Как сделать Печь кузнецова с водяным отоплением дома своими руками: порядовка и схема

Как выбрать проект? Порядовка

В первую очередь определитесь с условиями, в которых печь с водяным контуром будет функционировать

Если это интеграция в существующую ОС, важно обеспечить взаимозаменяемость в эксплуатации уже имеющихся коммуникаций. Для самостоятельного варианта важно определить площадь, которую будет обогревать система. Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи

Для 100 квадратных метров одноэтажного дома вполне хватит обычной печи.

Другое дело — если площадь, количество комнат и этажей больше

Наконец, важно понять, будет ОС использоваться круглый год или только в холодное время. Если в доме живут летом, а зимой он простаивает, то после холодов и морозов система будет требовать восстановительных работ, что повлечёт дополнительные расходы

Фото 4. Пример порядовки кирпичной печи с водяным контуром: изображены начальные этапы строительства с 1 по 20.

Какие материалы потребуются

Для самой печи: бетон, раствор, огнеупорный и красный глиняный кирпич, задвижки, топочная дверка, колосниковая решётка, зольник.

Для изготовления теплообменника: металлические трубы диаметром до 50 мм или листы стали толщиной 3 мм и прямоугольный профиль 60х40 мм.

Для изготовления отводящих и подводящих коммуникаций печи: металлические трубы. Для распределения горячей воды по дому: трубы из полипропилена и радиаторы.

Необходимые инструменты

Для кладки печи, изготовления теплообменника, монтажа коммуникаций и обогревательных приборов понадобятся:

• строительный уровень;
• рулетка;
• мастерок;
• ведро;
• пассатижи;
• электродрель;
• сварочный инвертор;
• гаечный ключ;
• отвёртка.

Возможно, потребуются и другие инструменты, поскольку кладка печи с водяным контуром и разводка в каждом случае производятся с учётом индивидуальных условий.

Подготовка места

Печь с водяным контуром располагают в пожаробезопасной зоне, обладающей гидроизоляцией.

Эта область помещения должна хорошо проветриваться, а доступ к печи всегда оставаться открытым. Затем убедитесь, что место для печи ровное, а её стенки поднимутся вверх под прямым углом.

Важно, чтобы крыша позволила без препятствий вывести наружу трубу. Затем проверьте, насколько прочно основание под будущей конструкцией. Ведь печь — тяжёлое сооружение, которое требует подготовленной базы

Примерный вес печки считают, приравняв 1 кубометр к 1350 кг. Если подходящее место определено, его расчищают и подготавливают к строительному процессу

Ведь печь — тяжёлое сооружение, которое требует подготовленной базы. Примерный вес печки считают, приравняв 1 кубометр к 1350 кг. Если подходящее место определено, его расчищают и подготавливают к строительному процессу.

Внимание! Для достижения максимального эффекта, печь с водяным контуром располагают так, чтобы она обогревала как можно больше пространства. Это позволит уменьшить потерю тепла и снизить затраты на его производство

Постройка печи с котлом водяного отопления своими руками

Постройку начинают с фундамента. Его нижнюю часть заливают бетоном, а верхнюю — выкладывают кирпичами. Затем начинается кладка. Первый ряд выкладывают насухо, а далее — на раствор. При этом кладка производится от стенок к середине.

В процессе кладки в топку устанавливается теплообменник, а идущие от него трубы распределяются по корпусу вплоть до места входа/выхода коммуникаций. Когда наружные коммуникации смонтированы, в контур запускают воду и проводят тестирование системы на герметичность. Если проверка прошла успешно, печь с водяным контуром признаётся готовой к эксплуатации.

Сложности при строительстве и наладке

Главная сложность при строительстве печей с водяным контуром — их интеграция в существующую планировку здания. Приходится искать в нём удобное место, а потом адаптировать к условиям работы печи.

Если заложить конструкцию системы в перспективу ещё на этапе проектирования здания, то удастся просчитать все нюансы и сделать КПД отопительной системы максимально высоким.

Элементы водного контура (теплообменник, трубы для выхода горячей воды и входа обратки) лучше протестировать сразу после изготовления и до установки.

Если все уже построено и смонтировано, а теплообменник вдруг потечёт, придётся разбирать кладку и отсоединять коммуникации, чтобы устранить обнаруженный дефект.

Другая проблема при строительстве системы может возникнуть из-за давления. Жидкость по водяному контуру движется под действием собственного давления. Но его не всегда достаточно, чтобы теплоноситель попал в отдалённые участки помещения. Тогда на помощь приходит электронасос для равномерного распределения тепла по всем участкам здания.

Требования

При самостоятельном оснащении вашей отопительной установки водяной рубашкой необходимо знать некоторые простые правила:

1. Для создания змеевика можно использовать стальные трубы или листовую сталь, толщиной не менее 5 мм. Более тонкий металл может быстро прогореть из-за высоких температур в топке.
2. Внутренний диаметр трубы (или конструкции из листовой стали) не должен быть меньше 40 мм, иначе вода в змеевике практически мгновенно закипит, что может привести к механическим повреждениям не только водяной рубашки, но и кладки.
3. Между змеевиком и кладкой необходим просвет 1,5 – 2 см. для теплового расширения стали. Несоблюдение этого правила непременно приведет к разрушению кладки.

Следует понимать, что форма теплообменника тоже имеет значение.

Печки для бани

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.

Помимо готовых модификаций банных печей И.В. Кузнецов дает рекомендации по их правильной установке, по планировке помещений с целью выбора оптимального варианта. Также есть возможность выбора, среди разработок имеются как малые печи для протапливания небольших бань, так и более серьезные модели с большими баками для нагрева воды.

Особенности

Сама кирпичная печь с отопительным контуром может иметь различную конструкцию, теплообменник можно встроить практически в любую печь. Однако, при этом необходимо учитывать особенность эксплуатации таких печей в частных домах.

Печи, в которые вмонтированы котлы или теплообменники, расположенные в топке, нельзя эксплуатировать без активно работающего отопительного контура, поэтому в жаркое время года топить их будет невозможно — в доме будет жарко и душно.

• Некоторые домовладельцы считают, что можно решить эту проблему двумя путями:
• перекрыть циркуляцию теплоносителя;
• слить воду из батарей.

Делать этого категорически нельзя! В первом случае вода в котле перегреется, и он взорвется, разрушив кладку. Во втором — сталь теплообменника прогорит, ведь температура в топке печи при горении дров может превышать 1000 градусов.

• Выйти из этой ситуации можно сделать двумя способами:
• Сделать в печи две топки, «зимнюю», нагревающую котел и тело печи, и «летнюю» — нагревающую варочную панель, но позволяющее сохранить температуру в тепловом контуре в разумных пределах. Топить «летнюю» топку в частном доме можно в любое время года. Дымовые каналы обеих топок выводят в общий дымоход и перекрывают задвижками.
• Разместить теплообменник в отдельных дымовых каналах. Летом движение дымовых газов по ним перекрывают задвижками. Такая конструкция имеет более низкий КПД водяного контура, но она более долговечна, безопасна и универсальна.

При летней эксплуатации печи с водяным контуром не перекрывайте циркуляцию воды и не сливайте теплоноситель! Это может привести к повреждению печи или теплового контура!

Технология изготовления водяного контура для кирпичной печи

Хорошо поставленная кирпичная печь с котлом водяного отопления является аккумулятором тепла, то есть, кроме того, что греет теплоноситель для раздачи в систему отопления, сама конструкция нагревается и передает тепло комнатам. При оснащении варочной панелью, прибор снимет проблему приготовления обедов в областях с перебоями подачи газа, электричества.

К прочим плюсам относят равномерность подачи тепла и поддержание температуры водяного теплоносителя до тех пор, пока огонь в топке не погаснет. Но и после окончания горения, устройство долго отдает тепловую энергию, сохраняя в доме комфортную температуру.

• встроенный в топливник теплообменник не заработает из-за уменьшенного объема;
• если холодный теплоноситель перемещается особенно интенсивно, снижается КПД устройства и накапливается сажа;
• несоблюдение технологии встраивания теплообменников в дымовой канал приводит к снижению пропускной способности и попаданию угарных газов в помещение;
• вмуровывая теплообменник в кладку, нужно следить за тем, чтобы осталось пространство для расширения устройства при нагревании, иначе кладка расшатается;
• неточные расчеты мощности теплообменника, встраиваемого в дымоход, приведут к снижению температуры дымовых газов и образованию конденсата, который приводит к быстрому износу деталей системы.

Снизить риск ошибки можно при использовании готовых заводских приборов или поручении дела мастерам, имеющим опыт сооружения системы отопления с водяным контуром из печи.

Разновидности теплообменников и зоны их размещения в кирпичной печке

Теплообменники классифицируются по типу материала, из которого они сделаны:

1. Чугун. Жаропрочный материал подходит для обустройства котлов, но не терпит перепадов температуры. Если формируется чугунный теплообменник, доливать в него холодную воду в процессе нагрева нельзя – металл лопнет.
2. Медь. Прочный материал с высокими показателями теплопроводности. В печах применять нельзя из-за прогрева – температура плавления меди составляет +1083 С, топка прогревается до +1400 С.
3. Сталь. Материал подходит только при условии высоких жаропрочных показателей и толщины стенки от 5 мм. Рекомендуется выбирать бесшовные трубы с антикоррозийной обработкой.
4. Нержавеющая сталь. Прочный материал практически не ржавеет, долго служит и отличается хорошими показателями теплопроводности. Лучше всего подходит марка стали AISI 3040.

Материал для изготовления теплообменника своими руками

Практичнее всего применять листовую сталь или трубу. Нюансы выполнения работы:

• Сталь листовая выбирается толщиной до 5 мм, в самом листе вырезаются 2 отверстия для трубы сечением в 50 мм – это для трубопроводов подачи и обратной циркуляции теплоносителя. Стальная конструкция размещается внутрь топки, чтобы облегала стенки и потолок, дополняется выходными отверстиями (боками) для закладки дров и выпуска газов. Внутренний зазор должен быть не менее 30 мм, чтобы не закипела жидкость для подачи в сеть отопления. Теплообменник располагать так, чтобы подающая труба находилась в верхней точке, это необходимо для устранения риска возникновения паровых пробок и предупреждения гидроудара в трубопроводах и радиаторах.
• Если теплообменник делается из трубы, то он тоже размещается в топке. Подойдет труба сечением до 50 мм круглая или профильная с прямоугольным сечением 40х60 мм или 60х60 мм. Детали свариваются в конструкцию по рассчитанным размерам, правило тут одно – теплообменник размещать так, чтобы он не мешал закладке топлива, не перегораживал колосники и каналы дымоудаления.

При выполнении трубных элементов в виде плоского регистра, теплообменник устанавливается в дымоходные каналы. Это не самый лучший вариант, потому что в этой зоне мало тепла и надо брать трубу большего сечения. Устанавливать такие детали в готовую печь запрещено, они перегрузят конструкцию – все расчеты и нагрузка выполняются только на этапе проектирования и укладке печи.

Правила расчета параметров и мощности теплообменника

Стандартная формула такая – на 10 м2 отапливаемой площади требуется 1 кВт тепла. Применяя расчеты к теплообменнику, следует знать – с одного 1 м2 устройства снимается до 10 кВт тепловой энергии. Если делать дровяное отопление с водяным контуром, то с 1 м2 теплообменника снимается до 6 кВт тепла в час, для угольной печи до 10 кВт/час.

