на простом примере

Для того, чтобы вы могли представить принцип работы печи, рассмотрим элементарный пример. Попробуйте представить костер небольшого размера, который находится на улице. Доступ воздуха непрерывен, а температура горения низкая.

Тепло имеет возможность без определенного направления растекаться в разные стороны.

Если костер накрыть большой емкостью как колпаком, и оставить внутри промежуток, костер не потухнет, но сам процесс горения изменится.

Накаляясь, продукты горения поднимаются природным способом в верхнюю часть чана, препятствуют поступлению не контролированному потоку воздуха снаружи.

Лишь при условии отдачи тепла чану, газы будут проходить процесс охлаждения, опускаясь к проему, проникать наружу, давая место теплому потоку. При таких условиях, в область горения проникает то количество воздуха, которое необходимо для сжигания дров.

Продукты горения

Нагретые продукты горения не вытесняются охлажденным воздухом, до той поры пока не охладятся самостоятельно. Таким образом, процесс входит в стадию саморегуляции.

Особенность печей Кузнецова для дома в том, что их строительство происходит при использовании двух колпаков, а не одного. Они соединяются с помощью вертикального канала.

Данное усовершенствование применяется с целью передачи тепла от сжигания топлива в помещение. Горячие газы совершают путь вверх под купол 1-го колпака, и отдают тепло стенкам.

Таким образом, газы проходят процесс охлаждения и опускаются вниз под тяжестью своего веса и давления поднимающегося раскаленного потока из печи.

Метод деления потоков

Для улучшения данного процесса, Кузнецов разработал метод деления потока продуктов горения по температуре в начале алгоритма работы печи, а именно, вмиг за топливником.

С этой целью, внутренняя зона колпака изолируется от топки при помощи перегородки, которая не достигает свода. За счет этого раскаленный поток проникает в верхний участок.

В отопительных печах Кузнецова для газов с низкой температурой создан специальный сухой шов, который располагается в перемычке, имеет вид отверстия определенного размера.

Таким образом, под 1-м колпаком создастся устойчивое беспорядочное передвижение газов с одинаковым разделом по температурным показателям.

Результат такого процесса таков – в печь не попадает воздуха больше, чем нужно, поскольку его не пускают горячие газы под куполом и перегородкой. Таким образом, дрова сгорают полностью и оставляют отход по зонам.

В колпаке под номером 2, который расположен вверху процесс движения газов такой же. Продукты горения с низшей температурой двигаются внизу, раскаленные двигаются вверх под купол и остывая передают тепло стенкам из кирпича. После охлаждения газы опускаются впродоль отвесной перегородки, затем проникают в трубу дымохода.

Важно! В двух колпаках кирпичной печи Кузнецова есть неизменное давление продуктов горения. Именно давление способствует процессу естественно тяги, поэтому притяжение дымохода не требуется.

Виды печей Кузнецова

Порядовка печей Кузнецова подразделяется на следующие виды:

• печи для бани;
• котлы из кирпича для обогрева дома и воды;
• печи отопления;
• печи отопления с варочной поверхностью;
• печи для выпечки хлеба, тепличные, русские, калориферные.

Печи Кузнецова для бани

Особенности работы печей Кузнецова для бани неизменны – естественное движение газов через 2 колпака. Важно также то, что конструкция бани предусматривает наличие каменки, которую необходимо тщательно нагревать, дабы получить пар.

Кузнецов И. В. предложил использовать такую технологию работы печи, при которой заслонка их камня размещается в духовом шкафу из стали устойчивой к жару. Духовку размещают над самим топливником.

Кузнецов И.В., кроме разработки готовых печей, предлагает и способы правильной укладки печи своими руками. Рассказывает, как правильно сделать планировку в доме, чтобы подобрать правильный вариант установки печи отопления.

Также, существует выбор разработок печек малого размера, для отопления небольших бань, и огромных конструкция для нагревания воды.

Печь Кузнецова с водяным отоплением

Печи Кузнецова с водяным отоплением современного типа с присвоенной им серией КИК (котлы из кирпича) пользуются большой популярностью. По конструкции это котел с колпаком, который выкладывают из кирпича.

Он обладает высоким коэффициентом полезного действия – около 70 – 80%, и ничем не уступает печам схожего типа. Про то, каким образом можно этого достичь, мы рассказали выше.

В печь встраивают 1 – 2 регистра труб из стали, учитывая мощность. Готовые виды таких котлов различают по мощи – 17, 34 и 63 кВт.

Кузнецов предлагает к использованию печи с двумя контурами, которые используют для подогрева воды и других потребностей хозяев. Автор настаивает, для того, чтобы повысить экономичность и эффективность работы печь необходимо утеплять при помощи базальтового полотна.

Современные модели кирпичных печей Кузнецова с куполами оснащены по последнему слову технологий, что способствует догоранию газов до конца.

Для достижения этой цели, под купол второго колпака организовывают подачу второстепенного воздуха. Если в качестве топлива используют дрова хорошего качества, то печь такого типа будет работать как пиролизная.

Для того, чтобы соорудить колпаковую печь Кузнецова своими руками, вам необходимо проконсультироваться с профессионалами своего дела, изучить литературу и чертежи. Ведь, кажущаяся на первый взгляд простота обманчива.

Печь Кузнецова для отопления дома своими руками чистится довольно просто, ведь из-за предельно допустимых температур в топке дотлевает до конца даже зола, а это снижает частоту уборки.

Кузнецовка отличается многофункциональностью, ее часто оснащают варочной панелью, духовкой, котлом для воды. Конструкция дает возможность возводить печи разной формы и размеров, обеспечивать подходящее размещение в доме. К тому же украсить печь внешне можно на любой лад.

При установке отопительной печи Кузнецова, котел устанавливают над топкой в районе колпака № 1. Подогрев воды осуществляется при помощи горячих газов, которые обволакивают стенки из металла.

Кипяток поступает в радиатор через верхние трубы, а через нижние подается ледяная вода. Охлажденный воздух после нагрева во второй раз, поступает во второй колпак, таким образом, поддерживается теплоотдача печи.

Теплообменники в печи делятся на два вида:

• с одной камерой – отделение для воды плоской формы или в виде котла;
• трубчатый – вода в нем все время двигается по трубам, которые размещены параллельно.

Самым эффективным принято считать второй вид, а именно за счет малого объема труб, в которых происходит быстрый нагрев воды и продвижение ее по радиатору. Диаметр труб должен быть не менее 50 мм, в противном случае, вода закипит слишком быстро.

Размер печи Кузнецова с водяным отоплением зависит от того, сколько в ней колпаков, а также вспомогательных функций. В случае, если печь будет использоваться лишь в качестве отопления, хватит и небольшой отвесной конструкции размерами 1м х 1,2м х 2м.

Для успешной порядовки печи Кузнецова, необходимо обратить внимание на выбор материала.

Причиной этому служит высокая температура в топке, которая в разы превышает нормы.

Поэтому обычный кирпич для этой цели не подойдет. Лучшим выбором станет материал из шамотной глины, который способен выдерживать критично высокие температуры. Также, вам понадобится особая смесь для кладки.

Раствор для выкладки шамотного кирпича можно приготовить своими руками только в том случае, если у вас уже есть достаточный опыт и знания технологии. При неправильном приготовлении, даже с малейшими погрешностями, через определенное время кладка начнет растрескиваться и деформироваться.

Важно! Для наружных стен печи нет необходимости использовать с высоким уровнем огнеупорности, поскольку это лишь сократит срок эксплуатации устройства. Объясняется это тем, что при недополучении достаточного нагрева, данный кирпич начнет быстро рушиться.

Прочность кладки зависит от того, насколько равномерно будут прогреваться стены печи. Именно поэтому печки кузнецовки считаются самыми прочными. Если вы решили построить такую печь самостоятельно, следуйте рекомендациям и не изменяйте порядовку конструкции самовольно.