Печи Кузнецова своими руками: главные требования
Самым крупным специалистом по проектированию различных типов печей сегодня является Игорь Кузнецов. Многие специалисты в области печного дела как российские, так и зарубежные, признают лидерство Кузнецова в вопросах конструирования печей. Каждый желающий сложить печи Кузнецова своими руками, может без труда найти необходимые чертежи в интернете.
Основные критерии правильно сложенной печи:
- Хорошая печь должна обладать высокой теплоотдачей (КПД на уровне 70-80%).
- Прогрев печи должен быть обеспечен снизу доверху. Снизу печь должна прогреваться сильнее. Это позволит обеспечить минимальную разницу температур внизу и вверху помещения. Прогрев должен сохраняться примерно в течение 1 суток.
- Печь не должна после кладки идти трещинами.
- Даже если печь эксплуатируется новичком, она не должна в результате неправильной топки забиваться сажей и золой.
- Последнее, но важное правило – печь должна быть максимально проста в эксплуатации.
(См. также: Дымоходы для печей)
Особенности устройства печей Кузнецова
Печь Кузнецова является своего рода новаторством в таком консервативном деле, как проектирование и монтаж печей. От других печей их отличает принципиально новое использование горячих газов. В стандартных печах движение массы газов (как горячих, так и холодных), осуществляется благодаря тяге воздуха, поступающего через зольник (поддувало). Печи Кузнецова спроектированы таким образом, что движение газов зависит не от тяги, а происходит благодаря собственной тяжести. Подобная система движения воздуха называется свободным движением газов.
Принцип работы этой системы прост. Все знают, что горячий воздух имеет свойство подниматься вверх. В моделях кузнецовских печей горячий воздух, поднимаясь, вытесняет холодных воздух, который поступает вниз. Внизу холодный воздух превращается в горячий газ, и цикл вытеснения горячим воздухом холодного повторяется. Весь цикл происходит в колпаке. Кстати, колпак может иметь абсолютно различные формы. Основное условие – он должен иметь трубу, по которой и выходит холодный воздух. Благодаря этому элементу данная разновидность печей получила название «Колпаковая печь Кузнецова». (См. также: Монтаж каминов)
Колпак, кроме циркуляции воздушных масс, можно использовать и в хозяйственных нуждах. Конструктор рекомендует помещать туда различное оборудование. Например, котел для подогрева воды, плита для приготовления или шкаф для сушки. Таким образом, кроме непосредственной функции обогрева, печь несет двойную функциональную нагрузку.
Схема кладки печей Кузнецова (порядовка) не представляет особой сложности. Но при кладке все же следует неукоснительно соблюдать порядовку, так как многие из моделей печей несут двойную функцию. Именно это позволяет использовать подобные печи не только в доме, но и в бане. Банный вариант печей отличается усовершенствованной системой регулирования температурного режима. Кроме этого, в банных печах Кузнецова может регулироваться не только температура, но и уровень влажности.
Основные отличительные признаки печей Кузнецова
Рассмотрим, чем отличается это отопительное оборудование:
- Как специалисты-печники, так и рядовые пользователи отмечают высокую экономичность печей Кузнецова. Дело в том, что сгорание топлива происходит при достаточно сильных температурах. Это обеспечивает полное сгорание любого вида топлива практически без сажи с минимальным количеством золы. Особенность всех печей – наличие сухого шва, который заставляет холодные газы спускаться из топливника в нижнюю часть дымохода;
- Благодаря колпаковой конструкции топливные газы могут опускаться практически до уровня пола (2-3 ряды кладки). Это обеспечивает наиболее полный прогрев всей конструкции.
- Печь отдает тепло более равномерно, чем стандартные варианты печей. Благодаря этому температура в помещениях между процессами топок практически не изменяется.
- Если по рассеянности кто-то забыл закрыть заслонку, то печь длительное время удерживает температуру, тепло не теряется. Благодаря наличию колпаков, тепло удерживается внутри печи, процесс циркуляции горячего и холодного воздуха продолжается.
- Дымоходы в печах подобных конструкций значительно короче стандартных, что обеспечивает отличную тягу. Печи Кузнецова спокойно можно растопить сразу после кладки или поздней осенью, когда все печи после долгого простоя имеют обыкновение отсыревать.
(См. также: Как сложить печь на отработке своими руками)
(См. также: Кухонные печи и камины)
Среди распространенных моделей кузнецовских печей наибольшим спросом пользуются ОИК-2 (отопительная печь И. Кузнецова) и РТИК-5 (русская печь). Отопительную печь используют для обогрева комнат и санузлов. Причем при добавлении объема нижнего колпака можно увеличить площадь прогрева. Например, прогревать не только одну комнату, но и соседние подсобные помещения.
ВАЖНО ЗНАТЬ: все печи Кузнецова имеют кроме основной топки еще и летнюю. Если печь долгое время не эксплуатировалась, достаточно протопить небольшое количество топлива в летней топке, чтобы просушить внутреннее пространство. После этого печь быстрее разогреется, и гораздо эффективнее будет работать. (См. также: Карта сайта)
Требования к монтажу каминов Кузнецова
Большим разнообразием моделей отличаются камины Кузнецова. Это современные модели, которые отлично вписываются в любой интерьер. Кроме прямого назначения – обогрева помещений, камины Кузнецова могут нести дополнительную нагрузку. Есть варианты кладки каминов с варочной поверхностью, камина, совмещенного с печью или камина-гриля. Самые красивые камины получаются, если кирпичную конструкцию спустя некоторое время после кладки, обложить изразцовой плиткой или плитами керамогранита. Изразцовые плитки могут быть изготовлены поштучно (стандартные плитки заводского изготовления), так на заказ. Применение керамогранита приветствуется, если интерьер помещения, в котором находится камин, выдержан в сельском стиле или в стиле шале.
Основным элементом любого правильно сложенного камина, от которого зависит дальнейшая эксплуатация, является дымоход. Дымоход под камин должен иметь собственный выход для отработанного воздуха. Большинство непрофессиональных печников объединяют дымоход камина с трубой, которая идет из котельной. Это неправильно.
РЕКОМЕНДУЕТСЯ: обустраивать трубу дымохода необходимо на уровне, расположенном не ниже выходных отверстий труб вентиляции жилого дома. Можно разместить каналы вентиляции и дымоудаления единым блоком. Основное требование при этом – разделение их непроницаемой пожаропрочной перегородкой. Если этого не сделать, то весь углекислый газ будет попадать в систему вентиляции, а оттуда в помещения дома.
Виды каминов для дома
Любители здоровой простой пищи имеют возможность по чертежам выложить камин-гриль своими руками. Камин-гриль рекомендуется обустраивать возле стены. Форма конструкции может быть любой. Как прямоугольной, так и круглой. Есть модификации грилей со сводом, там, где решетка закрыта сверху. Главное отличие камина-гриля от обычного заключается в открытом топливнике. У обычного камина топливник закрыт дверцей из жаропрочного стекла. У квадратного камина сверху есть решетка для запекания продуктов. Кроме этого, он оборудован приспособлениями, позволяющими размещать шашлыки или подвешивать котелок.
Круглый камин практически ничем не отличается от квадратного. Набор оборудования в нем тот же. При монтаже каминов обязательно соблюдение технологии кирпичной кладки. Все швы обязательно должны быть промазаны специальным раствором, включающим песок или дробленую крошку красного огнеупорного кирпича.
Сводчатый камин-гриль пользуется заслуженной популярностью. Именно свод защищает пищу при приготовлении от внешних воздействий и обеспечивает больший прогрев. При монтаже этого типа камина используются кирпичи, доски, уголки и листовое железо. Листовое железо необходимо для покрытия свода, доски – для монтажа боковых столбиков. Уголки используются для закрепления решетки колосника. Колосник также можно выполнить из листового железа, просверлив в нем отверстия для золы.
НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ: обустраивать камин-гриль непосредственно в доме. Лучше всего делать это в хорошо проветриваемых помещениях, типа террасы или летней кухни, где всегда обеспечен приток свежего воздуха.
Для использования в доме лучше всего подойдет камин с варочной плитой. Всем известно, что еда, приготовленная на живом огне, даже если это происходит дома, гораздо вкуснее и полезнее. Такой камин не отличается большими размерами. Максимальная площадь, которую он способен обогреть, порядка 50 кв.м. Если Вы желаете увеличить отапливаемую площадь в 2 раза, лучше всего не модифицировать конструкцию самостоятельно, а обратиться к квалифицированным специалистам.
Наружная стена такого камина выкладывается в полкирпича. Камин имеет оборудование для нагрева воды и чугунную плиту для приготовления пищи. По желанию можно смонтировать духовой шкаф для выпечки. Его можно разместить слева или справа от топливной камеры (это дело вкуса). Сама топливная камера должна быть плотно закрыта толстой чугунной дверцей для улучшения теплоотдачи.
Подобный камин рассчитан на два режима работы:
- В летний период горячий воздух из топливной камеры поднимается к чугунной плите, обогревает духовой шкаф, а затем вытягивается через дымоход.
- Зимой процесс происходит дольше. Воздух так же обогревает варочную поверхность и духовой шкаф. Затем он проходит по специальным каналам в отопительную камеру, где происходит прогрев. Только после этого отработанный воздух удаляется через дымоход.
Обратите внимание на экономичность и функциональность данного варианта камина. В этой модели объединяется сразу две функции. С его помощью можно готовить, и что немаловажно, осуществлять прогрев помещений. Особенно это актуально для тех, у кого небольшой дом или дача. Монтаж такой конструкции позволит высвободить полезные площади.
Важные моменты
Для тех, кому неактуально объединять процесс согрева и приготовления пищи, подойдет камин-печь Кузнецова. Здесь нет ничего сложного.
ВНИМАНИЕ: если у вас есть желание освоить профессию печника, можно начать это с обустройства простых конструкций, вроде гриля или камина. Монтаж настоящей русской печи, от которой будет зависеть ваше комфортное существование в зимний период, лучше всего доверить профессионалам.
схема, порядовка с фото и видео и прочее
Идеи по созданию сверхэкономичных печей И. В. Кузнецова заимствуют во всём мире, включая США и Европу. Сделать одну из печей по модели Кузнецова при ответственном подходе можно и своими руками.
Содержание
1 Применение печи Кузнецова
2 Достоинства и недостатки
3 Конструкция и принцип действия
3.1 Схема двухколпаковой модели
3.2 Как работает
4 Расчёт печи Кузнецова
5 Подготовительные работы
6 Материалы и инструменты
6.1 Как приготовить раствор
6.2 Что ещё потребуется
7 Кладка: порядовка и пошаговая инструкция
8 Эксплуатация в различных режимах
9 Видео: строительство двухколпаковой печи своими руками— часть 1
10 Видео: часть 2
Применение печи Кузнецова
За многие годы изобретательской деятельности И. В. