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:

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: