Устройство печи Кузнецова с водяным отоплением: как сложить своими руками

Созданная технология обогрева помещения И. В. Кузнецовым еще в 1962 году до сих пор актуальна и регулярно совершенствуется. Максимальная польза достигается за счет того, что холодный и горячий воздух никуда не выходят, а по мере нагрева или остывания меняются местами. Холодные потоки стелются по низу, а нагретые поднимаются.

Особенности печки Кузнецова

Обогревательная установка печь Кузнецова с водяным отоплением помимо максимального коэффициента полезного действия в сравнении с иными печными конструкциями имеет еще несколько отличительных параметров.

От того, что весь воздух удерживается внутри системы обогрева, достигаются максимальные температурные показатели, от которых перегорает все, даже зола. Поэтому печь не нужно часто чистить или переживать за засорение продуктами сгорания.

Мощность установки помогает прогреть даже просторное помещение, что дает волю фантазии хозяина дома и печника: возможно выложить практически любые форму, размер.

Выложить сооружение своими руками вполне реально, но за чертежами стоит обратиться к опытному специалисту.

Подробный обзор печки водного нагрева Кузнецова представлен ниже:

Плюсы и минусы водяного отопления

По сравнению со стандартной деревенской печью, модель Кузнецова выделяет больше тепла почти в три раза. Что позволяет использовать ее для отопления больших домов, просторных дач, при том, что итоговая сумма расходов на топливо будет одинаковой.

Расходным материалом для сгорания являются древесина и уголь, которые продаются по достаточно удобной цене, могут быть доставлены на дом, а хранить их можно в ближайшей постройке. Также допускается постройка специального навеса, но тогда лучше его выполнить так, чтобы было как минимум три стены, а через четвертую дрова или угольки не мочили осадки.

КПД печи Кузнецова выше почти вдвое, а постоянный нагрев не испортит, а будет только на пользу кирпичной клади.

Качественный кирпич, цементный раствор – не самые дорогие материалы, поэтому вполне реально сделать хорошую, бюджетную печку.

Преимущества и недостатки конструкции

С другой стороны, для согрева небольшого домика такой вариант совершенно не подойдет – будет слишком жарко.

В период с поздней весны до ранней осени использовать агрегат для готовки не получится, поэтому придется поискать альтернативное решение проблемы питания.

Установленный внутри водяной котел необходимо периодически менять, так как при постоянном нагреве до экстремальных температур нарушается целостность металлического резервуара.

Схема печки с водным контуром

Подключение печки к водяному контуру позволит существенно увеличить эффективность работы установки, что достигается за счет лучшего распространения тепла по дому без повышения мощности горения. В этом деле очень поможет подробная схема.

При формировании данного типа системы, котел под воду устанавливают по центру печи, как можно ближе к топке или прямо над ней. Через нижнюю трубу происходит подача холодной воды, которая, пройдя сквозь весь контур, нагревается, а сверху, под давлением движения потока, направляется обратно по трубам.

Схема движения воздушного потока

Отсек для теплообмена возможно установить один из двух типов. Однокамерная модель – это прямой резервуар, сформированный котлом или плоским ящиком. Трубчатый вариант предполагает передвижение по размещенным друг над другом трубным каналам.

Большую ценность представляет собой второй способ, так как за счет малого объема наполняемого пространства водный поток постоянно движется по трубам. Следует брать полые направляющие с диаметром не менее 5 см, чтобы вода внутри не закипала.

Вне зависимости от выбора, габариты печи напрямую зависят от того, сколько будет колпачков теплообменного участка, а также какие дополнительные участки нужно встраивать.

Как сделать своими руками

Если решено возводить печку собственными силами, то необходимо особое внимание уделить качеству используемых материалов, подготовить полный набор инструментов, сделать чертеж будущей конструкции или заказать таковой у специалиста.

Материал

В отличие от стандартного отопительного построения, вариант Кузнецова разогревается до экстремальных температур, поэтому простой печной кирпич уже не подойдет.

