- Печи Кузнецова: виды, преимущества, порядовка и технология кладки своими руками
- Характеристики
- Чем объясняется высокая эффективность печей
- Материалы и инструменты
- Технология возведения
- Обустройство фундамента
- Кирпичная кладка
- Полезные советы и рекомендации
- Печь Кузнецова для бани своими руками
- Кирпичные банные печи Кузнецова
- Схема топки Кузнецова
- Виды печей
- Достоинства
- Как сделать печь Кузнецова для бани своими руками
- Чертеж и порядовка
- Простой вариант печи Кузнецова
- Какие материалы нужны
- Необходимые инструменты
- Подготовка фундамента
- Кирпичная кладка
- Возможные сложности
- Заключение
Печи Кузнецова: виды, преимущества, порядовка и технология кладки своими руками
Первая колпаковая печь Кузнецова была сооружена в 60-х годах прошлого столетия. Уникальная разработка принадлежит Игорю Кузнецову, основной деятельностью которого является конструирование и усовершенствование кирпичных печей для отопления.
Отопительные печи Кузнецова представляют собой эффективные и надежные конструкции, которые используют различный топливный материал.
В настоящее время изобретено свыше 150 видов печей, каждая из которых имеет высокий показатель КПД – от 80 до 94 %.
Характеристики
Колпаковые печи Кузнецова имеют ряд отличительных характеристик и преимуществ, которые выделяют их среди основных конкурентов на рынке отопительного оборудования для дома и бани.
Принцип работы подобного устройства достаточно прост: нижний уровень (ярус) и топливник представляют собой единую конструкцию – колпак, который предназначен для эффективного перемещения газов, образованных при сгорании топлива. При этом скопление легких газов осуществляется вверху колпака, а тяжелых – внизу. В середине сосредоточены газы, имеющие среднюю температуру нагрева.
«Кузнецовка» из кирпича предусматривает длительное удержание нагретого воздуха внутри колпака для эффективной аккумуляции тепла внутри помещения, а затем быстрый вывод отходов сгорания через дымоотводную трубу.
Особенностью печи является поддержание предельной температуры горения. Кроме того, печь Кузнецова обладает высоким КПД, который в несколько раз превышает аналогичный показатель у классической русской печи.
Конкретные преимущества подобных печей состоят в следующем:
- Высокий КПД – до 94 %.
- Высокий температурный режим сгорания топливного материала.
- Быстрая аккумуляция и длительное поддержание тепла.
- Низкий уровень осаждения сажи.
- Простота в уходе и неприхотливость.
- Незначительная материалоемкость при высокой тепловой отдаче.
- Возможность дополнительного встраивания контура для горячего водоснабжения.
- Повышенная тяга при небольших размерах дымоотводной трубы.
- Привлекательный дизайн и широкий выбор конструктивных форм. Усовершенствованный вариант – двухколпаковая печь Кузнецова, которая может быть сконструирована под любой тип помещения.
- Быстрое распределение тяги между каналами в автоматическом режиме.
По назначению и конструктивным особенностям «кузнецовки» можно разделить на несколько видов:
- Отопительные . Устройства предназначены для эффективного и безопасного обогрева помещений.
- Варочные . Используются для приготовления еды. Сюда относятся печи для выпечки хлеба и хлебобулочных изделий.
- Банные . Печь Кузнецова для бани разработана для одновременного обогрева основных банных помещений. Такие устройства обладают высокой теплоотдачей при минимальном потреблении топлива.
- Уличные . Печной комплекс, состоящий из гриля или барбекю, для приготовления еды на открытом воздухе.
- Каминные . Оборудование используется в качестве декоративного элемента интерьера или дополнительного варианта обогрева. Некоторые печи-камины оснащаются специальными лежаками для приятного проведения досуга.
Наиболее востребованными являются комплексные устройства, которые отличаются своей многозадачностью. Ярким примером является отопительно-варочная печь Кузнецова, которая предназначается как для обогрева жилых помещений, так и для приготовления еды.
Несмотря на свои функциональные особенности, все печки работают по одному принципу – эффективное распределение нагретых газов в колпаке на отдельные потоки.
Примечательно, что печные колпаки могут оснащаться дополнительным оборудованием – электрическими нагревателями, баками для горячего водоснабжения, паровыми генераторами, духовым шкафом и плитой.
Грамотно спроектированная и возведенная банная печь Кузнецова обеспечит надежное отопление во всех функциональных помещениях: парной, моечной, предбаннике, комнате отдыха. Кроме того, она позволит быстро подогреть воду, саккумулировать горячий пар и очистить воздух.
Чем объясняется высокая эффективность печей
Причины, по которым колпаковые печи являются настолько эффективными по сравнению с традиционными устройствами, следующие:
- Правильное распределение дымных газов по температуре нагрева за пределами топочного отделения.
- Большое количество колпаков способствует задержанию горячего газа и более эффективной аккумуляции тепла внутри устройства.
- Правильное расположение колпака способствует сдерживанию нагретых газов и поддержанию высокого температурного режима. Это приводит к сбору продуктов сгорания топлива в одном месте и снижению уровня образования сажи в дымоотводной трубе. По этой причине «кузнецовки» не требуют частой чистки от сажи.
- Теплообменник располагается в колпаке, поэтому не удерживает производимое печью тепло и не снижает уровень КПД.
Построить печь Кузнецова своими руками не так и просто, но все, что потребуется от мастера, – это следовать четкой пошаговой инструкции.
Материалы и инструменты
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.
Внимание! При желании вместо глины и песка можно приобрести готовую смесь для кладки, которая продается в специализированных магазинах. В ней соблюдены все нужные пропорции основных компонентов.
При покупке кирпича рекомендуется проверить материал на отсутствие брака и механических повреждений.
Печи Кузнецова своими руками имеют свои тонкости возведения, поэтому перед началом работ должна быть тщательно изучена схема кладки устройства.
Технология возведения
Возвести подобное устройство самостоятельно под силу даже новичкам, главное, чтобы соблюдалась технология строительства и рабочая схема.
Обустройство фундамента
Первый этап – возведение фундамента, который можно запланировать при строительстве дома или бани. В противном случае необходимо подготовить новое основание под печку.
Основание должно превышать размеры печи на 15 см по всему будущему периметру, что обеспечит высокую прочность и износостойкость готовой конструкции. Для обустройства фундамента стоит учесть следующее:
- Основание для печи не рекомендуется связывать с фундаментом дома или бани.
- При расположении печи вдоль стены фундамент должен быть удален от основного основания на 6 см, а расстояние между ними защищено песчаной прослойкой.
- Для защиты основания от повышенной влажности и грунтовых вод требуется обустройство надежной гидроизоляции – песчаная подушка на дне траншеи и рулонный рубероид поверх бетонного слоя.
- Для повышения прочности фундамент должен быть усилен специальным армирующим каркасом.
Кирпичная кладка
После полного застывания бетонного фундамента можно приступать к кирпичной кладке. Печь Кузнецова правильно выстраивается только в том случае, если соблюдается порядовка, предложенная изобретателем.
Перед началом кладки стоит продумать местоположение дымоотводной трубы внутри помещения и снаружи на крыше, что должно отвечать определенным требованиям. Напомним, что любая печь Кузнецова имеет готовые чертежи, в соответствии с которыми выполняются строительные работы.
- Для кладки первых двух рядов используется шамотный огнестойкий кирпич. Для соединения кирпичей готовится специальный кладочный раствор. Не рекомендуется использовать смесь, приготовленную для обустройства фундаментного основания. После завершения кладки 1-го ряда выполняется проверка углов, каждый из которых должен составлять 90 градусов. Со 2-го ряда начинается обустройство дымоотводных каналов.
- Чтобы улучшить тепловую отдачу устройства, рекомендуется установить 4 чистки для каналов – в задней части, в поддувало и по бокам. Размеры чисток выбираются в индивидуальном порядке. На этом этапе проверяется горизонтальность всех поверхностей при помощи уголка.
