Возведение отопительной колпаковой печи Кузнецова своими руками

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.

Виды кирпичных печей

Несмотря на современное изобилие нагревательного и кухонного оборудования, очень многие хозяева не представляют частный дом без печи – и это абсолютно правильно. Даже если планируется создать систему автономного отопления, то печное тоже будет нелишним. Например, для того чтобы сэкономить в весенний или осенний период, когда полноценное отопление уже не нужно, но и излишнюю сырость в доме разводить не хочется. Протопив печку раз в день или в два дня, в помещениях можно поддерживать оптимальный баланс влажности и тепла.

Сложить печь своими руками пошаговая инструкция которой имеет замысловатые конфигурации – для новичка будет достаточно сложно. Поэтому, если опыт в печном деле отсутствует, то лучше выбрать доступный вариант порядовки, в котором будет просто разобраться. При выборе модели нужно учесть не только простоту схемы, но и теплоотдачу и функциональность печи, так как бывают печи, в которые предусмотрены не все функции. Теплоотдача выбирается в зависимости от площади, которую должно обогреть отопительное строение. Моделей печей достаточно много, так как опытные печники, работая над одной из них, вносят в ее конструкцию свою коррективы, и благодаря этому появляются новые и новые варианты отопительного прибора. И чтобы остановиться на одном из видов печей, нужно знать, какие они бывают по функциональности.

Из чего можно изготовить печной теплообменник

Для того, чтобы изготовить теплообменник для печи своими руками можно использовать листовую «черную» сталь толщиной 3-5 мм или стальные трубы (круглые или профильные) с такой же толщиной стенок и диаметром 30-50 мм. Как вариант, для этой цели может использоваться лист или трубы из нержавеющей стали или меди. Но, из-за высокой их стоимости, эти материалы при самостоятельном изготовлении печных котлов используются крайне редко.

Из листового металла такие регистры изготовить проще. Их легче чистить при эксплуатации. Но, как правило, они имеют меньшую площадь контакта с пламенем или горячими газами, так как в своем большинстве своем они являются сплошными и в теплообмене участвует только внутренняя их поверхность, обращенная к пламени. Печные котлы из труб, при тех же габаритных размерах, как правило, имеют большую теплообменную площадь (хотя это зависит еще и от количества и от диаметра труб), так как позволяют пламени или горячим газам контактировать, практически, со всей их поверхностью. Но они более сложны в изготовлении. Особенно это касается конструкций, состоящих полностью из труб круглого сечения.

Если для изготовления теплообменника для печи с водяным контуром используются трубы, то лучше всего, если они будут бесшовными (цельнотянутыми). Если же используются шовные трубы, то швы придется дополнительно укреплять сварным швом и располагать с наружной стороны регистра (со стороны кирпичной кладки).

Очень часто при изготовлении печных котлов трубы и листовое железо комбинируют. Делается это для того, чтобы использовать их положительные качества: чтобы и изготавливать было проще, и теплообменная площадь была достаточной.

Отопительно-варочные печи

Отопительно-варочные печи представляют собой соединение отопительной печи и кухонной плиты. Такие печи имеют много преимуществ. Они удобны в эксплуатации, занимают меньше места, чем две стоящие отдельно печи. Горячие газы, имеющие большую теплоотдачу, используются более рационально.

В варочной камере имеется вытяжка, через которую уходят в атмосферу все запахи приготовляемой пищи. Печи имеют два дымохода: один летний, по которому горячие газы прямо из плиты направляются в дымовую трубу; другой зимний, когда горячие газы из плиты направляются по каналам, нагревая печь.

Уход за отопительно-варочной печью гораздо меньше, чем за двумя отдельно стоящими печами. Поэтому они нашли широкое распространение в небольших квартирах, малоэтажных домах, в дачном строительстве.

Печи бывают разных размеров, теплопроизводительности и конструктивных решений. Чаще всего их оштукатуривают.

Ниже приведены различные конструкции печей.

Устройство и принцип работы

Отопительно-варочная печь состоит из:

  • топки, накрытой чугунным настилом, на котором расположены конфорки;
  • щитка – змеевика (бывает вертикальный и горизонтальный), камеры, куда попадает горячий газ;
  • дымоотвода.

