Колпаковые печи кузнецова: схемы и описание конструкций


Печь Кузнецова: особенности конструкции и кладки. История создания колпаковой печи. Как сделать отопительно-варочные печи Кузнецова. Как соорудить печь при помощи схемы порядовки. Достоинства и недостатки печи Кузнецова.

Что такое колпаковая печь Кузнецова и где она используется: достоинства и недостатки

Кузнецов начал разрабатывать проекты различных видов печей ещё в середине прошлого века. За все время своей работы он создал более 150 вариантов конструкций печей различного предназначения.

Печь Кузнецова

Колпаковая печь Кузнецова

Самые популярные проекты печей:

  • Варочные (используются для выпечки и приготовления еды).
    Печь с варочной панелью

    Колпаковая печь Кузнецова с варочной плитой

  • Хлебные (могут совмещаться с варочными).
    Хлебная печь с двухъярусным колпаком

    Хлебная печь Кузнецова

  • Для отопления домов.
    Отопительная печь Кузнецова

    Колпаковая печь для отопления дома

  • Банные.
    Банная печь Кузнецова

    Колпаковая печь для бани по проекту Кузнецова

  • Уличные (предназначены для гриля, барбекю или для создания большой кухни).
    Уличная печь Кузнецова

    Большой печной комплекс Кузнецова

  • Каминного типа (для создания дизайна интерьера и частичного отопления помещений).
    Печь каминного типа

    Колпаковая каминная печь Кузнецова

На самом деле разновидностей печей Кузнецова намного больше, так как существует возможность строительства смешанных видов.

Основным показателем работы печи является повышение КПД (коэффициента полезного действия). Именно к этому и стремился Игорь Кузнецов, создавая колпаковые печи. В зависимости от своего предназначения мастер оснащал их улучшенными функциями и возможностями. Одни печи получили повышенную степень теплосбережения, другие новую усовершенствованную топку, а третьим обеспечили длительный срок службы.

Благодаря грамотной разработке проектов колпаковых печей, раскалённый воздух задерживается в них намного дольше, чем в обычных конструкциях, а охлаждённый быстро уходит в трубу дымохода по специальному углублению. Такое название они получили за счёт того, что внутри печи создаётся своего рода «колпак», который соединяет две части конструкции — нижнюю часть и топку. Также он разделяет газы на горячие и холодные.

Хлебная печь Кузнецова

Хлебная колпаковая печь Кузнецова

КПД колпаковых печей достигает 95%, в то время как обычные печи имеют только от 25 до 40% эффективности. Благодаря «свободному перемещению газов», которое обеспечивается за счёт внедрения системы Кузнецова, снижается образование сажи и увеличивается плавный нагрев печи. Такая печь на 4 кВт сможет быстро обогреть дом, площадью около 100 квадратных метров. При необходимости конструкция колпаковой печи позволяет установить в доме водонагревательный контур. А так как тяга по каналам распространяется в автоматическом режиме, то риск угара практически нулевой. Поэтому вьюшку можно не закрывать.

Преимущества колпаковых печей

  • Равномерное прогревание печи и теплоотдача.
  • Оснащается большим количеством мест, где можно установить металлический нагревательный элемент.
  • Горят без сажи и дымообразования.
  • Редко нуждаются в чистке (раз в несколько лет).
  • Имеют низкий уровень теплопотери.
  • Высокая степень экономичности.
  • Устойчивость к появлению трещин.
  • Возможность совершенствования дизайна.
  • Имеют максимальную температуру сгорания топлива.
  • Возможность топки различными видами твёрдого топлива.
  • Сильная тяга даже при дымоходе небольшого размера.

Такие печи практически полностью лишены недостатков, кроме, естественно, сложностей при их возведении и расходов на приобретение материалов.

Особенности печи Кузнецова

Печи инженера Кузнецова известны не только на родине, но и во всем мире с 60-х годов прошлого века.

Причем актуальность разработок полувековой давности нисколько не стала меньше, а наоборот — печи Кузнецова все более популярны.

Целью модернизации старинной конструкции русской печи при не столь значительном изменении ее внутреннего устройства было создание отопительного агрегата с более высоким КПД при экономии топлива.

Колпаковые печи — одни из самых распространённых и по характеристикам ничуть не уступают канальным печам.

Данная печка — новейшая разработка в консервативной сфере: монтаже и проектировании печей. Эту печку отличает принципиально новый метод использования горячего газа.

В конструкции стандартного типа движение холодного и горячего газа происходит за счёт тяги воздуха, поступление которого происходит через зольник.

Колпаковая печь по своему принципу очень похожа на работу ракетных печей, где горячие газы движутся не под воздействием тяги дымовой трубы, а благодаря силе тяжести самих газов.

Кузнецовские печи с колпаком

Если априори печь — это сооружение колпака над огнем, то нам, в принципе, нужно всего лишь на всего добиться нормальной теплоотдачи и эффективной циркуляции теплого воздуха. Поэтому хорошая печь

  1. Отлично держит тепло.
  2. КПД минимум 75, а порой и все 93 %.
  3. Прогревается снизу доверху, что позволяет между кладками твердого топлива делать большие перерывы, порой до 3 суток.
  4. Может долго эксплуатироваться.

Колпаковые печи Кузнецова дают равномерный прогрев комнат дачи или дома с минимальной разницей температурна полу и под потолком. Дымоход такой печи меньше засоряется сажей.

На схеме видно насколько упрощена циркуляция воздуха в колпаковых печах Кузнецова

Кстати, колпаковая печь первоначально использовалась в промышленности и только лет 60, как принципы ее функционирования взяты на вооружение для отопления бытовых помещений. Чаще всего она кирпичная и может быть достаточно небольшая.

Сделать ее, ну вот, правда, даже легче, чем канальную, потому как не надо рассчитывать высоту трубы.

Расчёт основных параметров

Для того чтобы правильно построить печь Кузнецова необходимо точно соблюдать разработанную специалистами схему. Мастера, которые имеют большой опыт работы в строительстве таких печей, рекомендуют перед тем, как начать капитальную кладку потренироваться положить её «насухо», если вы делаете это в первый раз.

Если печь будет возводиться на стадии строительства самого дома, то необходимо составлять проект таким образом, чтобы она смогла отапливать сразу несколько помещений.

Фундамент для печи должен быть качественным и иметь обязательно гидроизоляционный слой. Также необходимо учесть, что фундамент дома не должен переходить в основу для печи. Эта конструкция должна иметь собственный фундамент, дающий свою усадку.

Бетонное основание должно быть больше размеров печи примерно на 10 сантиметров со всех сторон. Степень его заглубления будет зависеть от высоты конструкции и грунтового состава, где будет строиться печь. Обычно глубина котлована составляет от 40 до 60 сантиметров. На дно укладывается подушка из песка для гидроизоляции и слой щебня для упрочения постройки. Для формирования боковых стенок устанавливают опалубку из досок.

Порядовка печи ОВИК-9

Схема порядовки колпаковой печи ОВИК-9

  • Печь (ОВИК-9) имеет варочную камеру с 2 конфорочной плитой и стальными закрывающимися дверцами.
  • Оборудована отдельным вытяжным каналом, который позволяет регулировать температурный режим внутри запертой ниши.
  • Может использоваться в качестве духовки, поэтому в стенки встраиваются металлические полозья для противней.
  • Двухколпаковая печь может использоваться в «летнем» и «зимнем» режиме. Поэтому летом на ней можно только готовить.
    Печь Кузнецова ОВИК-9

    Отопительно-варочная печь Кузнецова ОВИК-9

Глубина топки 450х470 мм с сухим швом для расширения кирпича в 2–3 см. Если топочная необходима больших размеров 510х530 мм, то задняя стенка выкладывается не в ½ кирпича, как показано в порядовке, а в ¼ кирпича.