- Со 2-го ряда формируется зольник и поддувало. Эти рабочие камеры предусмотрены для чистки золы и создания необходимой тяги для горения. Кирпичная кладка выполняется в шахматном порядке со швом толщиной 6 мм. Для фиксации кирпичей используется раствор на основе огнеупорной глины.
- Далее устанавливаются перегородки для внутренних отделений, формируется стенка между поддувалом и рабочей частью печи. При укладке 5-го ряда выполняется установка колосника, толщина которого определяется по степени загрузке камеры топливом. При монтаже колосника соблюдаются технологические зазоры в 7 мм между решеткой для колосника и внешней стеной печки. Монтаж решетки выполняется под небольшим углом по отношению к дверке.
- Здесь же выполняется установка дверки для топки. При обустройстве камеры сгорания она дополнительно облицовывается шамотным кирпичом, который укладывается ребром. Это обеспечивает надежную защиту внешних стенок печи от воздействия высоких температур.
- До 16-го ряда кладка проводится аналогично предыдущим рядам. С 17-го ряда устанавливается колпак, после которого можно приступать к обустройству второй камеры, расположенной над первой. Она будет являться вторым колпаком. На этом этапе выполняется перекрытие колпака, а на 21-м ряду обустраиваются проходы, которые направлены вдоль внутренних стен по обе стороны.
- Работы проводятся в соответствии с предложенной порядовкой до 26-го ряда, после завершения которого верхняя часть колпака надежно закрывается кирпичной кладкой.
- Спустя 24 часа после завершения кладки можно выполнить тестовый запуск печи с добавлением небольшого количества топливного материала. Это позволит проверить готовую конструкцию на герметичность и отсутствие зазоров между кирпичами. При обнаружении даже незначительных недостатков они должны быть устранены незамедлительно.
Любая «кузнецовка» должна иметь плавающую топку, для обустройства которой выполняется особый шов.
Сухой шов в печах Кузнецова – это небольшой технологический зазор в крайнем углу, почти на дне топки. Он обеспечивает безопасное разделение газов в топке на холодные и горячие.
Этот процесс способствует беспрепятственному поднятию горячих газов в верхнюю часть колпака с последующим их охлаждением. Далее остывшие газы выводятся во второй колпак и через дымоотводную трубу наружу.
Полезные советы и рекомендации
- Первый колпак нельзя соединять с камерой сгорания. Это обусловлено тем, что топливный материал должен сгорать обособленно – для создания высокого температурного режима. Соединение колпака и топки допускается в классической русской печи с менее эффективной тягой.
- Каждый четный ряд кирпичной кладки следует фиксировать металлической проволокой для создания дополнительной прочности и устойчивости строения.
- После завершения кладки кирпич рекомендуется обработать защитным огнестойким составом.
- Декоративные и функциональные элементы печи из металла устанавливаются с учетом возможного расширения при нагревании. Расстояние между ними и кирпичной кладкой защищается специальной прокладкой.
- Первая топка устройства проводится при минимальных температурах с небольшим количеством топлива.
- При нагревании кирпич расширяется, поэтому внутренняя конструкция печи из огнеупорного материала должна быть сконструирована так, чтобы с каждой стороны имелись технологические зазоры.
Самую доступную конструкцию колпаковой печи Кузнецова можно возвести собственноручно. При планировании сложного и многофункционального устройства технология его возведения также может быть усложнена.
Источник статьи: http://sdelatbanyu.ru/pechi-i-dymokhody/pech-kuznecova.html
Печь Кузнецова для бани своими руками
Из существующих вариантов обогрева печь Кузнецова для бани можно считать наиболее удачным решением при любом размере помещения. В отличие от большинства существующих проектов с замысловатыми переплетением каналов и греющих поверхностей, банная печь Кузнецова выглядит достаточно просто и доступно для постройки своими руками. Правда, чтобы добиться от колпаковой печи кузнецовской схемы высоких показателей, мало качественно сложить кирпичную коробку печи, нужно еще как минимум понимать принцип ее работы.