К примеру, для дома с потребностью тепла в 15 кВт/час расчет ведется так: S=Q/Qy, где 15/6=2,5 м2, а S – это площадь дома, Q – требуемая тепловая энергия, Qy – количество выделяемого тепла. Пример приведен для теплообменника из листа стали. В этом случае общая площадь теплообменника, которая соприкасается с горячим воздухом топки, равняется 2,5 м2.

Преимущества и недостатки печи

Преимущества:

• • высокий показатель коэффициента полезного действия 75-85% (КПД);
  • топливо сгорает при высоких температурах;
  • печь работает на всех видах твердого топлива — древесина, каменный и бурый уголь, брикеты и т.д.;
  • несложность в обслуживании, нет необходимости чистить протяженные каналы (малое образование сажи);
  • долговечность эксплуатации печи;
  • эстетичный, оригинальный внешний вид;
  • высокая эффективность, многофункциональность;
  • экономичность;
  • длительное сохранение тепла;
  • форма и дизайн печей могут варьироваться в зависимости от назначения;

  • при периодичности топливных закладок в кузнецовку всего два раза в сутки можно иметь тепловой режим в доме, выгодно отличающийся даже от режима квартир с центральным отоплением.

    Квартира в многоэтажке имеет более частые температурные колебания, чем частный дом, отапливающийся печью Кузнецова, дающей равномерную тепловую отдачу между топками;

• совмещение печи Кузнецова и водяного отопления дома несложно и часто применяется на практике.

  Внутри топки устанавливают трубчатый теплообменник и соединяют его с трубопроводом отопительного контура. Основной плюс — теплотехника и теплоотдача печи при модернизации остаются неизменны, без малейших снижений эффективности;

• конструкция кузнецовки позволяет устраивать невысокие дымоходы, причем снижения тяги при этом не происходит. Данный факт несколько удивляет тех, кто впервые знакомится с конструкцией и работой данных печей;

• особенности внутренней конструкции печей Кузнецова позволяют устанавливать агрегат практически в любых помещениях любых размеров, независимо от того, для чего помещение предназначено.

  И в кухнях, и в общих комнатах печь выглядит солидно и эстетично, и органично вписывается во многие интерьеры;

• самая интересная и необычная в контексте домовой печи особенность кузнецовки: можно не закрывать вьюшку. Эта важнейшая деталь печи и одно из условий безопасной повседневной эксплуатации — для печи Кузнецова нужна только в том случае, если наступает внештатная ситуация.

  Дело в том, что когда процесс сгорания топлива подходит к завершению и начинается остывание, тяга в каналах печи перераспределяется самопроизвольно, «автоматом».

Именно печи колпакового типа и стали основой для создания многих бытовых, отопительных и варочных печей нового типа, которые дают значительно лучший эффект при меньшем расходе топлива.

Что можно сказать о недостатках печи.

В техническом отношении их нет, но кое-что учитывать все же нужно.

Печь Кузнецова не может иметь массивных стенок — это свело бы на нет многие из её достоинств. Но при этом она подвергается довольно высоким тепловым нагрузкам.

Поэтому данный агрегат должен быть тщательно рассчитан и выверен на этапе разработки и столь же тщательно, со скрупулёзным соблюдением всех требований технологии, построен. При малейших отклонениях от технического регламента «кузнецовка» получится весьма недолговечной.

Как установить оборудование

Схема собственной отопительной системы включает следующие элементы: печь с водяным контуром, трубная разводка, расширительный бак, отопительные радиаторы, запорная аппаратура. При принудительной циркуляции теплоносителя устанавливается насос. Расширительный бак располагается в наивысшей точке системы и поддерживает в ней необходимое давление.

При установке оборудования рекомендуется учитывать некоторые нюансы:

1. Для повышения эффективности печного теплообменника можно отвести вертикальный стояк. Он создает тягу, обеспечивая разгонную функцию.
2. Лучшая циркуляция теплоносителя при однотрубной отопительной системе обеспечивается при условии опускание нижнего подвода ниже уровня пола, для чего опускается в подвальное помещение основание печи.
3. При использовании насоса размещение печи не имеет существенного значения.
4. Трубная развязка выбирается с учетом двух взаимоисключающих факторов — малом объеме при минимальном сопротивлении потоку. Чаще всего используются трубы диаметром 30-32 мм. При удлиненной системе следует увеличить его до 45-50 мм. Для монтажа современной разводки рекомендованы пластиковые или металлопластиковые трубы, которые лучше сохраняют тепло и не подвержены коррозии.

Металлическая альтернатива

Выше уже упоминалось о том, что кузнецовки могут быть установлены в любых помещениях. Но так как считается, что печи круглого сечения – это идеальный вариант, то стоит задуматься над их возведением в небольших по площади помещениях. Правда, необходимо оговориться, что в небольших комнатах придется ставить небольшие по габаритам установки, а, значит, будет снижаться и их КПД.

Так вот, чтобы коэффициент полезного действия не снижался, рекомендуют конструкции данного типа делать из металла. Чугун здесь не подойдет, слишком тяжел этот металл, да и очень хрупок. Хотя из него получилась бы недорогая печка.

Небольшая модель

А вот стальная модель, обработанная порошковой краской, будет неплохой альтернативой. Тем более в печах Кузнецова на сдвиг ничего не работает, а это для стальных конструкция самый важный показатель. Так что проблем здесь быть не должно. Правда, проблема появляется в другом месте – это свод первого колпака, где собираются топочные газы с высокой температурой. К сожалению, сделать футеровку свода в небольших печках – проблема номер один. И ее еще необходимо решить. Так что металлические альтернативы кирпичным пока отложены в сторону.

Расчет печи

Чтобы сделать надежную печь Кузнецова для 2-х этажного дома или для маленького садового домика потребуется выполнить несложные расчеты

Но если важно определить точную мощность печи для дома, такую работу лучше доверить профессионалам

Для примера сделаем расчет для небольшого, одноэтажного домика, площадью 35 м2 , объемом 77 м3, с 1 окном и дверью

Для расчета важно знать формулу и несколько основных коэффициентов. Нам потребуется перемножить объем с суммой коэффициентов слоя теплоизоляции (1,2) и стеклянного окна (1,2) и приплюсовать коэффициент материала деревянной двери (1,5). Подставляем данные и выполняем расчеты: 77*(1,2+1,2)+1,5

Округляем результат в большую сторону, получаем необходимую мощность печи 21 кВт

Подставляем данные и выполняем расчеты: 77*(1,2+1,2)+1,5. Округляем результат в большую сторону, получаем необходимую мощность печи 21 кВт.

Для определения самих габаритов печи соблюдают несколько пропорций:

• исходя из объема комнаты определяется площадь отверстия топки. Они должны рассчитываться в пропорции 50-70 к 1;
• глубина топочного отсека определяется в пропорции 1 к 2.

Делаем разводку для системы водяного отопления

Наиболее оптимальным вариантом для бани станет печь, в которую заведомо, еще на этапе возведения, вмонтирован специально подготовленный водяной котел. В таком случае печь приобретает свои специфические особенности в плане конструкции, что в значительной степени повышает эффективность всей системы и ее компактность.

Установка такой печи имеет самый высокий КПД теплоотдачи

Отопление помещений печным способом занимает следующее место по экономичности после газового. Реальность такова, что газовые магистрали проходят не везде, поэтому приходится отапливаться дровами. Обычная дровяная печь обладает одним серьезным недостатком: эффективность обогрева достигается лишь в ближайшем помещении, и то, не совсем равномерно.

Можно выделить такие нюансы пользования дровяной печью:

• Комнаты, расположенные вдалеке, либо остаются холодными, либо их приходится дополнительно обогревать электричеством. Помимо этого, зачастую, мощные электрообогреватели попросту не от чего запитать. Так как на одну розетку приходится максимум в 3,5 кВт, а мощность устройства превышает 7 кВт, требуется и вовсе трехфазное питание.
• За отсутствием тепловой завесы окна постоянно потеют, покрываясь изморозью.

