Как сделать Печь кузнецова с водяным отоплением дома своими руками: порядовка и схема +Видео

В этой статье расскажем об особенностях установки и работы кирпичных печей Кузнецова. Узнаете, какие виды данных печей существуют, почему в конструкции именно два колпака, и для какой цели они устанавливаются.

От чего зависит прочность кладки, какие материалы используются для порядовки печи Кузнецова.

Также, расскажем о типах теплообменников, используемых в кузнецовках.

Печи в домах

Истории создания

В истории создания домашних кирпичных печей , особенно известны мастера и разработчики Кузнецов И. В., Грум-Гржимайло, Подгородников И.С. Кузнецов является автором 150 разработок, которые были воплощены в реальность.

Дымоходы

Классические печи в домах в комплекте с варочными панелями, несмотря на отличия в конструкции, имеют одну особенность, которая их объединяет – естественная тяга дымоотвода.

Эта особенность имеет непосредственное влияние на эффективную работу печи. Без природной тяги, печь не сможет работать, даже современные котлы на твердом топливе нуждаются в этом.

Печь Кузнецова

Особенности конструкции

Но это не относится к кирпичной печи Кузнецова, ведь она сконструирована таким образом, что естественная тяга ей не нужна.

Важно! Главный секрет работы отопительной печи Кузнецова – в свободном перетекании газов, которые не нуждаются в дополнительной энергии.

В печи канальной или обычной, движение газов и воздуха продиктовано присутствием тяги в трубе дымохода.

Естественная тяга – внешний фактор, который действует исходя из:

• перепадов высоты между входом в отверстие печи ниже топки и верхним торцом трубы;
• показателей температур внешнего воздуха и продуктов горения;
• нагрузки ветром.

Учитывая эти нюансы, делаем выводы, что тяга есть даже тогда, когда печь не работает, только бы заслонка оставалась открытой. Во время функционирования печи тяга становится сильнее в несколько раз, а скорость циркуляции газов увеличивается.

Таким образом, в топку заходит большое количество воздушных масс, снижается температура горения, коэффициент сжигания топлива стает меньшим.

Роль заслонки

Сдерживая поступление воздуха при помощи заслонки, мы провоцируем процесс тления топлива при нехватке кислорода. Такой режим не самый оптимальный для получения энергии тепла из дров.

Добиться таких результатов в реальности сложно, а именно потому, что:

• благодаря открытой заслонке, накаленные газы начинают быстрое движение по каналам из кирпича, не успевая нагреть стенки;
• прикрытая заслонка способствует уменьшению скорости движения газов, но кирпич также не успевает вобрать в себя выделяющееся тепло и нагреть комнаты, часть энергии также покидает печь через дымоход.

Учитывая данные особенности, КПД практически всех печей не дотягивает и до 60%. Разработки Кузнецова позволили решить все эти проблемы. Коэффициент сжигания топлива сжигания топлива и расходование тепла, которое выделяется, достигают уровня около 80%.

Такие показатели имеют не все котлы на твердом топливе. Кузнецов И. В., разложил по полочкам основы создания печи, которые бы соответствовали принципам свободного движения газов.

Схема

Принцип работы на простом примере

Для того, чтобы вы могли представить принцип работы печи, рассмотрим элементарный пример. Попробуйте представить костер небольшого размера, который находится на улице. Доступ воздуха непрерывен, а температура горения низкая.

Тепло имеет возможность без определенного направления растекаться в разные стороны.

Если костер накрыть большой емкостью как колпаком, и оставить внутри промежуток, костер не потухнет, но сам процесс горения изменится.

Накаляясь, продукты горения поднимаются природным способом в верхнюю часть чана, препятствуют поступлению не контролированному потоку воздуха снаружи.

Лишь при условии отдачи тепла чану, газы будут проходить процесс охлаждения, опускаясь к проему, проникать наружу, давая место теплому потоку. При таких условиях, в область горения проникает то количество воздуха, которое необходимо для сжигания дров.

Продукты горения

Нагретые продукты горения не вытесняются охлажденным воздухом, до той поры пока не охладятся самостоятельно. Таким образом, процесс входит в стадию саморегуляции.

Особенность печей Кузнецова для дома в том, что их строительство происходит при использовании двух колпаков, а не одного. Они соединяются с помощью вертикального канала.