Расчёт купольных отопительных приборов

Не вдаваясь в сложные термодинамические выкладки, приведём простейшую методику расчёта колпаковой печи, которой пользуются не теоретики, а самые что ни на есть настоящие печники с большим стажем работы и десятками успешно работающих отопительных прибооров в активе.

Если за основу планируется взять одну из существующих конструкций, то потребуется посчитать теплопотери помещения. Для этого определяют его объём, основываясь на габаритах внешних поверхностей стен и потолков. Чтобы упростить себе задачу, можно измерить внутренние размеры и прибавить к ним удвоенные значения толщины стен. Получив кубатуру помещения, умножают её величину на 21 — усреднённое значение тепловых потерь для 1 кубического метра общего объёма. Мощность печи должна быть на 15–20% больше полученных значений.

s03731749.jpg
Купольная печь, предназначенная для отопления двухэтажного дома

Теперь что касается случая, когда по какой-либо причине ни один из найденных проектов вас не устраивает. Выход один — создать отопительный прибор самостоятельно, основываясь на общих принципах строительства колпаковых печей и способах определения их внутренних размеров по методу пропорций. Всё, что для этого потребуется — правильно определить внешние габариты обогревающего агрегата. Методика расчётов в этом случае также не отличается сложностью. Прежде всего, полученное значение теплопотерь надо разделить на 300 — тепловую мощность, которую можно снять с 1 кв. м внешних стенок печи. При этом берутся в расчёт только активные поверхности, то есть те, которые непосредственно участвуют в теплообмене. Таким способом получают площадь стенок, расположенных выше колосников. Прибавив к ним квадратуру остальных частей печи, получают общую площадь твердотопливного теплогенератора. Его высоту и ширину определяют согласно соотношениям конструкции, взятой в качестве примера.

Иногда возникают ситуации, когда получившийся в результате агрегат получается слишком громоздким. Не беда — его можно спокойно уменьшить на 25–30%, если исходить из того, что топиться печь будет утром и вечером.

Делая печь более компактной, следует знать, что двойная топка никогда не даст удвоенной теплоотдачи. Максимум, которого можно добиться — это прирост тепловой энергии на 40–50%. Так что эстетам и перфекционистам придётся смириться с потерей в экономичности отопительного прибора.

Что же касается сухого шва, то его выполняют шириной 2–3 см, причём нижнее значение принимают во время постройки ежедневно эксплуатируемых агрегатов, а верхнее — при сооружении «печей выходного дня», то есть установленных на дачах, в охотничьих домиках и т. д.

Как и было обещано во вводной части, представляем вашему вниманию порядовку и технологию строительства несложной в изготовлении, но очень популярной печи авторства И. В. Кузнецова. Её тепловая мощность составляет 10 кВт, чего будет достаточно для дома средних размеров.

s30287257.jpg
Порядовка одной из наиболее повторяемых конструкций, разработанных И. В. Кузнецовым

Печь Кузнецова для бани

По принципу действия банная печь не отличается от описанных выше вариантов. Но всё же она имеет несколько особенностей:

  • в нижний колпак устройства вмонтирован поддон с камнями;
  • в устройстве предусмотрен доступ для воды и отверстия для выхода пара;
  • обладает более толстыми стенками для максимального прогрева камней и во избежание перегрева помещения.

Колпаковая печь

Колпаковые печи, в которых вакуум создается под муфелем, могут иметь переносный колпак при неподвижных стендах либо поднимающийся и опускающийся колпак и перемещающиеся стенды.  

Колпаковые печи, в которых вакуум создается под колпаком, на температуру до 1 200 — 1 300 С используются в промышленности для термической обработки электротехнических сталей.  

Колпаковые печи выпускают с одним или двумя рабочими колпаками. Печи состоят из следующих основных узлов: рабочей камеры, стола и пульта управления.  