Решением данной проблемы будет разводка теплосети от печи по помещениям, и установка под окнами радиаторов для водяного отопления. Потребуется проделать минимум работы: соединить печь с котлом водяного отопления, и сделать соответствующую качественную разводку.

Самой простой схемой отопления будет однотрубная, с естественной циркуляцией теплоносителя. Ее по другому еще называют гравитационной системой – в ней жидкость в зависимости от температуры, увеличиваясь и уменьшаясь в объеме, циркулирует по системе.

Более детально схема печного котла выглядит так:

• От теплообменника контур поднимается вверх – таким образом создается разгонный коллектор. В его конце устанавливают расширительный бачок открытого типа. Он необходим для сбора лишнего теплоносителя вследствие расширения, там же в него попадают излишки воздуха из отопительной системы.
• Далее основной контур по всему дому идет обратно от расширительного бака к теплообменнику, отдавая при этом все тепло радиаторам.

Чтобы в печи с котлом для отопления дома циркулирующая вода всегда могла двигаться по контуру, по всей его длине должен быть небольшой уклон. Для достижения наилучшей в нем циркуляции, конечная часть контура должна быть как можно ниже.

Схема водяного отопления двухэтажного дома на дровах

Комбинированная система отопления частного дома

В топку устанавливают котел, подсоединяют к нему две трубы — по одной идет подача горячей воды, которая направляется через расширительный бачок в систему, другая возвращает к регистру воду обратно. Таким образом, происходит циркуляция воды в системе за счет силы гравитационного закона.

Часто для хорошей циркуляции устанавливают небольшие, но мощные насосы. Такой насос обычно устанавливают на возвращающую воду трубу (обратка), этот способ особенно эффективен, когда протапливается крупное помещение, что позволяет поддерживать температуру на всех участках системы практически одинаковой.

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.

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.

  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.

Принцип функционирования кузнецовской печи

Кузнецовым был предложен совершенно новый подход к построению печи из кирпича. Как известно, в печах традиционной конструкции имеются каналы, по которым происходит движение горячих газов, нагревающих кирпич. Главным фактором, поддерживающим данный процесс, является тяга. Такой принудительный метод прогревания корпуса печи характеризуется неравномерностью распределения тепла. Кроме того, он часто приводит к образованию трещин в стенках конструкции. При строительстве подобной печи, занимающей довольно много места в помещении, используется множество кирпичей.

Возникает вопрос и относительно наличия места для установки теплообменника. Это устройство теряет указанный производителем срок службы, если его разместить в самой топке. Постоянный контакт с огнем губительно сказывается на прочностных характеристиках теплообменника. Такое соседство приводит также к ухудшению условий горения топлива, снижению коэффициента полезного действия печи и образованию большого количества сажи.

В сооруженной по кузнецовскому методу печи газы движутся свободно.

Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Такая конструкция основывается на установке внутри нее колпаков, представляющих собой сосуды, перевернутые днищем вверх. В некоторых моделях печей колпаки могут иметь верхние отверстия. Сосуды располагаются в различном порядке, однако основным условием их размещения является наличие между ними вертикальных пустотных щелей, называемых сухим швом. Образованное таким образом пространство шириной до 3 см не заполняют ни теплоизолятором, ни раствором. Вследствие этого газы свободно движутся, перемещаясь из одного сосуда-колпака в другой.

Чтобы легче представить себе схему работы колпаковой печи Кузнецова, нужно визуализировать в своем воображении костер, разожженный на открытом воздухе. В результате того, что воздух имеет неограниченный доступ к пламени, от костра идет незначительное тепло, которое сразу же рассеивается в пространстве. Можно изменить характер процесса нагревания воздуха вокруг костра, если накрыть его колпакообразным сосудом, например, казаном большого размера

При этом внизу важно оставить зазор, чтобы совсем не загасить пламя. Как результат, горячий газ естественным путем поднимается к днищу казана и ограничивает доступ поступающего снаружи воздуха

После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара

После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара.