Нужно выбрать варианты с шамотной добавкой, которая придает кирпичам жаропрочность, огнеупорность. Огнестойкие варианты для всей печи использовать не обязательно, достаточно высоких показателей жаростойкости, а данными изделиями выкладывают топку. Для самой кладки лучше подобрать наиболее адаптированные смеси, способные выдерживать подобную нагрузку.

Какой кирпич нужен

Теплообменный агрегат приобретают в строительном магазине, из высокопрочной стали большой толщины, либо чугуна.

Далее остается найти дверцы, заслонки, ручки, крепежные элементы и прочие вставки.

Инструмент

Помимо закупки материалов, необходимо сразу подготовить все требующиеся инструменты.

Обязательно нужно позаботиться о достаточно большой таре для наведения раствора, но не слишком большой, чтобы получались небольшие партии. Тогда смесь не успеет отвердеть до следующего этапа работ.

Вымешивать лучше при помощи строительного миксера – электродрели со специальной насадкой. Тогда будет достигнута максимальная однородность, разобьются все комочки.

Нанесение сырья производится посредством мастерка, который имеет второе название – кельма. Форму выбирают наиболее удобную для конкретного случая.

Строительный уровень – главный помощник при сооружении ровной, аккуратной печки.

Также потребуются рулетка, правило (очень длинная рейка/профиль/уровень), сварочное оборудование и пила-болгарка с дисками по металлу.

Для личной защиты требуется одеть одежду из плотной ткани, закрытую обувь, рабочие перчатки. Желательно защитить голову и глаза от загрязнений кепкой или шапку, специальные очки. Работа со сваркой потребует специальной маски, защищающей зрение.

Подготовительные работы

Установка отопительного оборудования возможна только с соблюдением правил пожарной безопасности. То есть, необходимо сделать отступ от 30 см от ближайших стен, перегородок, потолка. При монтаже водного контура потребуется предусмотреть удобное подключение к системе отопления дома.

Близлежащую поверхность рекомендуется сразу обшить негорючим материалом, чтобы предотвратить возгорание от внезапно выскочивших угольков.

Главное, что нужно сделать – это качественный фундамент, который примет полную нагрузку сырого сооружения, будет опорой обогревательной системы.

Под основание выкапывают пространство, глубиной от 15 до 25 см, шириной немного больше, чем будущая печь. На дно насыпают песчаную подушку, тщательно трамбуют, всыпают среднего размера щебень. Получается, что почти вся ямка уже заполнена, но остается еще сантиметров 5.

Фундамент под печь Кузнецова

Строительная смесь заливается таким образом, чтобы сверху покрывала щебенку. После отвердевания базу укрывают двумя слоями рубероида для гидроизоляции.

В конечном итоге, фундамент должен немного возвышаться над уровнем пола, приблизительно на 10 см.

Пошаговый алгоритм кладки печи Кузнецова

После того, как поверхность застелили рубероидом, начинают кладку первого ряда прямо на гидроизоляцию. Каждый кирпич должен быть выровнен по строительному уровню, а между блоками выдерживают расстояние 3 мм, которое будет швом. Не следует простукивать кирпичики для плотного прилегания, их нужно плавно прижимать, слегка смещая из стороны в сторону для того, чтобы выпустить оставшийся воздух.

Следующий ряд выполняют со смещением каждого кирпича таким образом, чтобы блок располагался над межкирпичным швом предыдущего яруса.

Для контроля ровной кладки на всех этапах работ используется специальное приспособление – порядовка. Это может быть деревянная рейка или угловой металлопрофиль, который будет помогать выкладывать печь максимально ровно.

На местах установки дверок их рамки обматывают асбестовой проволокой и «сажают» на раствор, продолжая движение кирпичиками.

Трубные части водяного контура монтируются на постоянное место с оставлением зазора не менее 1,5 см от кирпичей. Далее выкладывают топку.

Размещение теплообменника

Топку делают двухслойной: снаружи идет красное изделие, а внутри белое огнеупорное с добавлением шамота. Нижняя часть закрывается железной решеткой, которая будет дном. Обязательно должно быть достаточное расстояние для отделения золы в поддувало.

Закладывается второй колпак, от которого также выдерживают зазор до кирпичных блоков.

Дымоход должен быть выложен максимально аккуратно, чтобы не допустить утечек гари или дыма. Новичкам рекомендуется использовать трубы из плотной нержавеющей стали, а снаружи, по желанию, можно выполнить кладку.

Чтобы правильно подключить водный нагревательный элемент, чаще всего применяют циркуляционный насос, повышающий скорость и свободу передвижения жидкости.

В местах вывода труб ставят краны, обматывают их изолирующим жароуплотнителем. Теперь от выведенной трубки проводят ветвление системы для подключения батарей, радиаторов по заранее выбранному плану.

Входящий участок контура соединяют с отводом под холодную влагу, насосом для перекачки воды по системе отопления.

Общий вид в процессе кладки

Чтобы предотвратить разрыв труб, обязательно устанавливают расширительный бак. Большим спросом пользуется расширитель мембранный закрытого типа. Принцип работы установки заключается в том, что при повышении давления внутри тру горячая вода вбирается внутрь бачка, а когда все регулируется, сверху на мембрану давит воздух, выталкивая жидкость обратно в трубы. На случай экстремального повышения нагрузки следует установить краны Маевского.

Регулирование внутритрубного давления проводят, сверяясь с показаниями термостата. Поэтому его монтаж важен для нормальной работы системы.

Какие могут быть трудности

При выполнении строительных работ впервые могут возникнуть некоторые сложности, напрямую связанные с малым количеством опыта.

При неправильно наведенной строительной смеси существенно понижается срок эксплуатации печи, повышается риск появления трещин, осыпания швов, выпадения блоков.

Если не оставить между теплообменником и кирпичной кладки 1,5-сантиметрового зазора, то в процессе нагрева и расширения металла стенки печки будут подвергаться давящей изнутри силе. Из-за этого возможно растрескивание швов, их крошение.

Участки вывода труб не бетонируют, лучше оставить немного свободного пространства и вложить уплотнитель.

Между стенами топочной камеры и печки также требуется выдерживание пустого места под изменение размеров кирпичей во время нагревания. Сама топка выкладывается шамотными огнеупорными блоками, расширительные показатели которых сильно отличаются от своих керамических или иных жаростойких аналогов.

Обогревательная конструкция с водным контуром является достаточно сложным в исполнении процессом, требующим постоянного контроля действий. Малейшие нарушения способны свести все усилия на нет, а невидимые дефекты могут угрожать жизни и здоровью.

Техника безопасной эксплуатации водяного котла

Исправная работа отопительной установки, большой срок эксплуатации напрямую зависят от обращения с печкой с первых дней после создания.

Нельзя пытаться отапливать дом, если из теплообменника была слита вода. Полученные повреждения исправить уже не получится.

Также нельзя вливать жидкость в трубы, если печь уже нагревается, а собственник потом вспомнил об этом, так как контур начнет трескаться от перепада температур.

Допускается закачка влаги без использования циркуляционного насоса, но тогда скорость водного перемещения значительно снизится. Это повлечет уменьшенную теплоотдачу системы обогрева.

Если в холодное время планируется перерыв отопительных работ, то предотвратить промерзание труб возможно, если залить внутрь труб специализированный антифриз.

Не допускается перекрытие тока воды во время горения печки, так как без полного остывания появляется риск разрыва перегревшегося теплообменника.

Отопительная печь конструктора Кузнецова несет большую потенциальную пользу для быта, особенно в условиях холодного климата. Но сложность исполнения, наличие множественных нюансов кладки, потребуют обязательной консультации с опытным мастером печных дел.

