Колпаковая печь кузнецова для отопления дома или бани

Как построить колпаковую печь

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

Схема колпаковых конвективных систем.

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

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

Механизм работы

В процессе закладки печи важно понимать, какими принципами работы руководствуется устройство. Функциональность устройства обеспечивается двумя колпаками

Колпак — специальная печная камера, которая имеет отверстие для выхода и входа соответствующих газовых потоков. Важным конструктивным элементом является то, что печь способная быстро нагреваться, отапливать помещение и при этом долгий промежуток времени сохранять необходимое тепло в доме даже в условиях открытой задвижки. Более того, все продукты, полученные в процессе горения, в свободном доступе покидают печную конструкцию самостоятельно.

Различают 2 варианта работы конструкции:

Конструкция постройки так продумана, что ее можно использовать в летнем и зимнем режиме.

Летний тип. В жаркое время года, когда необходимость в отоплении помещения отпадает, конструкцию используют исключительно для процесса приготовления пищи

В этом случае важно грамотно воспользоваться системой задвижек, чтобы горячий воздух не попадал в другие отделы печи и не нагревал конструкцию.
Зимний тип. При резком похолодании необходимо открыть все задвижки, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение газовых потоков в системе каналов.

Принцип работы колпаковой печи

Колпаковая печь Кузнецова (в народе именуемая «Кузнецовка») получила название в честь своего создателя – И.В. Кузнецова, который занялся разработкой новой схемы отопления еще в начале 60-х годов прошлого столетия. Уникальная технология «свободного движения горячих газов» сразу же получила признание и стала пользоваться большой популярностью во всем мире.

Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы

Особенность «Кузнецовки» заключается в том, что нагретые газы проходят и циркулируют по трубе благодаря собственной силе тяжести, в отличие от «принудительного» движения по дымоходу. Все мы знаем из уроков физики, что теплый воздух поднимается вверх, вытесняя холодный. Но, в отличие от канальных прототипов, здесь тепло не выходит из трубы, а собирается под колпаком. Постепенно он там остывает, и его вытесняют порывы борее горячего воздуха, поднимающиеся вверх.

Основным отличием канальной печи от колпаковой считается принцип движения горячего газа. В первой – дым как-бы вытягивается по трубе вверх, а в колпаковой – выталкивается. Сам колпак может служить емкостью для нагрева воды, приготовления пищи, сушилки и т.д. Таким образом, колпаковая печь может выполнять двойную функцию.

Печь «Кузнецовка»

То есть по функциональной характеристике, «кузнецовки» можно разделиться на:

• банные печи;
• печи для приготовления еды (хлебные, варочные, под казан, барбекю, гриль и т.д.);
• камин;
• печи для отопления;
• комбинированный тип.

Самыми распространенными являются именно комбинированные типы с возможностью приготовления еды и обогревом всего дома. Несмотря на возможность вариации стиля и формы, принцип действия колпаковой печи остается неизменным.

Схема движения газов в печи

Чтобы легче было понять основной принцип работы печи Кузнецова, представьте костер, разожженный на открытом воздухе. Из-за неограниченного доступа воздуха к огню, костер дает небольшое тепло. А теперь попробуем этот костер накрыть металлическим колпаком, оставив небольшой просвет снизу, чтобы совсем не загасить пламя. Горячий воздух пойдет вверх, нагревая стенки. Постепенно охлаждаясь, воздух начнет опускать к оставленному проему в то время, как его место занимает новая порция горячего воздуха. Это и есть принцип свободного движения горячих газов, который И.В. Кузнецов успешно применил в своей разработке.

Особенности конструкции

Сегодня в Сети можно найти более 150 разновидностей конструкции, но какой бы формы, стиля исполнения они ни были, все печи построены по одной методике. Конструктор, создавая схему кладки колпаковой печи, ставил перед собой две задачи: продуктивность и эффективность отопительной системы.

Возвести такую конструкцию не так-то просто. Необходимо четко придерживаться разработанной Кузнецовым И.В. порядовки

Изобретатель большую роль и внимание уделяет расположению внутренних каналов колпаковой печи

Колпак представляет собой отдельную камеру для задержки нагретого газа, что способствует экономии топлива и повышению КПД работы печи.

Стандартная конструкция «кузнецовки» предполагает наличие двух колпаков. Нижний объединен с топочной камерой, а второй колпак находится в верхней части печи. Задача первого колпака – разделить газы на холодные и горячие потоки. Именно это выгодно отличает колпаковую печь от канальной, где нагретый воздух, под действием тяги, свободно выходит наружу. Здесь же, горячий поток газа, выходящий из топки, стремится вверх, где задерживается под первым колпаком и долго аккумулирует тепло.

Дальше, поток стремится через проход во вторую камеру, где тоже задерживается под вторым потолком, так как проход находится у основания. Вследствие этого, горячий воздух, прежде, чем выйти по дымоходу, долго аккумулирует тепло в печи. Это дает высокий КПД – до 95 %. Если сравнить с эффективностью работы традиционной русской печи (канальной), то это больше на 45-50%.

Кроме свободного движения газа, колпаковая печь предполагает и механическое управление потоками. Для этого в конструкции устанавливаются задвижки. Они, по мере необходимости, могут задерживать и перенаправлять горячие потоки. «Летняя» задвижка предназначена для теплого времени года, когда печь используется в качестве варочной поверхности для приготовления еды. Открыв летнюю задвижку, поток горячего воздуха устремится вверх по дымоходу, не заходя под второй колпак.

Колпаковая печь для отопления дома

Сушка

Эксплуатировать кирпичные печи непосредственно после их строительства категорически запрещено

Но сушить поверхности важно начинать непосредственно после окончания работ. Для этого не потребуется много сил и времени

Работы проводят в несколько этапов:

• первый, начинается непосредственно после окончания строительных работ. В топочный отсек укладываем максимум 2 кг дров, с уровнем влажности от 20%. Открываем в помещении все двери, окна, задвижки дымохода и поддувала. Зажигаем пламя и закрываем дверцу. Не пугайтесь большому задымлению в комнате. В первый раз испаряется основное количество влаги из материалов и дыма от выгорания остатков смазки и покрасочных материалов с поверхностей металлических деталей;
• второй этап обработки проводится по аналогичной схеме, после остывания поверхностей. Количество дров не увеличиваем.

Третий и последующие этапы сушки проводим в течение 2-3 суток. Так мы добиваемся испарения влаги, если такую обработку не проводить, велик риск деформации печи и сильного задымления комнаты при начале эксплуатации. Если в процессе обнаружится брак в кладке и подсос воздуха, эти места заделываем раствором или герметиком.

Принцип работы колпаковой печи Кузнецова

Основой принципа работы колпаковых печей является свободное движение газов.

Колпаковая печь Кузнецова

Обычное канальное отопление (традиционные русские печи), подразумевает под собой движение разогретого воздуха по  дымоходу. Стенки дымохода нагреваются, передавая тепло в помещения, а остывающий воздух под действием тяги выходит через трубу наружу. Однако у канальных печей есть существенные минусы:

• печь быстро остывает;
• неравномерное нагревание приводит к разрушению всей конструкции;
• большое количество сажи;
• низкий КПД.

Процесс работы колпаковой печи Кузнецова, заключается в вытеснении остывающего воздуха из под колпака горячим потоком. В конструкции данной печи присутствуют один или  два колпака, которые задерживают тёплый воздух. Остывая, он вытесняется новыми горячими потоками. Проходя через колпаки, воздух под действием вытеснения выходит из печи. Процесс мощности горения и регулировки температуры в колпаковой печи происходит самостоятельно. Количество колпаков обуславливается количеством отопительных помещений. Чем большую площадь нужно обогреть, тем больше колпаков необходимо. Так достигается требуемая производительность.

Колпаковая печь может играть двойственную функцию. Колпак может служить для приготовления пищи или выполнять функцию ёмкости для нагрева жидкости.

1. Отопительные – используются для обогрева одного или нескольких помещений.
2. Варочные – возможность приготовления пищи.
3. Банные – обогревание бань.
4. Каминные – обустройство интерьера.
5. Барбекю – устанавливаются на улице. Играют роль гриля или мангала.
6. Комбинированные – самый популярный тип печей. Выполняет как отопительную роль так и любую другую.

Независимо от вида и функциональности колпаковой печи, принцип действия не меняется.