Колпаковые печи предназначаются в основном для процессов безокислительного отжига листового проката, ленты, проволоки, прутков. Установленная на стенде загрузка закрывается жароупорным муфелем, под который подается защитный газ. Для некоторых сортов стали требуется вести нагрев в вакууме; для этого печи снабжаются вакуумной системой, и под муфелем создается разрежение.  

Колпаковая электрическая печь.  

Колпаковая печь состоит из колпака и футерованного стенда, неподвижного относительно пола цеха; на стенд устанавливается загрузка.  

Колпаковые печи чаще всего применяются для процессов безокислительного отжига металлов: тонколистового проката в пакетах, рулонов ленты, бунтов проволоки. Так как при процессах отжига требуется длительное охлаждение под муфелем, то на один колпак приходится 2 — 4 стенда.  

Колпаковые печи выпускают с одним или двумя рабочими колпаками. Печи состоят из следующих основных узлов: рабочей камеры, стола и пульта управления.  

Колпаковые печи работают чаще всего с тремя подами. На одном поду происходит нагрев металла под нагревательным колпаком печи, на двух других — охлаждение садки, разгрузка и загрузка листов. Для осуществления охлаждения листов в защитной атмосфере стопа металла, кроме нагревательного колпака, закрывается металлическим муфелем из листовой окалиностойкой стали, под который и подводят защитный газ.  

Колпаковые печи для отжига рулонов строят с одностопной и многостопной загрузкой. Колпаковые печи с одностопной загрузкой более производительны и обеспечивают более равномерный нагрев металла.  

Электродная соляная ванна.  

Колпаковые печи ( рис. 60.3, табл. 60.2) применяются преимущественно для светлого отжига пакетов листовой стали, рулонов ленты и бунтов проволоки. Колпаковая печь состоит из неподвижного футерованного стенда, на который устанавливается загрузка, накрываемая жароупорным муфелем, и колпака. Колпак, несущий основную часть нагревательных элементов печи, может перемещаться с помощью мостового крана с одного стенда на другой. Так как при отжиге требуется длительное охлаждение изделий, на один колпак предусматривается два-четыре стенда. Нагрев и охлаждение изделий осуществляются под жароупорным муфелем в атмосфере защитного газа или в вакууме. Форма колпака, стенда и муфеля в зависимости от конфигурации загрузки может быть цилиндрической, эллиптической или прямоугольной.  

Колпаковые вакуумные печи.| Колпаковая водородная иечь.  

Колпаковые печи являются печами периодического действия. Цикл работы этих печей состоит из загрузки деталей, опускания колпака, откачки ( или продувки водородом), включения нагревателей и подъема температуры, выдержки при заданной температуре, выключения нагревателей и остывания, напуска воздуха ( или продувки воздухом), подъема колпака и выгрузки деталей.  

Переносный ультразвуковой генератор УП-21.  

Отопительно-варочный вариант

Отопительно-варочная печь

Комплексные агрегаты популярны из-за расширенной функциональности. Несмотря на многозадачность, такие приспособления работают по принципу распределения горячего воздуха на разные потоки. В конструкции есть не только поверхность для варки, но и встроена духовка для выпечки. Готовить и запекать можно через небольшое время после растопки. Над нишей, где стоит плита для варки, устраивают полки для сушки.

Колпак принимает и выводит газы из своей нижней части. Если оставить задвижку открытой, это не повлияет на результативность отопления, т. к. воздух долго остается в полости и отдает энергию. Отходы после сгорания беспрепятственно уходят из печи. Такое устройство эффективно, если мало места для высокой трубы.

Разновидности печей Кузнецова

По выполняемым функциям кирпичные печи Кузнецова можно разделить на несколько основных групп:

    • Отопительные.

      Их основная задача – обогрев помещений.

    • Варочные.

      Они используются для приготовления пищи. К этой же группе можно отнести хлебные печи и плиты, приспособленные под казан.

    • Банные.

      Принцип работы банных печей Кузнецова остается неизменным – естественное перемещение газов через два колпака. Другое дело, что здесь присутствует каменка, которую нужно хорошенько прогревать для получения качественного пара.

      Разработчиком предложено и по сей день используется оптимальное техническое решение, где каменная засыпка располагается в духовке из жаропрочной стали. Духовка располагается непосредственно над топливником.

      Тепловая энергия, аккумулирующаяся в нижнем и верхнем колпаках, используется для подогрева воды и отопления не только помещения парной, но и всех прилегающих комнат. Змеевик для воды устанавливается под первым колпаком таким образом, чтобы его можно было легко отремонтировать или заменить.

      Место установки можно определить, изучив чертежи печей.

  • Камины.
  • Грили и барбекю.
  • Комбинированные конструкции, комплексы.
  • Пожалуй, наиболее востребованными являются отопительно-варочные печи Кузнецова. Они и дом согреют, и голодными не оставят.

Отопительно-варочный вариант наиболее востребован как дачниками, так и жителями сельской местности. Здесь имеет место простая практичность: если огонь уже есть, почему бы не воспользоваться им дополнительно для приготовления пищи.

У Кузнецова также есть такие проекты.

Прежде чем приступать к постройке, убедитесь, что это именно тот вариант, который вы хотите видеть у себя дома.

Подобные печи подразумевают наличие удобного выступа с чугунной поверхностью, с возможностью частичного открытия отверстий для повышения температуры. Также возможно сделать дверцу для казана, по типу старинных русских печей.

Выкладка отопительно-варочных печей требует своего подхода и индивидуальных чертежей.

Колпаковые печи можно возводить практически в любых помещениях. Это может быть квартира, жилой дом, хозяйственная постройка или же баня. Например, для бани колпаковая печь станет идеальной заменой обычной стандартной печки.

Построив данную печь для бани, можно решить сразу несколько проблем. Эта конструкция способна обогреть несколько помещений: мойку и парилку, а также комнату для отдыха. Помимо всего, на печи очень удобно разогревать воду, создавая параллельно пар в необходимом количестве.

В доме можно оборудовать двухколпаковое отопление при помощи печи, данная установка является очень функциональной. Прежде чем возводить такую конструкцию, необходимо тщательно проработать проект.

Систему, которая сжигает сырьевое топливо нужно организовать самым оптимальным способом. В печи необходимо всегда поддерживать правильную температуру, иначе газы, которые образуются после горения могут трансформироваться во вредоносные отходы сажи и смолы.

Чертежи печей

Фото 5

Фото 2. Чертёж и порядовка двухколпаковой печи Кузнецова. Устройство представлено в цельном виде и в разрезе.

Фото 6

Фото 3. Чертёж колпаковой печи Кузнецова. Также устройство оснащено системой дымоходных каналов.

Характеристики устройства

В строении нет узких каналов, колпаковая печка отличается меньшим сопротивлением нагретому потоку, поэтому дымоходы делают меньшей протяженности.

Причины эффективности:

  • два колпака способствуют равномерному нагреву газа и кирпичных поверхностей;
  • горячий дым длительно удерживается, что дает наибольшее нагревание, аккумулирует тепло;
  • собирание продуктов от перегорания топлива в одном месте снижает вероятность появления сажи в дымоотводе.

Водяной теплообменник ставят в колпаке, поэтому увеличивается производительность печи, повышается КПД. Соорудить двухколпаковую конструкцию с соблюдением всех норм не так просто, мастер должен следовать порядовке для печи Кузнецова и класть кирпичи строго по плану каждого ряда.