Данное усовершенствование применяется с целью передачи тепла от сжигания топлива в помещение. Горячие газы совершают путь вверх под купол 1-го колпака, и отдают тепло стенкам.

Таким образом, газы проходят процесс охлаждения и опускаются вниз под тяжестью своего веса и давления поднимающегося раскаленного потока из печи.

Метод деления потоков

Для улучшения данного процесса, Кузнецов разработал метод деления потока продуктов горения по температуре в начале алгоритма работы печи, а именно, вмиг за топливником.

С этой целью, внутренняя зона колпака изолируется от топки при помощи перегородки, которая не достигает свода. За счет этого раскаленный поток проникает в верхний участок.

В отопительных печах Кузнецова для газов с низкой температурой создан специальный сухой шов, который располагается в перемычке, имеет вид отверстия определенного размера.

Таким образом, под 1-м колпаком создастся устойчивое беспорядочное передвижение газов с одинаковым разделом по температурным показателям.

Результат такого процесса таков – в печь не попадает воздуха больше, чем нужно, поскольку его не пускают горячие газы под куполом и перегородкой. Таким образом, дрова сгорают полностью и оставляют отход по зонам.

В колпаке под номером 2, который расположен вверху процесс движения газов такой же. Продукты горения с низшей температурой двигаются внизу, раскаленные двигаются вверх под купол и остывая передают тепло стенкам из кирпича. После охлаждения газы опускаются впродоль отвесной перегородки, затем проникают в трубу дымохода.

Важно! В двух колпаках кирпичной печи Кузнецова есть неизменное давление продуктов горения. Именно давление способствует процессу естественно тяги, поэтому притяжение дымохода не требуется.

Виды печей Кузнецова

Порядовка печей Кузнецова подразделяется на следующие виды:

• печи для бани;
• котлы из кирпича для обогрева дома и воды;
• печи отопления;
• печи отопления с варочной поверхностью;
• печи для выпечки хлеба, тепличные, русские, калориферные.

Печи Кузнецова для бани

Особенности работы печей Кузнецова для бани неизменны – естественное движение газов через 2 колпака. Важно также то, что конструкция бани предусматривает наличие каменки, которую необходимо тщательно нагревать, дабы получить пар.

Кузнецов И. В. предложил использовать такую технологию работы печи, при которой заслонка их камня размещается в духовом шкафу из стали устойчивой к жару. Духовку размещают над самим топливником.

Кузнецов И.В., кроме разработки готовых печей, предлагает и способы правильной укладки печи своими руками. Рассказывает, как правильно сделать планировку в доме, чтобы подобрать правильный вариант установки печи отопления.

Также, существует выбор разработок печек малого размера, для отопления небольших бань, и огромных конструкция для нагревания воды.

Печь Кузнецова с водяным отоплением

Печи Кузнецова с водяным отоплением современного типа с присвоенной им серией КИК (котлы из кирпича) пользуются большой популярностью. По конструкции это котел с колпаком, который выкладывают из кирпича.

Он обладает высоким коэффициентом полезного действия – около 70 – 80%, и ничем не уступает печам схожего типа. Про то, каким образом можно этого достичь, мы рассказали выше.

В печь встраивают 1 – 2 регистра труб из стали, учитывая мощность. Готовые виды таких котлов различают по мощи – 17, 34 и 63 кВт.

Кузнецов предлагает к использованию печи с двумя контурами, которые используют для подогрева воды и других потребностей хозяев. Автор настаивает, для того, чтобы повысить экономичность и эффективность работы печь необходимо утеплять при помощи базальтового полотна.

Современные модели кирпичных печей Кузнецова с куполами оснащены по последнему слову технологий, что способствует догоранию газов до конца.

Для достижения этой цели, под купол второго колпака организовывают подачу второстепенного воздуха. Если в качестве топлива используют дрова хорошего качества, то печь такого типа будет работать как пиролизная.

Для того, чтобы соорудить колпаковую печь Кузнецова своими руками, вам необходимо проконсультироваться с профессионалами своего дела, изучить литературу и чертежи. Ведь, кажущаяся на первый взгляд простота обманчива.

Печь Кузнецова для отопления дома своими руками чистится довольно просто, ведь из-за предельно допустимых температур в топке дотлевает до конца даже зола, а это снижает частоту уборки.