Предметы мебели

Несколько примеров меблировки кухни, объединенной с гостиной:

1. 1. Диван. Он становится предметом, который зонирует пространство. Диван ставят спинкой к тому месту, где готовят еду. В небольшие комнаты (менее 20 кв м) ставят уголок, который располагают у стены, установленной перпендикулярно или параллельно от кухни.
2. 2. Гарнитур. По мнению дизайнеров, минималистичные модели без вычурных деталей смотрятся современно. Сервиз, вазы или бокалы ставят на открытой полке. Для них можно купить модную витрину. Мебель ставят возле стены. Если пространство большое (20 кв м, 25 кв м или 30 кв м), то в центральной части можно установить остров, в котором есть и отделы для кухонных приборов.
3. 3. Комплект мебели. Стиль должен сочетаться с оформлением обеих комнат. В малогабаритных помещениях хорошо смотрится компактный столик и стулья, сделанные в из прозрачного материала или окрашенные в светлые цвета. В интерьер гостиной можно поставить стол с круглой столешницей. В просторных помещениях комплект устанавливают возле стенки или в центральной части. Здесь будет хорошо смотреться вытянутый обеденный стол прямоугольной формы.

Что такое колпаковая печь

На протяжении многих столетий печи были практически единственным приспособлением для приготовления пищи. Хотя некоторые конструкции широко использовались и в промышленной области. На смену традиционной печи, которая нуждалась в модернизации, пришла инновационная идея, разработчика Кузнецова.

Колпаковая печь выгодно отличается от своих товарок

Кирпичная колпаковая печь имеет ряд неоспоримых преимуществ, главным из которых является тот факт, что горячие газы, образуемые в процессе горения топлива, проходят по конструкции не только благодаря наличию трубы, но и потому, что имеет место естественная тяга. По сравнению с обычными печами, колпаковая практически не подвержена деформации. Однако, особенностью данной конструкции является то, что образовавшееся тепло способно сохраняться значительно дольше, даже при условии не плотно закрытой задвижки. Свое название печь получила именно потому, что тепло поднимается под колпак. Остывая, воздух вытесняется порывами более горячего и опускается вниз.

Если перед профессиональным печником поставлена задача выложить некую конструкцию для обогрева помещения, то в большинстве случаев приоритетным вариантом рассматривается именно колпаковая печь. Причин тому несколько.

• Во-первых, процесс монтажа довольно таки простой и не требует длительных трудовых затрат.
• Во-вторых, нет необходимости просчитывать высоту трубы для создания тяги, как в классической русской печи.

Если проанализировать принцип действия колпаковой печи, то можно провести аналогию с простым лабораторным опытом. Для этого вам понадобится самый обычный стакан из стекла и сигарета (марка не имеет значения). Последовательность действий такова: стакан необходимо перевернуть вверх дном, а снизу поднести тлеющую сигарету. В результате горения папиросы образовывается дым, который изначально поднимается вверх, т.е. к донышку стакана. Остывая же, он опускается обратно вниз по стенкам.

схема и принцип действия печи

Именно по такому принципу и разработана конструкция колпаковой печи. В результате, потери теплового воздуха практически сводятся к нулю, поскольку из-под такого колпака нет никакого выхода для тепла до тех пор, пока воздух не остынет. Следовательно, главный двигатель теплого воздуха – это естественная циркуляция горячих газов. А выкладка колпаковой печи осуществляется по согласованному проекту с соблюдением всех нормативов и требований к подобным работам, главное из которых – соблюдение мер противопожарной безопасности.

Стоит также отметить еще одно преимущество работы колпаковых печей. Это способность максимально быстро, а главное, равномерно прогреваться. Однако, чем больше толщина стены, тем больше потребуется времени на то, чтобы конструкция нагрелась и выделяла достаточное количество тепла для обогрева пространства вокруг.

Холодный воздух, который после остывания опускается вниз выходит наружу через специально оборудованные каналы отвода, минуя колпаки. Это свидетельствует о том, что нагретый воздух всегда остается внутри помещения, а холодный беспрепятственно выводится на улицу. Колпак же, в свою очередь не подвержен остыванию, поскольку внутри образовывается газовая пробка, препятствующая утечки теплого воздуха.

Колпаковую печь можно охарактеризовать как одну из самых удачных конструкций, предназначенных не только для обогрева, но и для приготовления пищи. Во-первых, тепло, полученное в процессе горения топлива, сохраняется дольше, чем у других отопительных устройств. Во-вторых, даже после длительной эксплуатации печь не трескается, поскольку при проектировании все было продумано до мелочей и холодная кладка никак не взаимодействует с горячей. В-третьих, возникновение сажи в вентиляционных системах печи практически исключено. А главное, сама конструкция печи достаточно легкая, поскольку нет утяжеляющих элементов, например отопительный щиток.

Печи Кузнецова: чертежи и их разнообразие

Кузнецовым на протяжении не одного десятка лет разработано много проектов печей самого разного назначения. Построить некоторые из них можно самостоятельно. Для этого потребуются чертежи и порядовки печей Кузнецова. 

Бытовые печи в зависимости от главного назначения подразделяют на:

• варочные конструкции для приготовления пищи;
• отопительные агрегаты для обогрева жилых помещений;
• устройства для бань (про «Банная печь из кирпича своими руками»);
• уличные комплексы и простые барбекю;
• хлебные печи, которые часто совмещают с варочными конструкциями — отопительно варочная печь;
• камины, выполняющие больше эстетическую функцию. 

Имеется возможность создавать смешанные модели печей, которые выполняют несколько назначений. В качестве примера можно привести популярные среди потребителей отопительно-варочные конструкции (детальнее: «Порядовка отопительно варочной печи своими руками»). 

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.

Отопительно-варочные колпаковые печи

Главное их достоинство – совмещение в одной приборе функций варочной печи и отопителя помещения. Благодаря тому, что наиболее разогретая зона расположена внутри печи готовить на ней комфортно. Не ощущается чрезмерного жара от стенок. Не происходит перегрева верхней части печи и создания под потолком зоны повышенной температуры. Конвекция воздуха в помещении происходит равномерно.

Хозяйки смогут оценить достоинство печи Кузнецова не только пользуясь плитой, но и духовкой. В ней никогда не произойдет обугливания блюда, так как температура в верхнем колпаке печи никогда не поднимается выше 400 ° С , даже при самой интенсивной топке. Обычно она держится на уровне 200 — 250 °С . Постоянная конвекция печных газов внутри колпака равномерно разогревает духовку со всех сторон, не перегревая одну из стенок или дно.

Порядовка отопительно-варочной печи:

Виды печей Кузнецова

Как говорилось выше, колпаки можно располагать по-разному, потому и вариантов очень много. Возможность установки во втором куполе любого устройства теплообмена без ущерба процессу горения также способствует наличию множества разных тепловых агрегатов. При этом проектироваться по такому принципу могут устройства с любым типом горения: верхним, нижним, пиролизным, послойным и т.д. Все они имеют некоторую специфику, но могут быть реализованы. На сайте Кузнецова выложены проекты разного назначения с порядовкой. Их можно скачивать для личного пользования свободно,  а вот републикация их не приветствуется.

Камины, построенные по принципу колпаковых печей

Есть печи Кузнецова для двухэтажных домов, и обогревают они оба уровня. Причем есть такие агрегаты и с лежанками. Обогрев может быть конвекционного типа (только от стенок печки) или внутрь может быть вставлен водогрейный теплообменник. Тогда такой агрегат называют котлом и обозначают КИК. В свободном доступе на официальном сайте Кузнецова выложены четыре готовых водогрейных кирпичных котла мощностью 16 кВТ, 17 кВт, 34 кВт, 64 кВт. В них может быть встроен бак для нагрева воды для бытовых нужд. Котел  нужно обвязать металлическими уголками, при необходимости можно утеплить, сверху уложить армирующую сетку и оштукатурить.

Отопительная печь. Красиво

Вариантов конвекционных печей гораздо больше. В разделе отопительно-варочных печей без использования шамотного кирпича ОВИК насчитывается 25 разных проектов. Есть три варианта отопительно-варочной печи с камином. Располагаться камин может сбоку (справа или слева). Такие варианты маркируются ОВИК БК (боковой камин), есть вариант с лежанкой и камином ОВИК БК 13л. При камине расположенном сзади маркировка ОВИК ЗК (задний камин).