Устройство отопительно-варочной кирпичной печи

Фактически это устройство согревает помещение благодаря раскаленному кирпичу, отдающему тепло, и позволяет готовить пищу прямо на огне. Пользоваться такой конструкцией можно и зимой, и летом, если это предусмотрено в проекте. Тогда в жаркое время года печь переключают с помощью заслонок так, чтобы газы уходили сразу в дымоход, минуя змеевик.

Наиболее популярный проект отопительно-варочной печи – шведка. Она может иметь различные модификации:

  • с камином;
  • с духовым шкафом;
  • с сушилкой.

Её отличительные особенности: компактность, эффективность, экономичность, высокая теплоотдача, возможность готовить пищу летом, не обогревая помещение.

Отопительно-варочная печь из кирпича – шведка

Как устроена

Сама конструкция печки несложна. Ниже описание всех её элементов.

Указание всех элементов кирпичной печи на схеме

Она оборудована камерой с дверкой, где происходит сгорание топлива. Это топочная часть печи (8, 9).

Внизу месторасположение колосниковой решётки (7). Через неё происходит поступление воздуха в топку и на неё закладываются дрова.

Зольник и поддувало (4, 6) расположены под колосниковой решёткой. Они оборудованы дверкой, через которую происходит попадание воздуха внутрь печи. Через эту же дверцу вычищают золу.

Хайло (11) представляет собой наклонный канал, куда попадает дым через отверстие около задней стены печки. Этот канал направлен к передней стене печи. Сопло — это место, где сужается хайло. После него идёт П-образный канал, который называется газовый конвектор (16). Его стенки греют воздух, который движется через специальный канал внутри печки. Он называется воздушный конвектор (14). Его выход оборудован дверкой (18), которая в летний период закрыта.

Дымоход оснащён прочистной дверкой (12), через которую он прочищается; задвижкой (15), с помощью которой настраивается режим горения и вьюшкой (17), которая тоже является задвижкой, но служит она для удержания тепла в помещении. Её закрывают в тот момент, когда весь дым уже вышел из печи.

Разделка (23) — это теплоизоляционный материал, которым покрыт дымоход в месте, где он пересекается с чердачным покрытием и кровлей. Распушка (21) — утолщённое место стенок дымохода, там, где происходит его пересечение с чердаком.

Выдра (24) — это тоже уширение дымоходной трубы, только расположено оно уже над кровельной частью. Благодаря ему дождь не проникает в щель между крышей и трубой дымохода.

Помимо этого, печь оснащена фундаментом (1, 2), который тепло- и гидроизолирован; ножками и шпанцами (3); душником (5), который влияет на равномерное распределение тепла по помещению; топочным сводом (10); перегибом воздушного конвектора (13); перекрышем печки (20) и чердачным перекрытием (22).

Выдра и распушка не предполагают расширение кладки внутри дымохода. Это происходит только снаружи и постепенно при помощи добавления к кладке пластин, которые нарезают из кирпичей. Внутри дымоход штукатурят.

Принцип действия печи

Отличительная черта печи в том, что в ней прохождение прогретых газовых масс и циркуляция по трубе происходит под влиянием их силы тяжести, что существенно отличается от обычного перемещения по дымоходу в принудительном порядке. Направляясь кверху, теплые воздушные массы не будут покидать трубу, а начнут скапливаться под колпаком. По мере остывания он опустится, сменяясь новыми порциями горячего воздуха. «>»>»>»>»>»>»>»>»>

Существенным отличием является принцип перемещения нагретых воздушных масс. В колпаковой печи они будут выталкиваться, а колпак может играть роль емкости для подогрева воды, готовки блюд, просушивания вещей и т.д. Схема колпаковой печи позволяет минимизировать недостатки печей с прямым нагревом стенок или прогревом кладки. В них присутствуют 2 контура, взаимосвязанных друг с другом. Они и обеспечивают аккумулирование тепла. Внутренний контур находится вокруг или возле камеры топки. Он сохраняет тепло дольше, поскольку защищается внешним контуром. Последний играет еще и роль дымоотводного канала.

Принцип действия печи
Принцип действия печи

Процесс остывания идет медленней, поскольку воздушные массы, прогретые в зоне топки, перемещаются по всей печи.