Пошагово процесс сборки печки Кузнецова показан в нижеследующем видео:

Печи Кузнецова: печь с водяным отоплением для частного дома

Кирпичные печи Кузнецова давно на слуху. В отличие от обыкновенного агрегата, особенностью данной кирпичной печи стал высокий КПД – 93-95%. Увеличение вызвано применением в установке особой системы выходных газов, которые при сгорании топлива не покидают топку по каналам, а остаются внутри особого колпака, отдавая тепло.

При этом способность тяги не уменьшается, загазованности нет. Впервые теорию разработали академики В.Е. Грум-Грижайло и И.С. Подгородников, а воплотил идею в материальное доказательство Игорь Кузнецов, чьё имя и носят агрегаты. Стоит подробно рассмотреть достоинства таких агрегатов, если владельцы желают сделать собственный дом комфортным и традиционно русским.

Недостатки кирпичных печей

Как бы парадоксально это ни звучало, но любая кирпичная печь имеет два недостатка: горение и большую температуру дымовых газов. Естественно, без этих составляющих работа печей была бы невозможна, однако, именно эти два показателя снижают КПД обыкновенного кирпичного агрегата, выстроенного предками. Подробнее:

Возникающие в процессе горения продукты, это СО и Н2О. В результате образования даже небольшого количества, эти вещества в большей степени препятствуют нормальному полному сгоранию дров или угля. При этом чистая температура, использующаяся на обогрев помещения и воды, значительно снижается, топлива требуется больше.

Из первого пункта вытекает – нужное количество тепла, требует увеличение топлива, которое, в свою очередь, влечёт больший прогрев дымовых газов. Они покидают печь и, следовательно, уносят произведённые калории с собой. Приходится снова «кормить» агрегат, чтобы сохранять комфорт внутри.

Как минимум возрастает потребность в чистке газоходов. И как итог: большой расход топлива и при этом низкий КПД. Что предлагает колпаковая печь Кузнецова из кирпича? Конструкция усовершенствована специальной кирпичной кладкой, в форме ёмкости, с выходом газов в нижней части. При этом:

• Газы при горении расслаиваются на горячие и менее прогретые. По закону физики, наибольшая температура устремляется вверх, задерживаясь в колпаке, а холодные продукты выходят по каналу внизу печи.
• Так как колпак расположен в непосредственной близости от топки, то оставшиеся дымовые газы догорают прямо в нём, отдавая свою температуру стенкам и встроенному нагревательному элементу с носителем.

Объёмные печи по этому методу имеют несколько колпаков сгорания, что позволяет использовать агрегат в домах больше одного этажа. Горячие дымовые газы задержатся в них до тех пор, пока не отдадут всё тепло. Выгода естественна – сохранение топлива и увеличение КПД.

Устройство оригинальной печи Кузнецова с водяным котлом

Принципиальная схема, которую представляет собой печь Кузнецова для деревянного дома, проста:

1. Топка.
2. Сухая кладка, закрывающая теплообменник от непосредственного взаимодействия с пламенем.
3. Колпак с водяным котлом.
4. Верхний колпак.
5. Дымоход.

Снаружи, над нижним колпаком устраивается варочная панель. Её следует сделать цельной, без конфорок. Иначе большое количество швов может стать выходом для продуктов сгорания. Над вторым колпаком устраивается другая полезная площадь или даже лежанка – в старину, теплом печи поднимали больных и немощных.

Самостоятельная кладка печи Кузнецова с отопительным котлом

Несмотря на сложность работы, в отличие от возведения простой отопительной системы, сложить печи Кузнецова с водяным отоплением своими руками вполне возможно. Важно лишь скрупулезно следовать инструкции. Итак, работа делится на несколько этапов.

Сборка отопительного котла

Затем секции соединяют, используя в качестве герметизации асбест-шнур, предварительно вымоченный в олифе. Его наматывают на соединения и осторожно сбивают конструкцию вместе с чугунными ниппелями. Оставляют свободными отверстия, с одной стороны – верхнее и нижнее. Туда будут проведены трубы подачи-обратки. Таким образом, теплообменник для печи готов.

Кладка печи

Процесс начинается с фундамента. Его устраивают на платформе дома, а не на досках пола – во-первых, это небезопасно, во-вторых, вес даже небольшой печи способен проломить лаги. Особенности фундамента для печи Кузнецова с водяным отоплением есть:

Он не должен быть связан с общим основанием дома. Это особенно важно, если объект ещё не дал окончательной усадки. То есть устанавливать его нужно на грунт, с соблюдением всех требований к любой платформе – амортизация, армирование, опалубка, заливка.

Если решено печь примкнуть к стене, то зазор между фундаментом агрегата и ней, должен быть всё равно. Его впоследствии засыпают песком.

Глубина котлована должна быть соразмерна уровню промерзания. Ширина будущего фундамента должна быть на 10-15 см больше с каждой стороны.

После застывания бетонного основания, его гидроизолируют битумом или рубероидом – накапливание влаги бетоном, вполне возможно, что впоследствии повлечёт за собой разрушение всей печи.

Далее кладка. Для начинающих печников важно иметь порядовку – инструкцию с указанием числа рядов и элементов, соответствующих этому. Особенности кладки в следующем:

• Первый ряд кирпичей кладётся на сухую, без использования раствора. Дно печи должно быть толстым, поэтому не ограничиваются одним рядом – 2-3 будет достаточно.
• Затем очередь зольника. Сразу к нему привешивают дверку. Следует заранее приобрести все чугунные комплектующие. Лучше сделать несколько ходов для чисток.

Следующий ряд – топочная камера. Делать её большой нецелесообразно, потребуется большое заполнение топливом, что скажется на перегреве печи и преждевременном выходе её из строя.

На 10-м ряду выполняется кладка под варочную плиту, а спустя ещё два ряда кирпичей, выкладывается первый колпак. Чтобы устойчивость всех элементов не вызывала тревоги, для «подвешенных» конструкций используют стальные уголки. Их толщина мала и никак не скажется перекосом.

Под первый колпак помещают изготовленный чугунный котёл, закрывая его перегородкой из кирпича. Она не должна быть герметичной – два ряда кирпичей создадут необходимый зазор. Сразу делают отверстия под присоединение отопительной разводки.

После 18 ряда от фундамента устраивают второй колпак, следя за тем, чтобы они соединились общим дымовым каналом. Обязательно использовать в работе уровень и шнур-причалку – так конструкция получится ровной изнутри и снаружи.

Когда тело печи готово, выводят дымоход. Для этого в кровле приготавливают место, заранее убирая покрытие и укрепляя стропильную систему. Длина общего канала должна быть выше конька кровли на 0,5 м, так хорошая тяга будет обеспечена.

Сушка, облицовка и растопка

Преждевременная растопка грозит дефектами печи, которые исправить будет уже невозможно – швы разойдутся, колпаки деформируются. Всё это скажется на процессе горения – дымовые газы обязательно будут попадать в помещение.

Чтобы этого не произошло, сушку печи ведут естественным путём в течение нескольких месяцев или принудительно, сжигая мелкими порциями щепу. Второй способ длится не менее трёх недель.

Когда печь подготовлена к растопке, а внешний вид оставляет желать лучшего, её приводят в желаемое состояние. Вообще, поручая кладку агрегата специалисту, владелец сразу получает красивую модель с использованием закруглённых кирпичей.

Такой вид не требует декорирования. Если пришлось всё делать самостоятельно, то клинкерная плитка или изразцы представлены потребителю многочисленными видами.

Растопка ведётся медленно. Небольшие порции топлива увеличиваются постепенно. Когда печь Кузнецова с котлом водяного отопления разогрета до нужного состояния – это почувствуется набирающей температуру атмосферой, можно начать регулировку тяги. Делается это дверцей зольника или задвижками в дымоходе.