Кузнецовка отличается многофункциональностью, ее часто оснащают варочной панелью, духовкой, котлом для воды. Конструкция дает возможность возводить печи разной формы и размеров, обеспечивать подходящее размещение в доме. К тому же украсить печь внешне можно на любой лад.

При установке отопительной печи Кузнецова, котел устанавливают над топкой в районе колпака № 1. Подогрев воды осуществляется при помощи горячих газов, которые обволакивают стенки из металла.

Кипяток поступает в радиатор через верхние трубы, а через нижние подается ледяная вода. Охлажденный воздух после нагрева во второй раз, поступает во второй колпак, таким образом, поддерживается теплоотдача печи.

Теплообменники в печи делятся на два вида:

• с одной камерой – отделение для воды плоской формы или в виде котла;
• трубчатый – вода в нем все время двигается по трубам, которые размещены параллельно.

Самым эффективным принято считать второй вид, а именно за счет малого объема труб, в которых происходит быстрый нагрев воды и продвижение ее по радиатору. Диаметр труб должен быть не менее 50 мм, в противном случае, вода закипит слишком быстро.

Размер печи Кузнецова с водяным отоплением зависит от того, сколько в ней колпаков, а также вспомогательных функций. В случае, если печь будет использоваться лишь в качестве отопления, хватит и небольшой отвесной конструкции размерами 1м х 1,2м х 2м.

Для успешной порядовки печи Кузнецова, необходимо обратить внимание на выбор материала.

Причиной этому служит высокая температура в топке, которая в разы превышает нормы.

Поэтому обычный кирпич для этой цели не подойдет. Лучшим выбором станет материал из шамотной глины, который способен выдерживать критично высокие температуры. Также, вам понадобится особая смесь для кладки.

Раствор для выкладки шамотного кирпича можно приготовить своими руками только в том случае, если у вас уже есть достаточный опыт и знания технологии. При неправильном приготовлении, даже с малейшими погрешностями, через определенное время кладка начнет растрескиваться и деформироваться.

Важно! Для наружных стен печи нет необходимости использовать с высоким уровнем огнеупорности, поскольку это лишь сократит срок эксплуатации устройства. Объясняется это тем, что при недополучении достаточного нагрева, данный кирпич начнет быстро рушиться.

Прочность кладки зависит от того, насколько равномерно будут прогреваться стены печи. Именно поэтому печки кузнецовки считаются самыми прочными. Если вы решили построить такую печь самостоятельно, следуйте рекомендациям и не изменяйте порядовку конструкции самовольно.

Кирпичная печь с водяным контуром для отопления дома своими руками

Всеобщая газификация и развитие технологий, казалось, должны были изжить печи, как средство отопления дома. Но высокая стоимость подвода газа, оборудования и монтажа, дали новую жизнь печному отоплению.

Дров в России много, технологии отопления существенно модернизировались. Для экономии средств, разумным решением является строительство кирпичной печи с водяным контуром для отопления, своими руками.

Принцип работы

Кроме печи, нагревательным элементом системы с водяным контуром, является теплообменник, который встраивается в топку или дымоход. Вода, проходящая через регистр, нагревается, а затем поступает в трубы и радиаторы, отдавая тепло. За счет разницы температур на входе и выходе из теплообменника жидкость циркулирует в контуре.

Для оптимальной работы в систему встраивают циркулярный насос, который позволяет более равномерно распределить нагретую жидкость по трубам.

Водяной контур необходимо отпрессовать и удалить воздух. Нагреваясь, вода увеличивается в объеме и чтобы система не взорвалась необходимо предусмотреть расширительный бочок. При использовании контура закрытого типа, резервуар может быть в любом месте, в открытой системе расширительный бочок устанавливается максимально высоко.

Для стравливания давления в системе, в ней должен быть предусмотрен автоматический воздухоотводчик для выпуска лишних газов из теплоносителя и предохранительный клапан. Устройства можно объединить в комплекс безопасности, включив в нее манометр.

Таким образом, если включить в систему обогрева дома печь длительного горения на дровах из кирпича с водяным контуром можно существенно сэкономить на отоплении.

Преимущества и недостатки

Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:

• Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
• Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
• Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
• Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.

Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.

Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.

Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:

• Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы;
• Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения;
• Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении;
• Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре.
• При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств.
• Нельзя разжигать печь без воды в контуре. Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников.
• Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.

Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.

