Двухколпаковая печь кузнецова для бани

Печь Кузнецова своими руками: чертежи порядовки и описание кладки печи

И. В. Кузнецов с 1962 года занимается проектированием, изготовлением и усовершенствованием печей. За это время было изобретено более 150 различных конструкций, каждая из которых стремилась к абсолютному показателю эффективности – 95% КПД. В этой статье мы расскажем, как делать печь Кузнецова своими руками.

Фото 1 Печь Кузнецова

Принципиальная особенность разработки заключается в системе разделения газов на холодный и горячий потоки. За счет уникального колпакового строения печи горячий воздух задерживается внутри, а холодный выводится по отдельному каналу в дымоходную трубу. Учитывая то, что в колпаке поддерживается более высокая температура горения, а тепло распределяется равномерно по корпусу, коэффициент полезного действия достигает своего пика. Для сравнения, КПД обычных печей составляет 30-35%, твердотопливных котлов – 80%, пиролизных – 85%.

Невысокая производительность большинства твердотопливных агрегатов объясняется тем, что теплый воздух выходит вместе с продуктами горения в трубу. Помимо того, что оставшегося объема не всегда хватает для полноценного нагрева, быстро выходящие дымовые газы еще более снижают тепловой порог. В некоторых конструкциях эту проблему пытаются решить увеличением (удлинением) дымоходной трубы, но тогда существует риск снижения тяги и, как следствие, уменьшения КПД. Создание такого агрегата, который бы обеспечил полноценную тягу и увеличил теплопередачу, и стал основной целью конструктора Кузнецова.

Видео 1 Строительство отопительной печи по системе Кузнецова

Конструктивные особенности

Все печи Кузнецова (а их, напомним, более 150 образцов) можно разделить по функционалу:

И хотя самой популярной моделью являются варочные, где предусмотрена функция приготовления пищи, все указанные агрегаты работают по одному и тому же принципу –разделение горячих газов на потоки.

Фото 2 Варочная печь по системе Кузнецова

На фото вы видите печь Кузнецова, сделанную своими руками, где топливник располагается возле самого пола и на всю длину. Получается очень эффективный нижний прогрев с последующим переходом на верхний уровни. Сразу за топливником располагается колпак с нижним выходным отверстием, который и сепарирует горячий газ. Наиболее горячая его часть поднимается вверх, а остывшая, более холодная, оседает на колпак и выходит через отверстие. Такая циркуляция происходит постоянно, пока в топливнике горят дрова.

Так выглядит схема печи с водяным контуром:

Усиление нижнего прогрева повышает уровень комфортности человека. Пол прогревается не только под пятном конструкции, но практически по всему периметру, соответственно, увеличивается площадь теплоотдачи, помещение прогревается быстрее и эффективнее.

Некоторые специалисты пытаются доказать неэффективность подобной технологии, ссылаясь на то, что задерживаемый дым ухудшает тягу. Однако, уже более 50 лет такая конструкция считается самой эффективной. Именно поэтому мастера пытаются сделать печи Кузнецова своими руками, находят чертежи, консультируются с автором технологии.

Фото 3 Печь системы Кузнецова

Агрегат можно использовать не только для отопления и приготовления пищи, но и для обеспечения горячего водоснабжения. Достаточно на обратной стороне колпака наварить чугунный или стальной теплообменник.

Почему колпаковый метод такой результативный?

1. Дымные газы расслаиваются по температурному признаку за пределами топки.
2. Чем больше колпаков в пределах одной конструкции, тем больше препятствий встречает горячий газ и тем дольше он задерживается внутри.
3. Расположение колпака непосредственно за топкой – горячий газ моментально попадает в колпак и сохраняет высокую температуру. В колпаке собираются одновременно все продукты сгорания, что увеличивает время их переработки и сокращает сажный налет на дымоходе. К слову, именно поэтому самодельные отопительно-варочные печи Кузнецова не нуждаются в частой чистке.
4. Теплообменник также располагается вне топки, соответственно, не забирает часть тепла и не снижает КПД.