Отопительно-варочная печь Кузнецова выглядит очень достойно

Чисто отопительные тепловые агрегаты маркируются ИОК. Порядовки, в которых есть лежанка, в названии имеют буквы «леж» или «Л», при наличии духовки добавляется буква «Д». В отопительных печах также есть варианты с каминами. Маркируются они ОИК К. Есть печи калориферные ПКИК1Х. Отдельно категорией выделены печи для теплиц и хлебные.

Отопительная печь Кузнецова ОИК. Впечатляет

Русские печи Кузнецова маркируются РТИК, всего выложены порядовки 10 моделей, две из которых с лежанками. Они имеют привычную конфигурацию варочной камеры, устье которой должно иметь герметичную заслонку. При не герметичности камеры нормально печь работать не будет.

Русская колпаковая печь с лежанкой

В разделе печей для бани Кузнецов предлагает сразу вариант планировки помещений с указанием габаритов и показано как можно «вписать» туда подходящие модели. Ведь помещения бань, как правило, небольшие и если металлическую печь разместить в ней можно легко, то габаритную кирпичную уже проблематично. И учитывать при этом нужно многие факторы: откуда топиться будет, где выход пара и самая горячая часть печи. А тут предложены готовые варианты. Очень удобно и стоит сказать автору большое спасибо! Сами печи вынесены в отдельную категорию и маркируются БИК.

Банные печи Кузнецова маркируются БИК. Презентабельно выглядят и по отзывам имеют отличные характеристики

В этом видео предлагается проект печи, сконструированной по предложенному Кузнецовым принципу построения печей. В первой половине рассказывается о движении газов и о том, как это работает, о принципах управления работой конкретной модели. Во втором комментируется процесс кладки. Очень полезное и познавательное видео.

Виды печей Кузнецова

Огромная ценность получила конструкция благодаря удивительной универсальности. Печь Кузнецова чертежи которой представлены более чем в 150 вариантах, может быть использована в любом помещении максимально эффективно. Каждый из чертежей учитывает особенности помещения конкретного предназначения, именно поэтому печь и работает с таким высоким КПД для определенного вида зданий.

Все печи Кузнецова перечислять нет смысла, вот только некоторые варианты, которые наиболее востребованы:

• хлебные печи, для приготовления пищи, совмещенные с варочными поверхностями;
• банные печи;
• уличные печи;
• каминные печи;
• отопительные печи.

Это не полный список специализированных печей Кузнецова. Есть возможность создавать комбинированные виды, что очень удобно, если применять их в быту на небольших площадях.

Особенности колпаковых печей

1. Отличительной чертой печей Кузнецова является изолированный от основной кладки топливник (камера сгорания) которая выполняется из шамотного кирпича. Это обусловлено высокой температурой внутри камеры, которая может достигать 1200 °С . Неравномерное расширение шамотного кирпича и обычного керамического без устройства зазора между топочной камерой и стенкой неизбежно привело бы к растрескиванию печи. Пространство между топливником и стенкой обычно составляет 5 мм. В целях повышения теплоотдачи оно заполняется минеральным уплотнителем: асбесто — или минеральным картоном.
2. Второй особенностью коппаковой печи является наличие «сухого шва» — узкой (20 — 30 мм) щели в стенке топочной камеры, которая заполняется воздухопроницаемым минеральным материалом (минеральной или асбестовой ватой). Сухой шов предназначен для дополнительного притока воздуха в топочную камеру из внутреннего объема печи. Приток нагретого воздуха повышает температуру горения топлива и способствует более экономичному расходованию дров.
3. Еще одной особенностью колпаковой печи является расположение калориферов, водогрейных баков и духовок в объеме второго колпака. Такое расположение исключает непосредственный контакт труб или металлического корпуса дополнительного оборудования непосредственно с открытым пламенем или раскаленными газами. Температура во втором колпаке обычно не превышает 400 ° С , что вполне безопасно для металла.
4. Колпаковая печь имеет относительно короткий дымоход. Его задача – отведение продуктов горения, и только во вторую очередь создание тяги в печи.
5. КПД колпаковых печей некоторых моделей достигает 80% по сравнению с max. 60% для печей других конструкций. Благодаря небольшим размерам топочной камеры расход топлива очень экономичный. Он на 20 — 50% ниже, чем в печах с прямоточным отведением печных газов.