Показатели результативности колпакового метода

Печь нужно топить два раза в сутки

Печки нужно топить два раза за сутки, чтобы создать в помещении комфортный микроклимат. Средний расход поленьев для обогрева 100 квадратов площади составляет 16 – 17 кг в сутки. Скептики утверждают, что длительное удерживание дыма ведет к ослаблению тяги в дымоходе, но это не так:

  • Разрежение дыма в полости колпака показывает значение на уровне 0,18 hPa, что считается нормальным показателем по отношению к атмосферному давлению и создает условия для природной конвекции.
  • Открытая дверка камеры поддувала способствует уплотнению воздуха, который идет на замену разреженных потоков в колпаке.
  • Труба для отвода дыма является трубопроводом для отработанных газов, благодаря выверенной длине обеспечивает высокую скорость передвижения.

Колпак ставят за топочной камерой, из-за этого нагретый дым сразу перемещается в него, не охлаждаясь на коротком переходе.

Видео: Строительство отопительно-варочной купольной печи

Как видите, при аккуратной и вдумчивой работе повторить существующую конструкцию несложно. Порядовки печей Кузнецова не являются коммерческой тайной, поскольку сам автор предоставляет доступ к чертежам и схемам всем желающим. Учитывая огромное разнообразие отопительных агрегатов различного назначения, не составит труда найти колпаковую конструкцию, которая идеально подойдёт под ваши условия. Важно только помнить — в печном деле мелочей не бывает!

  • Автор: Наталья Иванцова
  • Распечатать
Оцените статью:

(30 голосов, среднее: 4.6 из 5)

Преимущества печей Кузнецова

После завершения всех работ получается высокоэффективное устройство, идеально отвечающее условиям жизни за городом. Многофункциональность, простота в эксплуатации и ухода будут выгодным дополнением к отличным отопительным качествам.

Фото 12

Благодаря очень высоким температурам внутри топочной камеры, большая часть золы и сажи прогорает, позволяя снизить периодичность чисток.

Одно из достоинств кузнецовки — возможность выбора любого доступного на данный момент твердого топлива: дров, сухих кусков торфа, опилок.

При небольших изменениях конструкции существует возможность установки системы нагрева газом или электричеством. Доступно подключение печи к водяному контуру, что позволит качественно прогревать отдаленные помещения. Несомненным плюсом будет сравнительно невысокая стоимость материалов, возможность выполнить все этапы работ самостоятельно.

Проекты печей для малоэтажного строительства

Каминопечи применяют для повышения температуры в комнате и в качестве декоративного элемента

Чаще других используют отопительные печи для обогрева дома. Их совмещают с плитой для готовки горячей пищи и духовкой для выпекания хлеба.

Есть банные разновидности, нагревающие парилку, предбанник и моечную комнату.

Уличные варианты выполнены в виде комплекса вместе с барбекю, грилем, казаном для готовки блюд на открытом пространстве.

Комнатные представлены каминопечами и отдельными открытыми очагами. Их применяют для повышения температуры в комнате и в качестве декоративного элемента.

Классификация по теплоемкости, толщине стенок

Рассмотрев виды, ознакомившись с плюсами и минусами, можно рассмотреть другую классификацию. Толщина стенок и теплоемкость – понятия взаимосвязанные.

Повысить теплоемкость помогает утолщенная стенка. Наиболее высокий параметр у русской – конструкция массивна, помогает удерживать тепло в помещении после затухания огня внутри.

Тонкостенные прельщают неопытных хозяев легкостью, габаритами. Часто устроены просто. Стенки от силы 6,5 см толщиной. Эффективность мала, увеличить не представляется возможным. Холодает в комнате спустя 2-3 часа с момента затухания растопки. Тонкостенные подходят для отопления в холодную летнюю ночь на время дачного проживания.


Толщина кладки

Подобрать печь можно исходя из цели установки. Нужно учесть габариты сооружения, предполагаемую к обогреву территорию. Печка должна улучшить качество жизни, а не принести дополнительные проблемы.

Средняя оценка

оценок более 0

Поделиться ссылкой


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.