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:

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.