Принцип действия печи
Принцип действия печи
Принцип действия печи
Принцип действия печи

В конструктивном решении двухколпаковых печей присутствует два отсека для нагрева. В колпаке нижнего расположения происходит циркуляция нагретых воздушных потоков аналогично стандартной колпаковой модели. Однако они не будут перемещаться в трубу, а начнут поступать в область верхнего колпака, который начинает заполняться и прогреваться. Затем воздушные массы перемещаются в дымоход.

Принцип действия печи
Принцип действия печи
Принцип действия печи
Принцип действия печи

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном

Печь с лежанкой может быть сконструирована своими руками по принципу шведки. Для этого выбираются соответствующие чертежи, порядовка, видео. Такой агрегат также дополняется варочной плитой и духовым шкафом.

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном

Шведские печки из кирпича дополняются многими печниками лежанкой. Они устанавливаются между двумя помещениями (спальня и кухня), способны равномерно отопить помещения суммарной площадью до 30 квадратных метров.

Читайте также:  За счет чего происходит имитация огня в камине?

Агрегат собранный своими руками из кирпича работает в летнем и зимнем режиме. Для работы летом необходимо открыть сразу две существующие заслонки. В зимнее время года, открывается только одна, за счёт чего прогреваться начинает вся печь, а прогретые воздушные массы начинают проходить по длинной дымоходной системе.

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном

Интересно знать: основание такого агрегат небольшое, его размер составляет 1148х765 миллиметров, при габаритах топчана в 1785х638 миллиметров.

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном

Облицовка русской печки с лежаком выполнена одним из наиболее дорогостоящих материалов- изразцами

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном

Все традиционные русские печки, устанавливавшиеся десятки лет назад, дополнительно оштукатуривались

Для возведения нам потребуется:

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном
  1. Красный кирпич 900 единиц;
  2. шамотный кирпич 200 единиц;
  3. Поддувало, дверца для топочного отсека, прочитсные створки, колосник, варочная поверхность, стальные уголки (покупаются отдельно или делаются на заказ).

Небольшая шведка для дачи, оборудованная топчаном

Механизм действия

Принцип работы печи длительного горения основан на пиролизе топлива, при котором сгорает не только сама древесина, но и продукты сгорания. Этот процесс не только существенно увеличивает КПД агрегата, но и позволяет экономить топливо. Кроме того, при таком тщательном сжигании чистить печь приходится значительно реже. Схожими характеристиками обладает традиционная русская печь, но она не идет ни в какое сравнение с данной печью, усовершенствованной «по всем статьям». Уступает она как минимум своими чересчур громоздкими размерами, а также отсутствующей духовкой.

Теплоотдача зависит как от размеров печи, так и от ее конструктивных особенностей, а также от типа используемого топлива. Стоит отметить, что работать печь длительного горения может практически на всем, что горит – дровах, опилках, отработке. Кладка стандартной печи в максимальной комплектации выполняется в полкирпича, она оборудована духовкой, варочной поверхностью с несколькими конфорками, а также приспособлением для нагрева воды, если к печи подключается контур водяного отопления. Топливник накрывается чугунной плитой в целях повышения теплоотдачи, духовка же располагается в стороне.

Механизм действия

Если печь устанавливается в доме, в котором планируется круглогодичное проживание, нужно предусмотреть два режима работы печи: зимний, полноценный, а также летний, в котором дровяная печь используется только для приготовления пищи с духовкой и для нагрева воды.

Летний режим выглядит так: в процессе горения топлива раскаленные газы из топки проходят под варочной поверхностью, нагревая ее и духовку, после чего выводятся через дымоход. В зимнем режиме газы после отдачи тепла плите и духовке уходят не в дымоход, а в верхнюю камеру, где отдают остатки энергии корпусу печи и только затем удаляются из агрегата. Более подробно о механизме работы печи длительного горения можно узнать из видео.

Топка, щиток и дымоход

Главные отличия грубы от плиты на твердом топливе – более мощная топка и отсутствие в топочной части перевала (дымового зуба). Зуб задерживает горячие газы под варочной поверхностью, что в летней плите позволяет уменьшить расход топлива на приготовление пищи. В грубе он не нужен, т.к. избыточное тепло будет израсходовано на отопление.

Читайте также:  Какие трубы выбрать для теплого водяного пола

Более мощную топку печь грубка должна иметь потому, что щиток оказывает дополнительное сопротивление току дымовых газов. Дымоход с усиленной тягой тут не поможет: газы в щитке сразу расширятся, остынут. Их тепловая энергия перейдет в механическую, которая успешно вылетит в трубу. Образно говоря, топка с дымоходом в печи со щитком работают по принципу тяни-толкай, и «толкай» здесь – топка большей мощности. Именно этим объясняются особые требования к топке и печной фурнитуре грубок, см. далее.

Щитки

Топка, щиток и дымоход

В зависимости от назначения грубы отопительные щитки для них выполняются разных типов. Схемы отопительных щитков к печам даны на рис. ниже; топливная часть везде показана условно.

  1. Последовательный ход с короткими вертикальными каналами. Наименее материалоемок и наиболее прост для постройки. Сопротивление току газов наибольшее. Компактность и теплоэффективность печи средние. Чаще все применяемая схема;
  2. Последовательный ход с горизонтальными каналами. Массогабариты печи те же, что и в пред. случае, но построить щиток с горизонтальными каналами гораздо сложнее. Сопротивление току газов прим. в 1,5 раза меньше. Как следствие – теплоэффективность печи выше. Возможно устройство лежанки, т.е. верхний канал греется не сильно;
  3. Последовательный ход с длинными вертикальными каналами. Теплоэффективность как у щитка с горизонтальными каналами, технологическая сложность – как у щитка с короткими вертикальными каналами. Занимает наименьшую площадь, но требует много материалов и хорошего фундамента (см. далее) вследствие большого удельного давления на опору. Оптимальный вариант для домовой отопительной печи на 2-3 комнаты, см. далее;
  4. Параллельный ход. Наивысшая теплоэффективность, наименьшая масса на единицу тепловой мощности. Занимаемая площадь и технологическая сложность наибольшие. Возможно использование с топкой уменьшенной мощности. Оптимум для пристройки к существующей плите без ее переделки.

Примечание: бывают еще щитки последовательно-параллельной схемы или шахматные. Самые сложные, но и самые легкие, сопротивление току газов оказывают наименьшее. Единственно возможный вариант для грубы в дом с отапливаемой мансардой, см. далее.

Особенности комбинированных устройств

В продаже есть заводские металлические изделия, которые обладают схожим функционалом.

Буржуйки, печи-камины, конвекционные печи («Огонь-батарея» и подобные) – такие устройства могут быть снабжены конфорками, однако в домашних условиях воспроизвести их довольно сложно. Кроме того, они не способны аккумулировать тепло и остывают сразу после окончания топки. Очевидно, что комбинированная печь из кирпича за счёт теплоёмкости каменного массива с сетью дымовых ходов будет отдавать тепло несколько часов после затухания углей.

Над плитой отопительно-варочного устройства можно установить купол вытяжки

Среди кирпичных устройств отопительно-варочная печь как класс тоже стоит немного особняком. Сравнивая, в основном приходится говорить о достоинствах:

Универсальность – без сильно нагреваемым металлическим деталям (плита, духовка) теплогенератор быстро и активно даёт тепло. После розжига почти сразу появляется горячая воздушная модели показывают один из лучших КПД среди дровяных печек, соответственно, будет расходоваться меньше топлива.В большинстве конструкций отопительно-варочных печей дымовые газы, выходя из топки, сначала опускаются вниз (первый горизонтальный канал проходит возле пола).

Поэтому даже на уровне ног воздух хорошо прогревается, а в помещениях нет застойных холодных преимуществ даёт применение дополнительного шибера и «летнего хода». При необходимости можно отсечь отопительный щиток и готовить пищу на плите или в духовке даже в тёплое время года. Кроме того, приоткрыв прямой канал, печь растапливается намного проще, особенно после длительного простоя и в сложных погодных правило, это довольно компактное устройство.

По сравнению с отопительной печью аналогичной мощности, примерно на 25-30 процентов меньше потребуется кирпича. Часто вместе со щитком печка является частью перегородки между двумя комнатами и не занимает много полезной площади дома. Правда, есть и крупные конструкции с лежанками, баками, каминами.

Многофункциональная печь с «ярко выраженным» отопительным щитком

Условными недостатками можно считать сложность сопряжения большого количества металлических деталей с кирпичной кладкой, а также ограниченную мощность небольших теплогенераторов, рассчитанную на дома площадью около 40-50 м2.