Достоинства и недостатки
Достоинства печей Кузнецова:
- эффективность, практичность;
- экономный расход топлива;
- практически полное отсутствие потерь тепловой энергии (КПД печей Кузнецова составляет более 80 %, тогда как лучшие импортные модели достигают лишь 60%);
- отсутствие зависимости режима горения от тяги;
- способность нагревать помещение с первых минут после растопки;
- сравнительно небольшой вес печи за счет уменьшения количества конструкционных элементов;
- удобство обслуживания;
- возможность установки разных дополнений — бака с водой, калорифера, каменки и т. п.;
- безопасность, отсутствие вредных выделений в помещение;
- обжечься о корпус печи Кузнецова невозможно (только о чугунные детали — дверку и т. п.);
- практически полное выгорание твердых частиц и опасных дымовых газов — из трубы выводится лишь углекислый газ и водяные пары.
Недостатки:
- низкая тяга в процессе нагрева печи;
- неравномерность дожига дымовых газов и твердых частиц;
- корпус печей довольно длинный и требует соответствующей высоты помещений.
У печи есть свои сильные и слабые стороны
Недостатки печей Кузнецова обусловлены спецификой конструкции. Однако пользователи не придают им большого значения — полезные свойства и высокая эффективность этих конструкций считаются настолько высокими, что учитывать некоторые отрицательные моменты бессмысленно.
Двухколпаковые печи Кузнецова: порядовка и ее особенности
Принцип постройки печей, в которых возможно реализовать закон свободного хода газов, известен относительно давно. Самый распространенный и известный вариант – двухкоплавкая печь.
Принцип ее работы заключается в том, что воздух из окружающей среды поступает через поддувало в топку. На первой стадии горения, когда сгорают самые легкие фракции топлива, процесс чем-то напоминает пиролиз. Этот режим и является наиболее эффективным. Но до Кузнецова мало кто пользовался этими преимуществами. А вот порядовки имеют такую конструкцию, которая позволяет работать им в пиролизном режиме. В результате пиролизные газы горят под куполом третьего колпака. Интересным является сам процесс. Его особенности – в том, что горение является саморегулируемым. Если пламя слишком разошлось, то ухудшается тяга, и процесс горения замедляется, если жара недостаточно – тяга увеличивается, и процесс горения усиливается. Двухколпаковые печи Кузнецова (порядовка) имеют второй купол для того, чтобы не нарушался процесс горения. Температура во втором колпаке при КПД примерно в 80% достигает 300-400 градусов, а этого вполне достаточно для передачи тепла теплоносителю.
Особенности конструкции
Печи Кузнецова – это колпаковые конструкции. От традиционных русских печных моделей они отличаются тем, что внутри них бывают установлены колпаки. Их может быть несколько, и они могут располагаться в различном порядке. Но в любом случае между ними бывает пространство, по которому газы могут свободно перемещаться.
Как это работает
Разработанный Кузнецовым метод возведения печей стал инновацией в строительной сфере. Дело в том, что в традиционных печных конструкциях обогрев происходил посредством тяги в каналах. Это приводило к неравномерному распределению тепла в печи и возникновению трещин в ее стенках.
В кузнецовских моделях газы движутся свободно. Поскольку конструкции состоят из колпаков, располагающихся друг от друга на расстоянии 2–3 см, то гарантировано равномерное распределение тепла. Первый колпак объединен с топкой. По этой причине самые горячие газы поднимаются наверх. Какое-то время они держатся в верхней части конструкции. К тому времени, когда они остывают и спускаются, стенки печи бывают уже прогреты ими.
Затем процесс повторяется. Так происходит непрерывное и интенсивное обогревание конструкции, а, соответственно, и помещения. Но поскольку одного колпака для оптимального обогрева бывает недостаточно, большинство кузнецовских моделей оснащены двумя или тремя сводами. Принцип работы в них аналогичен одноколпаковому варианту.
Достоинства и недостатки
Равномерное распределение тепла следует относить к основному преимуществу данных конструкций. Однако плюсы применения кузнецовских моделей на этом не заканчиваются. К несомненным достоинствам колпаковых печей следует отнести следующие факторы.
- Коэффициент полезного действия – 95 % (для сравнения: в традиционных русских печах он составляет 25 %).
- Больше места для установки стального нагревательного элемента.
- В процессе обогрева не выделяются сажа и дым.
- Чистить кузнецовские печи следует во много крат реже, нежели традиционные конструкции.
- Возведение данных моделей в финансовом отношении обойдется намного дешевле, нежели построение русской печи.
- Конструкции Кузнецова прочны и устойчивы к образованию трещин.
- Такие печи можно строить по индивидуальным размерам и формам.
- Модели Кузнецова отличает эстетичный внешний вид, который к тому же можно видоизменять, применяя фантазию и различные дизайнерские решения.
Видимо, в силу всех вышеперечисленных качеств данные конструкции приобрели популярность еще в 60-х годах. А потом они только совершенствовались и на сегодня практически лишены недостатков. Тем более что позже Кузнецов трудился над разработками не один, а с группой единомышленников.
Виды печей Кузнецова
То разнообразие колпаковых печей, которое существует на сегодняшний день, можно классифицировать по различным факторам. Так, в зависимости от количества колпаков разработанные Кузнецовым модели делят на одноколпаковые, двухколпаковые и многоколпаковые.
https://vk.com/video_ext.php
По назначению данные модели делятся так
| Разновидности | Применение |
| Модели варочного типа. | Они разработаны для приготовления пищи. |
| Отопительные печи. | Их первостепенная функция – обогрев помещения. |
| Банные печи. | Специально разработаны для помещений с повышенной влажностью. |
| Уличные модели. | Это могут быть как барбекю, так и сложнейшие комплексы. |
| Хлебные печи. | Данные модели зачастую совмещаются с варочным типом. |
| Каминные конструкции. | Выполняют, в первую очередь, эстетическую функцию в интерьере помещения. |
Помимо этого, есть еще печи специального назначения, также разработанные Кузнецовым.
Основа – прежде всего
Именно Кузнецов впервые использовал автоматическое распределение тяги по каналам. Этот метод хорош тем, что угар исключен, поэтому вьюшку можно держать открытой. Система таких дымоходов отличается не только своей уникальностью, но и простотой. Если печи со сложной конфигурацией дымохода обычно имеют КПД порядка 60%, то «Кузнецовки» – 80% и выше. Кроме того, отсюда вытекает принцип свободного прохода газов. Именно поэтому порядовки нередко сравнивают с Дело в том, что энергия газов, в отличие от газовой вьюшки, не закручивается в вихрь, а сразу же пропитывает печь. Естественно, что выделяемое тепло уходит или на нагрев помещения, или же на ГВС, в зависимости от потребностей.
Что еще следует знать
Топочная камера соединяется с колпаком вертикальной щелью, которую называют сухим швом. Необходимость в таком конструктивном решении вызвана движущимися в обоих отсеках конвекционными потоками. Часть дымного газа, содержащая большое количество пара, затягивается в топочную камеру для повторного цикла, что улучшает сгорание летучих частиц и вызывает турбулентность.
Поддувало заполняется воздухом не только через колосник, но и сверху, посредством полостей в стенках. Опять же это требуется для полного сгорания летучих частиц, ведь воздух, поступивший через колосник, при достижении верхней части факела практически не содержит кислорода.
Над топочной камерой располагается решетка из огнеупорного кирпича, именуемая катализатором. Она разогревается до высоких температур и как бы дожигает все, что остается после неполного сгорания топлива.
Печь с лежанкой
Особой популярностью у нашего народа пользуется печь с лежанкой. Такая конструкция возможна и у колпаковых печей. Топятся они дровами. Такими моделями пользуются в основном на дачах либо в загородных домах. Все печи с лежанками состоят из следующих элементов:
- печь для прогрева;
- лежанка;
- варочная поверхность;
- духовка;
- зольник;
- дровник;
- место для кухонной утвари.
Как для любой печной конструкции, для таких моделей необходим отдельный фундамент. Сначала строится основа печи. Ее составляют несколько кирпичных рядов, выровненных по горизонтали. Они должны иметь прямые углы. Также следует придерживаться расстояния от рядов основы до стены помещения примерно в 15 см (можно и больше). Затем закладывается поддувало и воздухоотводы, благодаря которым прогретый в топке воздух поднимается вверх, равномерно распределяется по всей конструкции печи и оптимально нагревает лежанку.
На уровне 8–9 рядов следует проложить перекрытия на лежанке и топке. После этого нужно продолжать согласно порядовке кладку кирпичных рядов для духового шкафа и варочной поверхности. В обязательном порядке прокладывается ряд, отделяющий последнюю от стены помещения.
Следующий этап: выкладывание перемычек. В области духового шкафа нужно использовать для этой цели обычную или фигурную кладку в форме арки либо клина, а над кожухом плиты желательно установить металлические уголки и декоративную полочку. Последующие кирпичные ряды соединяют воедино все дымоотводы. На стенках делаются окошки, вблизи духовки – летник (его можно применять в летний сезон). Те же, которые находятся повыше, будут греть помещение зимой.
Трубы монтируется повыше и имеет квадратное сечение. Рекомендуется делать кладку в 2,5 кирпича. Те перекрытия, которые проложены в области местоположения дымовой трубы, следует в несколько слоев изолировать базальтовыми плитами.
Наружную поверхность дымохода желательно обложить силикатным кирпичом, поскольку ему свойственна устойчивость к температурным колебаниям и климатическим осадкам. После его возведения на печь монтируется вся имеющаяся фурнитура.
К примеру, можно не ограничиваться простой кирпичной кладкой (хотя и она смотрится вполне солидно), а покрасить конструкцию термостойкой краской и украсить орнаментами и рисунками. Такая модель будет красиво смотреться в любом интерьере. В финансовом отношении отделка будет тем дороже, чем выше будет качество плитки, применяемой для нее. А изразцы носят не только эстетическую функцию – в них отлично держится тепло. Да и в уходе эти элементы неприхотливы. Если не получается сделать отделку своими руками – на помощь могут прийти профессиональные мастера.
Принцип работы печей Кузнецова
Все печи этого мастера работают на принципе свободного движения газов. Этот принцип был разработан профессором В. Е. Грум-Гжимайло и усовершенствован его учеником И. С. Подгородником. Суть принципа в том, что горячие газы всегда движутся вверх, вытесняя остывшие и вынуждая их двигаться в дымоход. Благодаря этому все пространство печи заполнено горячими газами, которые, по мере остывания, покидают горячую зону и не снижают температуру стенок печи или грубы. Такие печи лишены каналов и представляют собой полый купол или колпак, отсюда и одно из названий «колпаковые печи». И. В. Кузнецов провел дальнейшее усовершенствование этого принципа и добавил к нему много различных новшеств, улучшающих горение топлива и общую эффективность.
Приимущества колпаковых печей
В печи Грум-Гжимайло и Подгородника Кузнецов внес подачу вторичного воздуха. В обычной топке воздух поступает снизу, проходит через лежащие дрова и обходит огонь вдоль стенок, из-за чего древесина сгорает не полностью и с меньшей температурой. В печах Кузнецова помимо основного потока воздуха, который поступает через колосники или открытую дверцу топки (русские печи), поступает и второй поток воздуха через специальные каналы. Он выходит на уровне основного горения, благодаря чему не успевает подняться и вступает в реакцию с недогоревшими газами. В результате помимо пламени более высокой температуры происходит и очистка дыма, благодаря чему меньше сажи оседает на стенках дымохода.
https://youtube.com/watch?v=5BVm1uYVXwU
Во многих печах Кузнецова реализован еще один способ увеличения КПД, разработанный профессором Грум-Гжимайло. Дым, поднимаясь от огня, разделяется на два потока. Более горячий и легкий дым движется вверх, заполняя купол, а холодный дым и не участвовавший в горении воздух, благодаря низкой температуре и высокой плотности, направляются вниз, к выходу из купола. В результате холодные воздух и дым не снижают температуры горячего дыма, что неизбежно в канальных печах. Помогает в таком разделении «сухой шов» – оригинальная разработка Кузнецова. Сухой шов – это щель в канале дымохода, выводящего остывшие газы из колпака. Поэтому холодные газы сразу же уходят в дымоход и не охлаждают колпак.
Расчёт колпаковой печи
Расчёт размера будущей печи, основывается на теплопотери обогреваемого помещения. Это не простой процесс, которые требует помощи разбирающегося человека.
Для начала необходимо высчитать кубатуру помещения. Размеры берутся по наружному периметру здания. Связанно это с тем, что помещение отдаёт тепло наружной стороной стен. Далее общую кубатуру необходимо умножить на 21.
Почему именно на 21? Это число килокалорий необходимых для прогрева 1метра кубического до 18 градусов при уличной температуре в -30. Однако это не точное число. Оно может варьироваться от 21 до 50.
Полученное число и есть теплопотеря рассчитываемого помещения. Дальнейшим действием будет деление теплопотери на 300. Это число обозначает теплоотдачу квадратного метра печи, именно прогреваемой поверхности. Получившееся число, это внешние габариты будущей печи.
Если приступать к строительству без опыта, то конструкцию внутреннего устройства печи лучше взять из готовых схем, а не придумывать самостоятельно.
Разновидности
Как уже отмечалось, “колпаковки” по своему предназначению подразделяются на несколько видов. Подробно рассмотрим каждый из них.
Колпаковая печь для отопления дома
Сегодня, выделяется более 20 стандартных схем сооружения дома отопительных печей.
В качестве места расположения выбирается центр комнаты. У такого размещения есть ряд явных достоинств:
- комната прогревается равномерно и эффективно;
- нет охлаждающего элемента (наружной стены дома);
- свободный доступ для обслуживания;
- можно дополнительно оборудовать варочную поверхность, сушилку, водогрейный контур и т.д.
Подобные конструкции занимают немного места, внешне очень привлекательны, широкий выбор дизайнерских решений.
Устройства с варочной поверхностью
Для того, чтобы на обычной кирпичной печи Колпакова можно было бы готовить еду, достаточно добавить металлическую плиту с несколькими конфорками и немного изменить строение основания. Полноценные варочные сооружения в своей конструкции имеют пару вспомогательных горизонтальных поверхностей, а также духовку.
Печь с варочной поверхностью
На такой печи можно готовить полноценные блюда, абсолютно такие же, как на газовых и электрических плитах, которыми привыкли пользоваться городские жители.
Пользователи часто отдают предпочтение “кузнецовкам” с варочной плитой, т.к. подобные конструкции позволяют эффективно обогревать комнату и одновременно готовить пищу. В качестве места расположения для таких печей лучше выбирать кухню или большую комнату, объединенную с кухней.
Колпаковые печи для бани
Банные печки обозначаются специальной маркировкой — БИК. По внешнему виду готовые колпаковки отличаются от других каменок. В первую очередь, материал из которого они конструируются, отбирается очень тщательно. Во-вторых, установка купола никак не сказывается на аккуратном внешнем виде и практичности печи. Очень популярны модели с закругленными углами, благодаря которым риски получения ожога или травмирования сведены к минимуму.
Осуществив монтаж “кузнецовки” в правильном месте, вы сможете одновременно обогревать и снабжать горячей водой сразу несколько помещений — душевую, парилку, комнату для отдыха.
Печь колпаковая для бани
В бане хорошо приходит в действие принцип длительного сохранения тепла, который является характерным для колпаковых печей.
Камины, построенные по принципу колпаковых печей
Камины Кузнецова отличаются открытой конструкцией и КПД здесь немного ниже, однако показатели теплоотдачи наблюдаются высокие. За счет колпака тепло не выходит быстро в дымоход, а задерживается вверху устройства. Если сравнивать камин, сконструированный по принципу колпаковки, и обычный, то после окончания процесса горения, первый еще долго будет отдавать тепло, чего не скажешь об обычном. С таким агрегатом помещение очень быстро начнет охлаждаться.
Вариаций того, как сделать камин более функциональным — множество. Можно оборудовать сушилки для обуви или одежды, полочки и т.д. Помимо этого вы можете декорировать свой камин керамической плиткой или изразцами.
Модели для готовки еды на свежем воздухе
Специально для возможности готовить пищу на улице были разработаны целые печные комплексы, которые помимо своей функциональности, очень удобны в эксплуатации. Самый простой вариант исполнения таких конструкций — кирпичная мини-печь для барбекю.
Те, кто очень любит готовить шашлыки и блюда гриль, будут удивлены широким выбором уличных печей с послойным, пиролизным, нижним и верхним способом горения.
Принцип работы колпаковой печи
Колпаковая печь Кузнецова (в народе именуемая «Кузнецовка») получила название в честь своего создателя – И.В. Кузнецова, который занялся разработкой новой схемы отопления еще в начале 60-х годов прошлого столетия. Уникальная технология «свободного движения горячих газов» сразу же получила признание и стала пользоваться большой популярностью во всем мире.
Колпаковая печь Кузнецова: принцип работы
Особенность «Кузнецовки» заключается в том, что нагретые газы проходят и циркулируют по трубе благодаря собственной силе тяжести, в отличие от «принудительного» движения по дымоходу. Все мы знаем из уроков физики, что теплый воздух поднимается вверх, вытесняя холодный. Но, в отличие от канальных прототипов, здесь тепло не выходит из трубы, а собирается под колпаком. Постепенно он там остывает, и его вытесняют порывы борее горячего воздуха, поднимающиеся вверх.
Основным отличием канальной печи от колпаковой считается принцип движения горячего газа. В первой – дым как-бы вытягивается по трубе вверх, а в колпаковой – выталкивается. Сам колпак может служить емкостью для нагрева воды, приготовления пищи, сушилки и т.д. Таким образом, колпаковая печь может выполнять двойную функцию.
Печь «Кузнецовка»
То есть по функциональной характеристике, «кузнецовки» можно разделиться на:
- банные печи;
- печи для приготовления еды (хлебные, варочные, под казан, барбекю, гриль и т.д.);
- камин;
- печи для отопления;
- комбинированный тип.
Самыми распространенными являются именно комбинированные типы с возможностью приготовления еды и обогревом всего дома. Несмотря на возможность вариации стиля и формы, принцип действия колпаковой печи остается неизменным.
Схема движения газов в печи
Чтобы легче было понять основной принцип работы печи Кузнецова, представьте костер, разожженный на открытом воздухе. Из-за неограниченного доступа воздуха к огню, костер дает небольшое тепло. А теперь попробуем этот костер накрыть металлическим колпаком, оставив небольшой просвет снизу, чтобы совсем не загасить пламя. Горячий воздух пойдет вверх, нагревая стенки. Постепенно охлаждаясь, воздух начнет опускать к оставленному проему в то время, как его место занимает новая порция горячего воздуха. Это и есть принцип свободного движения горячих газов, который И.В. Кузнецов успешно применил в своей разработке.
Особенности конструкции
Сегодня в Сети можно найти более 150 разновидностей конструкции, но какой бы формы, стиля исполнения они ни были, все печи построены по одной методике. Конструктор, создавая схему кладки колпаковой печи, ставил перед собой две задачи: продуктивность и эффективность отопительной системы.
Возвести такую конструкцию не так-то просто. Необходимо четко придерживаться разработанной Кузнецовым И.В. порядовки
Изобретатель большую роль и внимание уделяет расположению внутренних каналов колпаковой печи
Колпак представляет собой отдельную камеру для задержки нагретого газа, что способствует экономии топлива и повышению КПД работы печи.
Стандартная конструкция «кузнецовки» предполагает наличие двух колпаков. Нижний объединен с топочной камерой, а второй колпак находится в верхней части печи. Задача первого колпака – разделить газы на холодные и горячие потоки. Именно это выгодно отличает колпаковую печь от канальной, где нагретый воздух, под действием тяги, свободно выходит наружу. Здесь же, горячий поток газа, выходящий из топки, стремится вверх, где задерживается под первым колпаком и долго аккумулирует тепло.
Дальше, поток стремится через проход во вторую камеру, где тоже задерживается под вторым потолком, так как проход находится у основания. Вследствие этого, горячий воздух, прежде, чем выйти по дымоходу, долго аккумулирует тепло в печи. Это дает высокий КПД – до 95 %. Если сравнить с эффективностью работы традиционной русской печи (канальной), то это больше на 45-50%.
Кроме свободного движения газа, колпаковая печь предполагает и механическое управление потоками. Для этого в конструкции устанавливаются задвижки. Они, по мере необходимости, могут задерживать и перенаправлять горячие потоки. «Летняя» задвижка предназначена для теплого времени года, когда печь используется в качестве варочной поверхности для приготовления еды. Открыв летнюю задвижку, поток горячего воздуха устремится вверх по дымоходу, не заходя под второй колпак.
Колпаковая печь для отопления дома
Разновидности печных конструкций
Сколько бы не прошло времени с момента появления первых печных конструкций и как бы далеко не зашли технологии обогрева жилища, каменная печь все так же не утрачивает своей актуальности. По сравнению с другими видами обогрева (электричество, газ), она более экономична. При этом толстые каменные стенки позволяют удерживать тепло еще сутки после догорания дров.
По своему назначению, печи делятся на следующие виды:
- отопительные;
- варочные;
- многофункциональные;
- комбинированные.
- Отопительная конструкция является, пожалуй, самой простой и распространенной. Как понятно из названия, функция такой печи направлена только лишь на отопление.
Печь с варочной поверхностью
В основном такую печь выбирают для дач, где есть электричество и для приготовления пищи используется плита. Либо владельцам дома хочется создать особый загородный уют с помощью печи-камина. Конструкция такой печи состоит из:
- топочной камеры, которая приобретается уже в готовом виде, либо выкладывается шамотным кирпичом;
- зольника, где собирается пепел;
- дымохода.
В эту же разновидность конструкции можно отнести и камин с открытой или закрытой топкой. Он используется не только в декоративных целях, но и позволяет эффективно обогреть помещение площадью – 15-20 кв. метров.
В зависимости от выбранного материала, толщины стенок, схемы кладки, отопительные печи могут иметь разную тепло отдачу.
Наиболее популярным видом печи является конструкция с кладкой в один кирпич. Это позволяет прогревать стенки до 600С. По этой схеме выкладываются знаменитые печи-голландки.
По габаритам отопительная печь может быть широкой и окладистой, а может иметь вытянутую прямоугольную форму. Все зависит от площади помещения, стиля интерьера и личных предпочтений владельцев.
Для облицовки такой печи обычно используется изразцовая плитка, декоративная штукатурка, декоративный камень.
Очень стильно и оригинально выглядят кирпичные отопительные печи в виде трехсторонней призмы, но такой вариант новичку реализовать не получится, так как здесь требуется большой опыт. Большую сложность представляет обтесывание кирпичей и требования к выдерживанию угла строго под 600.
Красиво и необычно выглядят и круглые печи, которые выкладываются по схеме известного русского инженера в печном деле В.Е.Грум-Грижимайло. Печь работает по принципу свободного движения газов. Для обеспечения герметичности, снаружи конструкцию обкладывают листовым металлом. Такая печь способно обогреть большой загородный особняк и станет настоящим украшением для любого дома.
- Варочная печка. Такой вариант целесообразно выбрать для дачи, где хозяева бывают только в летний период. В этом случае обогрев дома не нужен, а если оснастить конструкцию дополнительно баком для воды, то она будет служить не только для приготовления еды, но и позволит создать комфортные условия для проживания. Варочная печь
Часто такой вариант устанавливается в загородных коттеджах, где предусмотрено газовое и электрическое отопление, а вот в целях экономии ресурсов владельцы иногда пользуются кирпичной печью.
Конструкция печи состоит из кирпичного корпуса, внутри которого находится топочная камера, зольник, дымоход. Сверху лежит металлическая плита (может быть встроен духовой шкаф).
- Отопительно-варочная печь относится уже к многофункциональным конструкциям.
Это более сложный в реализации проект, так как он состоит из:
- топочной камеры;
- дымохода;
- зольника;
- варочной поверхности;
- духового шкафа.
Печь выглядит массивно и обычно ее выбирают для дач, где другого варианта отопления не предусмотрено.
В нашей стране отопительно-варочные печи пользуются наибольшей популярностью, позволяя и дом протопить, и вкусный обед на всю семью приготовить.
Ее можно дополнительно снабдить сушильной камерой, где можно делать заготовки на лето: грибы, ягоды, фрукты. В холодную и сырую погоду, в этой камере можно быстро и безопасно просушить одежду, обувь.
Печь с сушильной камерой
Кстати, печи с сушильными камерами впервые придумали в странах Северной Скандинавии, где охотникам и рыболовам нужно было за одну ночь высушить одежду, сапоги.
Многие схемы отопительно-варочных печей имеют дополнительные приспособления в виде удобной лежанки, сушки для дров, духового шкафа, водогрейного бака.
Расчёт основных параметров
Прежде чем выбрать рабочий проект отопительного прибора, необходимо сделать предварительный расчёт согласно параметрам конкретного помещения. Наиболее точным методом является определение размеров исходя из теплоотдачи печи. Чтобы не вдаваться в сложные выкладки, для хорошо утеплённых домов используют упрощённую схему расчёта, предложенную И. В. Кузнецовым. Этот способ использует усреднённую тепловую мощность, снимаемую с одного квадратного метра поверхности агрегата (ТМЕП). Для обычной топки берут значение 0.5 кВт/кв. м, а при необходимости интенсивного нагрева, которое возникает при сильном похолодании — до 0.76 кВт/кв. м.
В принципе, уже этих значений достаточно для того, чтобы подобрать подходящий проект из тех, которые можно найти в свободном доступе. Если же имеющиеся варианты по какой-либо причине не подходят, то потребуется рассчитать параметры основных элементов печи и спроектировать собственную конструкцию.
Топка
Размеры топки определяют исходя из максимального объёма топливной закладки. При этом количество горючих материалов рассчитывают, используя их теплотворную способность и удельный вес, ориентируясь на требуемую мощность. Объём топливника должен быть больше полученного значения в 2–3 раза, что позволит перетапливать печь при экстремально низких температурах. Рассчитывая размер топочной части, необходимо учитывать, что максимальная закладка не должна превышать 2/3 объёма камеры сгорания. Кроме того, размеры топки и всех её составляющих надо подогнать под размер используемых для кладки печи кирпичей. В своих расчётах можно использовать специальные таблицы, разработанные с учётом необходимости обогрева помещений различной квадратуры.
Таблица расчётов основных элементов кирпичной печи
Зольник
Высота зольника зависит от типа используемого топлива. Для малозольных горючих материалов типа угля или торфобрикетов эту величину принимают равной 1/3 высоты топливника. Если же печь будет топиться дровами или пеллетами, то высоту зольной камеры необходимо уменьшить до 1/5.
Печная труба
При расчётах дымохода следует учитывать, что место его установки должно соответсвовать СНиП
В отличие от газового отопительного оборудования, дровяные печи не требуют большой тяги, поэтому лучшей формой дымового канала будет прямоугольник. При расчёте печной трубы учитывают, что сечение поддувала не должно превышать площадь её газохода, при этом все значения подгоняют под размеры стандартного кирпича. Поскольку точное проектирование требует оперировать множеством данных и параметров, то лучше всего воспользоваться одной из специальных программ. Тем не менее для наиболее распространённых случаев (отсутствие изломов дымового канала, вертикальный ход, прямоугольное сечение, высота от 4 до 12 м) можно воспользоваться усреднёнными значениями для печей мощностью до 14 кВт:
- Менее 3.5 кВт — 140х140 мм.
- 5 – 5.2 кВт — 140х200 мм.
- От 5.2 до 7.2 кВт — 140х270 мм.
- От 7.2 до 10.5 кВт — 200х200 кВт.
- 5 – 14 кВт — 200х270 мм.
Для расчёта количества необходимого материала лучше всего использовать специальные таблицы. Ниже приводим одну из них.
Расчёт количества кирпичей
Порядовка банной печи Кузнецова П1
Порядовка этой печи взята с официального сайта печника Кузнецова. Имеющиеся пояснения и схема регистра и теплоизоляции печной дверцы тоже оттуда. В свободном доступе на сайте есть несколько проектов с порядовкой, но большая часть из них недоступна.
Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1Порядовка банной печи Кузнецова БИК П1
Глядя на те проекты, которые можно скачать любому, поражаешься простоте и изящности решений. Остается только правильно все сложить и пользоваться.
Конструкционные варианты
Отопительно-варочные печи для бытового использования по своей конструкции могут быть несколько типов.
Камерная
Металлическая камерная печь – это классическая «буржуйка», которая в современном производстве очень усовершенствована. У такого агрегата следующие технические характеристики:
Канальная
Принцип работы такой конструкции: газы догорают, а затем остывают и переходят по каналам между перегородками, и отдают тепло корпусу печи. Агрегат должен внутри прогреться до 400°С – тогда в ней произойдет дожигание. Современные буржуйки легко переквалифицировать под канальную схему. В этом случае от газохода оставляют только горизонтальное «колено» и оно отделяет от топки камеру сгорания.
Воздух для горения поступает через щели варочной поверхности или через специальный воздушный дроссель. Канальная буржуйка имеет КПД до 80%, а удельная тепловая мощность больше чем у камерной в несколько раз. Такая печка работает как при длительном горении, так и при пламенном, практически на любом топливе.
При этом мощность регулируется подачей воздуха – эта возможность здесь в 2 раза выше, чем в камерной буржуйке. Плюсом для применения в быту является и температура в дожигателе в пределах 250-300°С, а это удобно для приготовления пищи.
Почти все металлические бытовые печи до 15 кВт мощностью создаются по такой вышеописанной схеме. Корпус обычно создается из обычной стали толщиной от 4 мм, а варочная плита – из чугуна или стали от 8 мм.
Колпаковая
Наконец, колпаковая печь – это схема, в которой газы задерживаются сводом колпака до момента полного догорания, а потом они опускаются вниз и отдают остатки тепла. Такие конструкции обеспечивают более 70% КПД. Эта технология применима и относительно металлических котлов, однако здесь пришлось отказаться от пламени – металлический колпак просто не поглотит столько тепла, сколько выделяет без перегрева. Поэтому такие печи переведены в режим тления – это позволило довести время теплоотдачи до 60 часов (на дровах) или до 30 суток (на угле).
Печи длительного горения из металла могут изготавливаться своими руками и работают на дровах, угле, но не на влажном топливе, так как влажное не тлеет, сколько воздуха ему не дай. Если это специальный угольный котел, то работать на дровах он не сможет – просто не «выдаст» нужный КПД. Корпус такого котла делают из простой стали, окружив его герметичной газовой рубашкой.
https://youtube.com/watch?v=cLj597flZ_8