Говоря иными словами, продукты сгорания, попадая в колпак (-и) вынуждены отдавать все свое тепло, чтобы выйти оттуда. Нижнее выходное отверстие выпускает наружу только холодный газ, уже отдавший всю свою температуру.

Если речь идет о печи с водяным контуром, то в теле присутствует двойной регистр стальных труб, выдающие мощность 17-63 кВт. Предусмотрены также двухконтурные агрегаты, производящие одновременный с отоплением нагрев воды.

А теперь приступаем к ответственному процессу – делаем печь Кузнецова своими руками, публикуем чертежи, видео, пошаговое руководство.

Подготовительный процесс

• песок – 150 кг
• кирпич красный полнотелый – 755 штук;
• шамотный кирпич – 65 штук;
• среднефракционная огнеупорная глина – 135 кг;
• чугунная дверца на поддувало (можно изготовить самостоятельно из спаренного стального листа);
• стальная проволока;
• арматура для колосниковой решетки или уже готовый колосник;
• уголок 350х400х400 мм;
• задвижка.

Все кирпичи перед кладкой проверяются вручную, на них не должно быть полых трещин, минимальное количество сколов.

Сделать кузнецовку может даже начинающий мастер, при этом важно соблюдать технологию кладки и порядовку.

Фундамент

Идеальным фундаментом считается связанный с домом, но только в том случае, если дом и печка строятся одновременно. В противном случае следует готовить новый, а не пытаться связать с прежним.

На фундамент укладывается слой битумной изоляции или рубероид, чтобы исключить проникновение грунтовых вод и намокания нижнего ряда.

Сам конструктор рекомендует изготавливать фундамент из силикатных печей полностью по пятну.

Порядовка

Перед тем, как начинать порядовку, необходимо заранее рассчитать расположение дымохода в соответствии с чертежом. Только после этого можно приступать к собственно укладке

Для того, чтобы не ошибиться в количестве рядов и последовательности укладки, посмотрите видео порядовки печи Кузнецова

Видео 2 Порядовка

Пошаговая инструкция

1. Первые 2 ряда выкладываете насухо из шамотного огнеупорного кирпича. Сам конструктор рекомендует делать нижнюю часть толще, но 2 ряда – оптимально для эффективной конвекции. После того, как выложен первый ряд, замеряете углы – они должны быть ровно по 900. С 3-го ряда начинается подготовка траектории дымовых каналов.

1. Со второго ряда начинается подготовка зольника и поддувала. Через эту камеру будет подсасываться воздух для горения, а также удобно убирать золу. Все кирпичи кладутся в шахматном порядке, толщина шва в пределах 5 мм. Кладка – только на глиняный раствор.

1. Делаете внутренние перегородки и стенку из шамотного кирпича между поддувалом и печкой. На 5м ряду монтируете желательно чугунную колосниковую решетку. Толщина колосника зависит от того, какие поленья будут загружаться в камеру.

Для теплового расширения при укладке колосника необходимо оставить деформационный зазор 5-7 мм между решеткой и стенкой. Саму решетку следует монтировать под небольшим углом к дверце, но оставить при этом небольшой порожек, чтобы щепки или горячие угольки не попадали в помещение.

В этом же ряду делаете дверцу для топливной камеры. Топливная камера обязательно должна быть облицована шамотным кирпичом, положенным на ребро. Футеровка – а именно так называется этот процесс – необходима для защиты стенки печи от высокой температуры.

1. На 16-м ряду закрываете полностью камеру, чтобы установить колпак. После чего начинаете выкладывать вторую камеру сразу же поверх первой – это будет уже второй колпак.

1. Далее, следуя порядовке, доходите до 26 ряда, после которого верхнюю часть сплошь закрываете кирпичом.

1. Спустя сутки можно провести первый пробный запуск с минимальным количеством топлива. Это необходимо для проверки наличия сквозных щелей и обжига кирпичей и раствора. Не стоит злоупотреблять количеством дров – конструкция должна нагреться очень медленно и не раскалиться.

На видео представлена подробная инструкция, как сделать печь Кузнецова своими руками:

Источник статьи: http://www.portaltepla.ru/pechi/pechi-kuznecova-svoimi-rukami/

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