Кирпичная печка Кузнецова занимает в бане минимум пространства
Кирпичные банные печи Кузнецова
По конструкции это классические дровяные топки с прямым сжиганием топлива на чугунных колосниках, основная часть тепла выделяется через фронтальную поверхность и боковые карманы, именуемые колпаками. Таких полостей может быть в печи одна или две. Устройство кирпичной печи для бани со встроенным колпаком было придумано довольно давно, Кузнецов лишь доработал принцип и придумал оригинальную схему.
В классическом варианте полость колпака находится рядом или сверху топки
Схема топки Кузнецова
Благодаря новациям Кузнецова удалось решить две довольно серьезные проблемы:
- Уменьшить габариты кирпичной печи, что позволило устанавливать ее даже в небольших парилках бани;
- Добиться полного сгорания дров при минимальном количестве выделяющейся сажи и водного конденсата.
Важно! В целом кирпичная коробка получается компактной и легкой, поэтому очень часто кирпичная печь Кузнецова для бани ставится на простой бутовый фундамент или даже на деревянные полы.
В среднем высота печи Кузнецова с учетом полости для каменки не превышает 110-120 см, ширина и длина в основании – 80х90 см. Это оптимальный вариант для парилки и обогрева бани. При таких габаритах взрослому человеку одинаково удобно управляться и с поливом засыпки в каменке, и с чисткой топки и подзольника.
Основным элементом печи Кузнецова является колпак. Большая часть горячих продуктов горения не выбрасывается через свод топки в трубу дымохода, а дополнительно попадает в боковую полость, где отдает тепло, охлаждается, и только после этого через дымовой канал выбрасывается вверх, на крышу.
Вспомогательная полость может применяться для монтажа теплообменника под горячую воду в бане
Виды печей
Колпак в качестве элемента системы каналов используется довольно давно. В разных вариантах исполнения, от кирпичного свода в печи до чугунной плиты или засыпки камнем. Наиболее простая банная колпаковая печь может иметь встроенный стальной или медный свод, существенно улучшающий условия для движения раскаленных газов.
Дополнительная полость может быть надстроена над топкой для лучшего подогрева камней или встроенного бака для воды.
Кирпичные банные печи Кузнецова отличаются от классических версий топок с колпаком по трем условиям:
- В конструкции колпака обязательно происходит дожигание несгоревших газов, поэтому кузнецовские печи для бани всегда имеют высокую, слишком вытянутую вверх форму корпуса;
- Колпак в печи Кузнецова создает минимальное сопротивление прохождению газов, потому тяга в дымоходе выше, чем у классических моделей топок и каменок для бани;
- У Кузнецова дополнительный карман внутри корпуса печи всегда оформляется в виде отдельной полости, она может быть выполнена рядом с топкой или перенесена в верхнюю часть.
Колпаковую печь – каменку, работающую по схеме Кузнецова, легко отличить по наличию дополнительного окошка с дверцей, расположенного рядом с зольником.
Это означает, что при правильно выбранной своими руками порядовки банной печи Кузнецова можно полностью избежать столь неприятных явлений, как появление обратной тяги в трубе и набрасывание сажи из дымохода на крышу бани.
Достоинства
Основные преимущества печи Кузнецова — это не только отсутствие сажевых пятен на крыше бани или защита от забросов дыма внутрь парилки. Достоинств у системы Кузнецова довольно много, можно перечислить лишь наиболее важные:
- Наличие в колпаке решетки из шамотного кирпича, на котором происходит дожигание газов и сажи в раскаленных водяных парах. В результате в дымоход печи Кузнецова попадают лишь неконденсирующиеся и летучие вещества. Проще говоря, дымовая труба не забивается сажей и не потеет конденсатом;
- Высокий КПД топки, примерно на уровне 95%, что на 15-20% выше, чем у обычной кирпичной печи, построенной в бане с прямым отводом дыма в трубу;
- Высокая температура свода в колпаке обеспечивает нагрев засыпки до 400оС, камни никогда не будут холодными, даже при небольшой загрузке топки дровами.
