Конструкция колпаковой печи Кузнецова и возведение своими руками

История появления

Традиционная (канальная) твердотопливная печь известна с незапамятных времен. Она работает на принципе печной тяги, где раскаленные дымовые газы выводятся за счет перепада давлений. Это вполне работоспособная конструкция, но она грешит массой недостатков. Самым существенным из них являются большие теплопотери, возникающие из-за ускоренного вывода горячих газов, не успевших отдать тепловую энергию.

Наиболее наглядно эта проблема представлена в конструкции обычной печи-буржуйки — она раскалена в процессе сжигания дров, но мгновенно остывает, если подачу топлива прекратить. КПД буржуйки составляет 40-45%, что означает напрасную трату от 55 до 60% дров. Кузнецов предложил более совершенную конструкцию, которая увеличивает КПД.

Твердотопливные кирпичные печи Кузнецова разрабатывались в 60-х годах прошлого века, но до сих пор показывают высокую эффективность. Они заметно превосходят традиционные русские печи по производительности и экономичности.

Сегодня насчитывается около 150 моделей печей, разработанных Кузнецовым. Среди них выгодно выделяются колпаковые (или бесканальные) конструкции, в которых решены проблемы с эффективностью отбора тепловой энергии. Это модифицированные русские печи, у которых изменен принцип удаления дымовых газов. Вместо прохода по удлиненному извилистому каналу дым задерживается в специальной полости (колпаке), что позволяет ему отдавать тепловую энергию гораздо эффективнее.

Основной своей задачей разработчик видел увеличение теплоотдачи при сохранении тяги, возможности полного остывания дымовых газов.

В полостях колпаковых печей газы движутся значительно медленнее, благодаря чему успевают отдать тепловую энергию стенкам. Это позволяет использовать совершенно другие режимы эксплуатации, с меньшим количеством топлива.

Читайте также: Печь шведка своими руками, с варочной плитой и духовкой

Принцип действия

Колпаковая печь работает на принципе аккумулирования раскаленных газов в специальных полостях, расположенных сзади топки. Они называются колпаками (отсюда и возникло название конструкции). Дымовые газы выводятся из топки, поступают в колпаки, где сразу поднимаются в самую верхнюю точку. По мере остывания, они замещаются новыми, более горячими порциями газов. Остывшие слои опускаются в нижний уровень, откуда выводятся в обычный дымоход.

Постоянное пребывание в полости горячих газов обеспечивает значительный нагрев верхней части корпуса. Для того, чтобы получить максимальный эффект, верхняя часть корпуса делается намного выше, чем у канальных конструкций, и активно отдает тепловую энергию.

В колпаке происходит процесс сепарации горячего газа. По мере остывания он опускается вниз, при этом не разделяясь на те или иные газы по степени плотности и скорости отдачи тепловой энергии. Выходя из колпака, газы поступают в дымоход и выводятся наружу. При этом, отсутствуют твердые частицы или угарный газ — они успевают сгореть еще в топке или дожигаются пиролизным способом.

Виды колпаковых печей

Существует несколько разновидностей колпаковых печей. Их можно условно разделить на группы по тем или иным признакам. По специфике применения:

Популярностью пользуются отопительно-варочные модели. Они обеспечивают наиболее важные функции — вместе с обогревом есть возможность приготовления пищи. Знатоки утверждают, что качество приготовленных блюд гораздо выше, чем на печах другого типа.

Кроме того, колпаковые печи можно разделить на группы по конструкции:

Маркировка печей Кузнецова

Все модели обладают высоким качеством и эффективностью. Их работоспособность проверена в лабораторных условиях и подтверждена многолетней практикой. Особый интерес пользователей вызывают конструкции, оснащенные варочными поверхностями (ОВИК). Это удобные и практичные модели, обеспечивающие оптимальный температурный режим для приготовления пищи.

Какой вид печи подойдет в вашем случае

Выбор подходящего типа печи производится исходя из нескольких факторов.

Одним из важнейших моментов следует считать наличие варочной поверхности или духовки — для них требуется определенная мощность нагрева, а также размещение в кухонном помещении. Выбирая подходящую модель, надо тщательно проанализировать свои потребности и соотнести их с возможностями. Только так можно избежать ошибок, подобрать оптимальный вариант.

Читайте также: Что такое модульные печи. В чем их удобство?

Особенности конструкции

Конструкция колпаковых печей обладает массой особенностей, не свойственных обычным канальным моделям. Выбирая такую печь для использования в своем доме, необходимо знать специфику кладки, чтобы не наделать ошибок. К числу основных и самых важных особенностей следует отнести:

• Размещение водяных баков и духовок таково, что их корпуса не имеют прямого контакта с огнем. Это позволяет значительно увеличить их срок службы — нет условий для прогорания, а температура не более 400 °С позволяет получить вполне эффективный и стабильный нагрев;

• Высота дымохода колпаковых печей может быть намного меньшей, чем у обычных конструкций. При правильной работе печи из дымохода выводятся только водяные пары и углекислый газ. Дымоход используется в основном для вывода продуктов горения, и только во вторую очередь для создания печной тяги.

• Наличие сухого шва — небольшого зазора в 2-3 см между задней стенкой топки и боковыми ее стенками. Этот зазор необходим для более интенсивной сепарации дымовых газов — горячие поднимаются вверх, а более холодные выводятся в сухой шов и через боковые каналы поступают во второй колпак (или выводятся сразу в дымоход).

Возможность разделить газы по температурному принципу позволяет исключить их смешивание и обеспечить более эффективную теплоотдачу. Эти особенности в сумме обеспечивают более высокую эффективность и КПД колпаковых печей, позволяют экономить от 25 до 40% топлива.

Преимущества и недостатки

Некоторые недостатки обусловлены особенностями конструкции и не оказывают большого влияния на выбор владельцев домов. Эффективность и надежность колпаковых печей Кузнецова высоко оцениваются пользователями. Интерес к подобным конструкциям возникает не только у жителей России, но и у граждан других стран.

Особенности эксплуатации

Колпаковая печь обладает высокой скоростью нагрева, уступая в этом отношении только «буржуйкам». Кроме того, печь очень чистая — в ней почти не остается сажи и золы. Первая чистка такой конструкции понадобится не ранее, чем через 2-3 года (обычно, гораздо позже, в зависимости от интенсивности пользования).

Основной особенностью такой конструкции является безопасность. Нагрев происходит из-за наличия пробки горячих газов в верхней части колпака, поэтому, необходимость в закрывании вьюшки отпадает. Потери тепла через дымоход практически отсутствуют. Угарный газ выгорает в зоне максимального нагрева, и через дымоход выводится лишь незначительное его количество.

Строительство своими руками

Прежде чем приступить к строительству, необходимо выбрать подходящую модель (писали выше). Надо подсчитать ее мощность (для этого лучше всего воспользоваться онлайн-калькулятором), а также найти проект или порядовку.

У нас на сайте есть несколько проектов колпаковых печей, доступных для скачивания, в том числе их современных модификаций.

Если готовая схема отсутствует, выполнить работу наугад вряд ли удастся даже опытному человеку. Порядовки колпаковых печей — это схемы поочередной выкладки каждого ряда. В них показаны все необходимые зазоры, материалы, другие нюансы. Если есть качественная порядовка без ошибок и описание к ней, то строительство сможет выполнить даже неподготовленный человек.

Работы производятся в два основных этапа:

1. Фундамент. Разбирают деревянный пол, выкапывают небольшой котлован и засыпают его слоем песка со щебнем. Трамбуют до состояния максимальной плотности. Затем устанавливают опалубку, внутрь помещают арматурный каркас, после чего заливают бетон. Выдерживают фундамент до полного застывания бетона (не менее месяца). В идеале строить печь вместе со строительством дома.
2. Кладка печи. Здесь все работы выполняются строго по указаниям проекта и порядовки. Никаких отклонений допускать не следует.

Огнеупорные и теплоизоляционные материалы для печей

9 порядовок колпаковых печей Кузнецова

Остальные проекты ищите в разделе порядовок.

Порядовка 2-колпаковой печи с комментариями

Строить будем двухколпаковую отопительно-варочную печь. Размеры: 1280 × 890 в основании, высота 2017 мм. Обогреваемая площадь порядка 45 метров квадратных. Функционал: отопление, духовка, варочные поверхности, ниша для сушки одежды, заслонка, обеспечивающая летний режим работы (готовка еды без отопления помещения).

Подробный проект этой печи вы можете скачать  здесь. Порядовку с комментариями, которая размещена ниже, лучше использовать вместе с проектом. Это актуально особенно для новичков, которым пригодится максимальная детальность.

Ряд 1. Сплошной ряд, особенностей не имеет.Укладываем ниже уровня чистового пола.

Ряд 3. Формируем камеры:

1. зольную (1),
2. духового шкафа (2),
3. нижний колпак (3).

Между последними двумя — проход.
Устанавливаем дверцы во все три «коридора».

Кроме того, начинаем футеровку.

Ряд 4. Кирпич выступает вовнутрь камеры духового шкафа.
(На нём будет устанавливаться его задняя часть.)

Ряд 5. Делаем вырезы, чтобы установить колосниковую решётку (1).
Срезаем сверху наискосок блоки над дверцей зольной камеры (2).
Сужаем проход в нижний колпак (3).

Перекрываем, ставим решётку.
(Между ней и кладкой — зазоры по 5 мм.)

Ряд 6. Формируем топливную камеру.
Кирпичи в задней и передней части срезаем наискосок (горящие угли при топке будут свободно скатываться вниз) (1).
Канал сзади. Он соединительный между нижним и верхним колпаками (2).
Для правильной установки духового шкафа, подбираем пластинки (3).
Их толщина должна быть такой, чтобы его верх правильно выходил на 9-й ряд печи. Перекрываем проход (4).

Рекомендации по монтировке духового шкафа:

• зазоры по 5 мм между ним и кирпичной кладкой (1);
• обматываем эту часть асбестовым шнуром (2);
• между задней стенкой и печью делаем промежуток в 2 см (3).

Ряд 7. Оставляем нишу для дверцы зольной камеры.

Читайте также: Как закрепить дверцу в кирпичной печи? Способы и рекомендации

Она сама будет выглядеть так:

Закрывается герметично, имеет регулируемые отверстия для подачи дополнительного воздуха, за счёт чего встроенное жаростойкое стекло меньше подвергается закопчению.

Ряд 8.  «Коридор» 2-3 см в текущем и предыдущем ряду. Это сухой шов. Через него удаляются несгоревшие балластные газы.

Ряд 10. Оставляем проход (1).
8 кирпичей срезаем по диагонали (2).

Перекрываем замковыми блоками.

Ряд 11. Шесть кирпичей на входе в варочную выпускаем вперёд примерно на 40 мм, два — вовнутрь. В обозначенных блоках — вырез.

Ряд 11. Устанавливаем плиту. По периметру — зазор не менее 5 мм, располагаем на то же расстояние ниже уровня текущего ряда.

Ряд 13. Зауживаем вход до ширины в полкирпича.Нависающие над ним блоки подрезаем снизу наискосок.

Ряд 15. На обведённые места будет опираться арка.

Выкладываем её из 17 кирпичей, срезанные «на конус» для красоты.

Ряд 16. Отверстие уменьшаем до размера одного целого блока.Ставим задвижку летнего хода.Перекрываем верх нижнего колпака печи.

Ряд 17. Повторно закрываем колпак, оставляем ход для канала.Подрезаем блоки, прилегающие к арке.

Ряд 18. Формируем основание верхнего колпака. Устанавливаем 2 дверцы для прочистки.

Ряд 20. Ставим 2 уголка вплотную для перекрытия варочной камеры.

Ряд 21. Перекрываем. Оставляем выход под вентиляцию и основной дымовой канал.

Ряд 22. Выделенный блок обрезается по диагонали.

Ряд 23. Продолжаем верхний колпак по левой стенке, оставляем дверку.Делаем сушильную камеру. От неё вправо — проход.

Ряд 24. Оставляем выход, соединённый снизу с сушильной камерой (обеспечит лучшую циркуляцию воздуха).

Ряд 28. Делаем вырезы, ставим 2 задвижки: вентиляционную и дымовую.

Ряд 29. Объединяем оба канала.

Ряд 30. Выпускаем вовнутрь, срезаем ряд кирпичей.

Перекрываем полностью.

Ряд 31. Перекрываем весь верх печи (оставляем выход домового канала).Ряд выступает в каждую сторону на 40 мм.

Ряд 32. Размер возвращаем к первоначальному.

Ряд 33. Закладываем основание трубы.

Ряд 34. Добавляем к ней второй уровень.

Окончательный вид в разрезах:

Заключение

Некоторые пользователи произвольно изменяют параметры проекта, поскольку считают, что небольшие изменения не приведут к нежелательным последствиям. Этого делать нельзя, поскольку результатом может стать полная потеря работоспособности.

В заключение следует сказать, что колпаковая печь Кузнецова — это достаточно простое, но весьма эффективное сооружение. Обогрев дома, возможность приготовления пищи (причем, разными методами), возможность самостоятельной постройки вызывают живой интерес у пользователей из разных уголков мира. Сам И. В. Кузнецов не возражает против использования его моделей при самостоятельной постройке, что освобождает домашних мастеров от возможных проблем с авторскими правами.