Этапы работ

Создание отопительной конструкции с водяным контуром состоит из нескольких этапов:

1. Проект системы, определение местоположения печи, труб и радиаторов, расчет мощности теплообменника.
2. Изготовление (покупка) регистра.
3. Кладка печи с одновременным встраиванием теплообменника.
4. Монтаж водяного контура, включая, трубы, радиаторы, систему безопасности.
5. Проверка системы.

На некоторых стадиях строительства остановимся подробнее.

Про теплообменник

При сооружении печи из кирпича с котлом водяного отопления своими руками следует учитывать множество факторов и рассчитывать проект в комплексе. Любой вид материалов и конструкций имеют свои достоинства и недостатки.

Смонтировать регистр с водой в печь можно несколькими способами:

• Внутри очага;
• В дымоходе;
• В теле печи, рядом с очагом.

В зависимости от места расположения, выбирают материал для теплообменника и его форму:

• Медные – эффективные, благодаря высокой теплопроводности металла, но из-за низкой температуры плавления меди, необходимо постоянная циркуляция воды в системе;
• Стальные – для котлов применяются жаропрочную сталь с толщиной стенки 4-5 мм. Для долгой службы стальных конструкций воду из них сливать не рекомендуется.
• Нержавеющая сталь – дорогой, но наиболее подходящий материал для котла. К недостаткам можно отнести только трудоемкость изготовления.

При выборе вида материала и места установки теплообменника стоит помнить, что расположив водяной контур в очаге, в летнее время вся система будет нагреваться, чтобы этого избежать придется выводить отдельные батареи для снятия лишнего тепла.

При установке теплообменника в дымоходе, в конструкцию печи вносят дополнительные заслонки, которые не нагревают котел во время летней эксплуатации печи. При этом следует учитывать, что теплообменник должен быть большего объема, чем при встраивании его в очаг. Кроме этого, котел не должен снижать пропускную способность дымовых каналов.

Расчет мощности и размеров

Для нормального обогрева помещения необходимо правильно рассчитать площадь регистра и его мощность. Для кирпичной печи достаточно приблизительного расчета, точный сделать невозможно, из-за множества факторов и переменных.

Из практики известно, что для отопления 10 м 2 помещения требуется 1-1,5 кВт энергии. С одного квадратного метра теплообменника можно получить 5-10 кВт. Чтобы определить мощность регистра более точно, необходимо учесть:

• Месторасположения змеевика в печи;
• Вид топлива – дрова, уголь. При сжигании, дрова дают меньше тепловой энергии.
• Примерную температуру в очаге и месте расположения теплообменника;
• Среднюю температуру воды во всем контуре;
• Коэффициент теплоотдачи материала, из которого сделан змеевик.

По мере сгорания топлива, мощность теплообменника будет снижаться, поэтому рассчитанную площадь змеевика лучше увеличить на 10-15%.

Сооружение отопительно-варочной печи с водяным контуром своими руками

Сделать печное отопление в частном доме можно самостоятельно, главное внимательно ознакомиться с рекомендациями и внимательно и последовательно осуществлять все виды работ. В-первую очередь следует выбрать подходящий вариант, печь может быть с варочной поверхностью, камином, лежанкой и сушилкой. Всё зависит от размеров помещения и функционала.

Расходные материалы

Для изготовления конструкции, без учета дымохода и фундамента, потребуется:

1. Кирпич красный полнотелый – 710 шт.
2. Кирпич шамотный огнеупорный – 71 шт.
3. Топочная дверца 210х250 – 1 шт.
4. Поддувальная дверца 140х250 – 1 шт.
5. Дверца зольника 140х140 – 7 шт.
6. Колосниковая решетка 250х300 – 2 шт.
7. Чугунная варочная поверхность 710х410 – 1 шт.
8. Теплообменник стальной 750х500х350 – 1 шт.
9. Задвижка печная 130х250 – 1 шт.
10. Задвижка для варочной камеры 130х130 – 1 шт.
11. Полоса стальная 50х5х400 – 1 шт, 50х5х980 – 3 шт.
12. Стальной уголок 50х50х980 стенка 5 – 2 шт.
13. Предтопочный лист 500х1000.