Особенностью конструкции Кузнецова является то, что в процессе дожигания газов под сводом топки в верхней части колпака развивается очень высокая температура. Это способствует глубокому сжиганию газов, продуктов термолиза дров. На первый взгляд пустяк, но если кому-то придет в голову топить печь в бане сосновыми дровами или нарезанными чурками от деревянных шпал, ничего страшного не произойдет. Ничего, кроме постороннего запаха, не появится.
Кузнецов, разрабатывая в прошлом веке свою версию дровяной печи для бани, придумал интересное устройство, известное, как сухой шов. По сути, это вертикальная щель или зазор 1,5-2 см между стенкой и торцом перегородки, отделяющей пространство колпака от топки. Через верхнюю часть зазора горячие газы перетекают из топки в колпаковое пространство.
Через нижний край шва более холодные балластные газы, не поддерживающие горение, прямиком отправляются в дымоход, не отбирая драгоценное тепло у продуктов горения. Именно благодаря этому устройству печь Кузнецова получила широкое распространение, как наиболее экономичная для обогрева бани, жилых помещений, для сушки продуктов и выпечки хлеба.
Как сделать печь Кузнецова для бани своими руками
Выбирая схему кирпичной каменки, всегда приходится «привязывать» ее к особенностям устройства внутреннего пространства бани и учитывать собственные возможности. Не всем дано выложить печь – каменку с несколькими карманами и перегородками внутри. Поэтому, если есть навыки и опыт в укладке печей для бани, можно испытать свои силы в постройке полноценной системы Кузнецова. Для первого же опыта, возможно, лучшим решением будет более простой вариант с одним карманом.
Чертеж и порядовка
Ниже представлен универсальный вариант каменки с размерами основания 630х1020 мм. Высота печи составляет всего 1050 мм.
Среди достоинств данной схемы можно отметить простую раскладку перегородок внутри печи. К отрицательным сторонам относят наличие каминного зуба. Без него печь будет неэкономичной. Обычно такие каменки применяют в небольших банях, где каменка одновременно прогревает и парилку, и мойку с предбанником.
Порядовка для классической системы Кузнецова с двумя колпаками
Простой вариант печи Кузнецова
Более доступный для изготовления своими руками и одновременно экономичный вариант печи приведен на схеме ниже. По сути, простейшая печь Кузнецова представляет собой коробчатый корпус, сложенный из красного кирпича, внутри которого выделено три полости. Первая отведена для обустройства топки. Вторая и третья соответственно используются для дожигающего колпака и вытяжного подъемного канала.
Перегородка и внутренняя поверхность топки подлежат облицовке шамотным кирпичом, что позволяет избежать прогаров и растрескивания перегородок и наружных стен печи.
При желании печь Кузнецова можно выполнить с полостью для подогрева воздуха или ограничиться простейшим решением, но с установкой дожигающей катализаторной решетки из шамотного камня.
Какие материалы нужны
Для выкладки наружных стен печи Кузнецова рекомендуется использовать красный керамический камень марки М150 размером 250х120х65 мм, без облегчающих кромок и полостей. В среднем на одну печку уйдет не менее 200 шт. кирпича. В качестве кладочного раствора можно использовать замес на глине и низкомарочном цементе, но лучше купить хороший клей для каминных и кирпичных печей бани.
То же самое касается укладки огнеупора, топку по рекомендациям Кузнецова выкладываем шамотом ШБ8, остальные части, в том числе колпак и полость под сухим швом, кирпичом Ш5. Клей для шамота нужно покупать, любые самодельные растворы рассыпаются в течение месяца, даже при небольшой нагрузке бани.
Также потребуется асбестовое волокно в шнурах, базальтовый картон толщиной 5 мм, металлические, лучше чугунные вставки в портал печи, а также сопутствующая запорная арматура, чугунный колосник, дверцы и задвижки.
Кроме того, для обустройства фундамента печи Кузнецова в бане потребуется бутовый камень, песок, щебень, небольшое количество рубероида и металлическая сетка для армирования подошвы.
