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:

Разновидности печей Кузнецова и их порядовка

Дом нельзя считать комфортным, если в нём отсутствует качественная и надёжная система отопления. Печи Кузнецова решают проблемы обогрева и приготовления пищи в домах и на дачных участках, куда невозможно подвести газ, а электроснабжение нестабильно. Наряду с положительными качествами «Кузнецовки» не лишены недостатков. Об этом надо помнить, выбирая купольные варианты печей.

Особенности конструкции и принцип работы

В канальной печи горячий воздух движется по направлению от топки в сторону дымохода. При этом нагреваются стенки конструкции, от которых тепло излучается в помещения. В таких нагревательных дровяных конструкциях продукты сгорания удаляются естественным образом. Чем лучше тяга, тем быстрее горячий воздух отводится на улицу. КПД устройства достигает не более 60%. До 40% тепла «отапливает» окружающее пространство.

Канальные модели громоздки, прогрев неравномерен — на начальном участке (пока воздух горячий) стенки прогреваются сильнее, в конце дымохода меньше. Разность температур часто приводит к появлению трещин в структуре стен.

В кузнецовских печках используется иной способ удаления горячих продуктов сгорания. На его пути устраивают один ли несколько колпаков, в которых происходит воздухообмен.

Сообщаются камеры через узкие щели, называемые «сухими швами».

Нижний колпак объединён с топкой. Под «куполом» за счёт законов физики скапливается горячий воздух, который прогревает стенки печи, сам при этом охлаждается. По мере горения топлива в колпак поступает новая порция тепла, вытесняя остывшие массы вниз. Охлаждённый воздух перетекает во второй купол, где процесс повторяется.

В зависимости от объёма, подлежащего обогреву помещения, колпаков может быть несколько, располагают их один над другим по вертикали. Существуют модели, где купола находятся рядом друг с другом в горизонтальной плоскости.

Плюсы и минусы печей Кузнецова

Любым конструкциям для обогрева присущи достоинства и недостатки. Выбирая колпаковый вариант построения, учитывают положительные свойства:

• Меньшее количество кирпичей в постройке, так как купола полые.
• Кузнецовки меньше по массе, а фундамент проще.
• КПД купольных моделей достигает 80%, что позволит экономить топливо.
• Печи Кузнецова строят с разной конфигурацией куполов (в горизонтальной и вертикальной плоскости), поэтому можно обогревать высокие дома и просторное одноэтажное жильё.
• Пустоты в кладке и тонкие стенки прогреваются быстрее по сравнению с классическими русскими печами. В то же время горячий воздух сохраняется в куполах, а не уходит через дымоход, поэтому остывают кузнецовки долго.
• Во втором отсеке можно установить теплообменник для воды. Отсутствует непосредственный контакт пламени и стенок теплообменника, что исключает прогорание металла. В качестве ёмкости для нагрева воды можно использовать металлический или алюминиевый бак.
• Дополнительная заслонка переводит устройство в режим летнего использования — второй и третий колпак исключаются из процесса, и печь можно использовать только в режиме приготовления пищи, не нагревая воздух в помещении.

В то же время купольные печи не лишены недостатков:

• Строительство обходится дороже, за счёт большей оплаты работы мастеров.
• Сложность и конфигурация каналов усложняет чистку от сажи и нагара.
• Внушительные геометрические размеры для мощных моделей.
• Быстрый нагрев требует повышенного расхода дров, часть которых на начальных этапах прогорает не полностью.
• По отзывам владельцев срок службы ограничивается 15-ю годами.

Строить купольную печь начинают только после тщательного анализа всех плюсов и минусов конструкции.

Разновидности для различных целей

Игорем Кузнецовым и его командой создано большое количество универсальных и специализированных моделей. Одни предназначены только для обогрева помещений, другие дополнены элементами для приготовления пищи или нагрева воды. В отдельное направление выделены камины.

Чертежи испытанных на практике вариантов собраны на сайте изобретателя. Для удобства конструкциям присвоены буквенно-цифровые обозначения.

Отопительные

Различные варианты компоновки куполов позволяют выполнять конструкции для обогрева одно- и двухэтажных домов.

Отопительные модели сокращённо обозначены как ОИК (отопительные И. Кузнецова). Можно найти варианты с топкой, находящейся внутри комнаты или в подсобном помещении.

Для разнообразия и придания нужных качеств есть печи, дополненные тёплыми лежанками (ОИК -6 леж. И ОИК 19 леж.) и сиденьями (ОИК-7с).

В некоторых изделиях встроены духовки. В этом случае в кодовое обозначение добавлена буква Д, например, ОИК-5Д.

К отопительным относятся и печи со встроенным камином.

Модели РТИК (русская теплушка И. Кузнецова) нужны для обогрева больших помещений. Они массивны, нуждаются в крепком фундаменте.

Варианты с камином

Камины, помимо отопительной функции, выполняют роль украшения интерьера. Топка в этом случае открытая, огонь можно наблюдать визуально. Печи оборудованы топкой для обычного обогрева, которая может располагаться на фасаде, с правого, левого бока, или сзади.

Для строительства выбирают вариант, при котором удобно обслуживать печь из подсобного помещения или прихожей — дрова не придётся носить в жилую комнату. Работа с отходами (золой) также не подразумевает неизбежной грязи в помещении при чистке зольника и поддувала из прихожей.

Разработаны варианты ОИК-К с лежанками, встроенными духовками и угловым камином.

Котлы

Для организации водяного контура отопления разработаны варианты с обозначением КИК (котёл И. Кузнецова). Во второй купол встроен стальной теплообменник. Вода циркулирует по системе за счёт электрического насоса.

Модели рассчитаны на мощность 16, 17, 34 и 64 кВт. Первый вариант (16 кВт) оборудован варочной панелью.

Отопительно-варочные

Универсальные отопительно-варочные печи предназначены для домов с круглогодичным пребыванием. В модели вмонтированы варочные панели и духовки, полочки для подогрева пищи и воды.

Топка может располагаться с фронтальной или боковой стороны, что позволяет выбрать вариант для любого варианта интерьера.

Опционно предлагается монтаж лежанки. Для больших помещений делают удлинённые топки, что позволяет использовать дрова большого калибра. Они дольше горят, подбрасывать топливо придётся реже.

Размер варочной плиты зависит от состава семьи. Для 2–3 человек выбирают уменьшенную поверхность, что экономит топливо.

Для бани

В отдельное направление И. Кузнецов выделил банные печи. Есть три разновидности: БИК, БИК БК и БИК ПК. Сокращение БИК соответствует назначению, а добавочные символы говорят, что конструкция оборудована камином.

Для разной планировки выбирают модели, которые различаются местом расположения топки и камина — в парной, комнате отдыха или в предбаннике.

Строительство своими руками

Браться за строительство своими силами уместно только человеку с навыками каменщика. В печном строительстве есть много тонкостей, которые становятся понятны только после многих лет работы. Основные моменты стоит узнать, чтобы проконтролировать работу нанятых мастеров и самостоятельно выбрать материалы.

Выбор модели

Строительство начинается с выбора модели. Ещё на этапе изготовления проекта определяют:

• назначение;
• необходимую мощность теплоотдачи;
• конфигурацию;
• материалы для кладки и их количество.

В сводной таблице на сайте указаны: геометрические размеры и теплоотдача каждой из сторон. После перехода в раздел «чертежи бесплатно» по порядовке с точностью до кирпича вычисляют количество материалов. За чертежи некоторых печей придётся заплатить небольшую сумму — для покупки потребуется регистрация на сайте.

Материалы и принадлежности

Все расходные материалы подбирают и покупают заранее, так как после начала строительства можно быстро не найти, например, дверцы или задвижки необходимого размера.

Для выкладки камеры сгорания печи потребуется жаропрочный кирпич

Для кузнецовской печи потребуются:

• три вида кирпичей — полнотелый красный с маркой не ниже М-150, шамотный жаропрочный, лучше ШБ-8 и отделочный для наружного слоя кладки;
• песчано-цементная смесь для печей;
• литые изделия согласно чертежу — дверцы для топочной и зольной камеры, колосник, задвижки и вьюшки, дверцы для очистных каналов;
• проволока для перевязки рядов из расчёта укладки по периметру каждых двух рядов;
• уголки перекрытия для топки;
• сетка арматурная для заливки фундамента;
• асбестовый шнур для термоизоляции чугунной фасонины.

Для работы понадобятся мастерок или кельма, ёмкости для замешивания растворов, уровень, расшивка, рулетка и отвес.

На первом этапе строительства обустраивают фундамент, длина и ширина которого соответствует размерам печи. Для этого делают углубление в грунте, насыпают и утрамбовывают 10–15 см песка. Подготовленную опалубку заливают тяжёлым бетоном.

Верхний край залитого фундамента делают на 13–15 см ниже уровня пола, потом углубление закладывают двумя слоями огнеупорного кирпича. Они нужны, чтобы тепло не уходило сквозь пол в грунт.

Время набора фундаментом полной прочности 28 суток, но начинать кладку можно через 17–20 дней, если строительство не планируют завершить очень быстро.

На следующих этапах возводят «тело» печи, строго выполняя инструкции, соблюдая порядовку и выверяя горизонтальный и вертикальный уровни.

Проход дымохода сквозь перекрытия обеспечивают теплоизоляцией, исключающей нагрев строительных материалов.

Сразу после окончания строительства делают пробную топку низкой интенсивности. В это время выгорают все вещества, дающие неприятный запах, а стенки прогреваются и высыхают равномерно.

Стоит ли строить самостоятельно

Количество методического материала на сайте изобретателя и порядовые чертежи позволяют построить колпаковую печь для бани или дома самостоятельно. При этом обязательно соблюдают последовательность работы. Владельцы недвижимости, которые не уверены в своих строительных навыках, обращаются в специализированные фирмы.

Устройство мощных купольных конструкций лучше доверить профессионалам. В конечном итоге это сэкономит время и финансы.

В любом случае стоит потренироваться, возведя малогабаритную отопительную печь Кузнецова, например, в подсобном помещении или сарае для домашних животных. Только после этого можно приступить к строительству печи в жилом доме. Правильно выбранная и изготовленная конструкция прослужит долгие годы без поломок.