к содержанию ↑

Схема и размеры будущей печи

Характеристики отопительной-варочной конструкции с регистром:

• Габариты печи длина/ширина/ высота 1020х1160х2380мм
• Размер теплообменника 750х500х350 мм, материал – листовая сталь, стенка 5 мм внутри очага, внешняя – 3 мм.
• Мощность регистра – 5,5 кВт при закладке дров 2 раза в сутки, что хватает для обогрева 60 м 2 , мощность может быть увеличена при активной эксплуатации до 18 кВт при использовании принудительной циркуляции обогреваемая площадь достигает 200 м 2 .

1. Общий вид.
2. В разрезе.
3. В разрезе с другой стороны.

к содержанию ↑

Описание кладки печи с водяным контуром

Работы необходимо начинать с изготовления фундамента, затем подготовить необходимые материалы, как для сооружения печи, так и для системы водного контура.

Важно! Теплообменник необходимо опрессовать до монтажа.

В соответствии с порядовкой отопительной печи с водяным контуром осуществляется кладка и монтаж приборов.

Схема кладки печи с водяным котлом отопления:

1. Выкладывается первый ряд кирпичей, важно не допустить перекосов, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Кладка должны быть прямоугольной, в дальнейшем это повлияет на всю конструкцию.
2. Второй ряд начинает формировать зольную часть, устанавливается поддувальная дверца 140х250.
3. Третий ряд по схеме (повтор).
4. Четвертый ряд формирует очаг, для которого используется шамотный кирпич, для установки колосниковой решетки в кирпичах делаются пазы. Решетка устанавливается с зазором 5 мм, потом устанавливается котел (водяной контур).
5. Пятый ряд кладется с зазором 5-6 мм от котла, за теплообменником остается свободное пространство. Устанавливаются две дверцы зольника.
6. Устанавливается дверца топки и шестой ряд кирпичей, горизонтальный и задний канал разделяются. Для лучшей тяги на пятом ряду каналы должны быть объединены.
7. Ряды 7,8 выкладываются по схеме, желтым цветом обозначен шамотный кирпич.
8. —
9. На девятом ряду около трубы выпуска необходимо оставить зазор. Две половинки шамотного кирпича над дверцей срезаются. Горизонтальный канал делится на две части. На этом же ряду устанавливается срезанный наискосок ¾ шамотный кирпич.
10. На десятом ряду кирпичи ложатся перпендикулярно, пространство над теплообменником уменьшается.
11. На одиннадцатом ряду кладки с торцов печи выполняется во внутрь, делаются пазы для варочной поверхности. Монтаж чугунной варочной поверхности, зазоры должны составлять 5 мм и стального уголка.
12. Формируется варочная камера (12 ряд).
13. 13 ряд по схеме.
14. На 14-м ряду устанавливается зольная дверца, канал увеличивается на всю длину.
15. 15 ряд аналогично с учетом перевязки швов.
16. на 16-м ряду перекрывается варочная камера с помощью уголка и стальной полосы 50х5х980.
17. на 17-м ряду завершается перекрытие варочной камеры.
18. на 18-м ряду необходимо установить две стальные полосы 50*5*980. Кладка как на схеме.
19. 19 ряд перекрывает варочный купол, в полкирпича остается отверстие для вытяжки, в соседних кирпичах делают пазы для задвижки. Устанавливается задвижка 130х130.
20. 20 ряд – основание верхних газоходов, одновременно ставятся четыре зольных дверцы.
21. 21 и 22 ряд продолжают формирование перегородок.
22. —
23. На 23 ряду выкладывается 4 канала. Левый нижний основной.
24. Ряды 24, 25, 26, 27, 28, 29 согласно схеме (они повторяются, в перевязку).
25. —
26. —
27. —
28. —
29. —
30. 30-тый ряд начинает объединять дымоходы, кроме основного.
31. —
32. —
33. 33 ряд. Перекрывается печь.
34. На 34-м ряду – второй слой перекрытия, подготавливаются пазы для дымовой задвижки. Устанавливается дымовая задвижка.
35. 35 ряд завершает кладку печи и является основанием дымовой трубы.

Дымоход изготавливается индивидуально, в зависимости от этажности и типа перекрытия. На готовую печь сооружается дымоход, подключается система водяного контура.

Вывод

Для отопления дома печь с водным контуром является наиболее экономичным вариантом, однако для полноценного использования горячей воды, необходимо добавить в систему теплоаккумулятор, что влечет дополнительные расходы.