Каменку для бани строим из полнотелого красного и шамотного кирпича
Необходимые инструменты
Для строительства печи Кузнецова используется тот же набор приспособлений, что и для любой кирпичной каменки в обычную баню. Кроме шанцевого инструмента, для рытья мини котлована потребуются:
- Штангель-циркуль, рулетка, строительный уровень, столярный уголок;
- Емкость для разведения клея или кладочного раствора;
- Мастерок, молоток каменщика;
- Болгарка с набором дисков по камню, парочка кругов с алмазным напылением для резки шамота;
- Проволока, арматура, инструмент для их обрезки.
Особое внимание уделяем нарезке и раскройке кирпича под укладку печи. Если красный керамический режется более-менее сносно даже угловой машинкой, то шамот приходится вырезать в несколько проходов, под небольшой нагрузкой, не допуская перегрева и термических ударов. Шамотный камень легко скалывается в неожиданных местах. Резать кирпич для печи системы Кузнецова придется много и часто.
Подготовка фундамента
Прежде всего нужно рассчитать общий вес печи Кузнецова, отдельно считаем количество красного и шамотного кирпича. К полученному добавляем вес дымохода и каменной засыпки. Если вес получился более 400 кг, то нужно будет делать индивидуальный фундамент.
Обычно основание внутри бани заливают в виде бетонной плиты. В грунте отрывают котлован, размеры которого должны быть больше габаритов печи минимум в 1,2-1,5 крат. На дно осыпается песок с мелким гравием. Далее укладывают бутовый камень, поверх которого заливают бетонную подушку. На деревянный пол бани лучше не ставить, слишком уж горячей получается топка Кузнецова.
Последним этапом на бетон наплавляют рубероид и укладывают базальтовый картон термоизоляции. При этом плоскость основания должна быть выше уровня пола в бане минимум на 40-50 мм, а образовавшуюся щель по периметру фундамента затирают термостойким герметиком.
Кирпичная кладка
Строительство каменки Кузнецова начинается с выкладки первого ряда, обычно это площадка или сгон из керамического камня в два слоя с перекрытием швов.
Далее необходимо выложить из шамота дно и желоб зольника, укладываем чугунный колосник и формируем из красного кирпича наружные стены и перегородку, отделяющую топку от пространства колпака и дымоходного канала. Толщина шва не должна быть больше 7 мм.
Стены нужно будет выложить на высоту топливной камеры, после чего изготавливаем главные детали печи Кузнецова – решетку из шамота и сухой шов. Стены внутри печи закрываем базальтовым картоном и заклеиваем тонкими шамотными плитками.
Далее устанавливаем дверцу в топочную камеру, обязательно привязываем ее проволокой, швы и стыки неплотно забиваем асбестовым шнуром. Процедуру заделки нужно будет повторить после первого протапливания и охлаждения без помывки в бане.
Верхнюю плоскость закладываем кирпичом, в потолочном своде каменки устанавливаем чугунную задвижку со штоковым приводом.
Возможные сложности
Большинство проблемных ситуаций с системой Кузнецова возникает из-за неправильной эксплуатации. На первых порах нельзя греть помещение бани на полной мощности. Факел внутри кузнецовской топки почти втрое выше, чем у обычной печи, поэтому стены и особенно свод очень быстро нагреваются. В результате появляются трещины и выкрашивается кладочный клей.
Кроме того, все металлические детали внутри топки должны иметь свободную посадку, чтобы тепловое расширение металла не разорвало шов или не выдавило камень.
Еще одна проблема может возникнуть в ситуации, когда дверца топки рамкой плотно соприкасается с раскаленным шамотом, со временем огнеупорный камень выдавит металлическую основу, и аппарат Кузнецова без видимых причин начнет дымить внутри бани.
Заключение
Печь Кузнецова для бани можно считать самым современным решением, экономичным и надежным в эксплуатации. Единственный недостаток заключается в высокой цене, поэтому ставить ее внутри бани имеет смысл лишь при условии, что парилкой пользуются как минимум 30 часов в неделю. В противном случае проще в бане поставить современную чугунную каменку с экраном из кирпича.
Источник статьи: http://2proraba.com/banya/pech-kuznecova-dlya-bani-svoimi-rukami.html