Такой саморегулирующийся процесс характеризуется возможностью дозировки наружного воздуха и нахождения разогретого газа в сосуде до полного остывания.Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Описанный выше принцип используется в печах Кузнецова, для которых применяются сразу два колпака, соединенные сухим швом. Такая нестандартная конструкция способствует повышению эффективности передачи достаточного количества тепла от печки в помещение, где она установлена. Горячие газы сначала заполняют собой первый колпак, тем самым нагревая его стенки, а затем, охлаждаясь, уступают место горячему потоку, который поднимается из топки.

Стараясь оптимизировать этот процесс, изобретатель еще на первой его стадии, которая начинается после топливника, решил разделить поток газов в соответствии с их температурой. С этой целью он использовал перегородку для отделения пространства колпака от топки. При этом барьер не достигает дна сосуда. В результате такого разделения горячие газы сразу же устремляются к своду колпака, а поток более низкой температуры направляется по сухому шву через щель в перегородке. Таким образом, за счет скопления под сводом горячих газов и наличия барьера в первый колпак воздух поступает только в необходимом количестве. Это способствует полному сгоранию топлива с образованием определенного количества золы.

Аналогичный процесс движения газов происходит и в колпаке, установленном над первым.

Чертеж колпаковой печи Кузнецова

Менее горячие продукты горения размещаются внизу сосуда, а раскаленные газы стремятся к своду и при остывании отдают тепло на кирпичные стенки. Затем они опускаются вниз и по дымоходу выводятся наружу. За счет оснащения печи двумя колпаками, в которых происходит естественное нагнетание и движение газов, создание принудительной тяги в дымоходной трубе не требуется.

Как правильно поместить котел в печь?

Наиболее эффективный вариант водяного котла получается при использовании в качестве материала трубы или листового металла толщиной от 3,5 до 5 мм. В таком варианте можно расположить котел непосредственно в топке печи и тем самым обеспечить максимальную эффективность. На рисунке выше представлен вариант конструкции самого нагревательного водяного котла и его схематичного местоположения в топке. При использовании труб лучше отдать предпочтение бесшовным, если же таких нет под рукой, то имеющийся шов следует дополнительно заварить.

Подачу горячей воды от котла в систему отопления следует располагать исключительно в самой верхней точке котла. Расположение ввода обратки не регламентируется, однако логичнее всего ее расположить внизу для улучшения циркуляции воды.

При расположении любого котла в печи следует обеспечить наличие зазора между внешними стенками котла и кирпичной кладкой печи. Это необходимо для компенсации теплового расширения металла котла.

При сваривании труб следует обязательно срезать фаску по контуру среза труб. Это позволяет заполнить сварным швом всю толщину трубы и надежно скрепить детали без опасения, что они разойдутся в процессе эксплуатации.

Устанавливая котел внутри печи, следует придерживаться горизонтального уровня. Однако можно и несколько отступить от этого правила для того, чтобы обеспечить максимальную высоту точке вывода подачи из котла.

Конструкция

Существует много видов отопительных кирпичных печей. Они могут выполнять только функцию обогрева помещения или совмещать отопление и приготовление пищи. Также существуют комбинированные печи с несколькими топками.

Принцип действия кирпичной печи при любой ее конструкции заключается в быстром накоплении тепла при топке и длительной отдаче его стенками печи в течение нескольких часов или даже суток. Материал печи — керамический кирпич, хороший аккумулятор тепла.

Для увеличения объема нагретого кирпича дымовые каналы в печи делают протяженными, располагая их вдоль стенок. Горячий дым, проходя по ним, нагревает кирпич и к моменту выхода из трубы имеет безопасную температуру. Помимо повышения эффективности, эта особенность конструкции кирпичных печей уменьшает опасность перегрева и возгорания кровли.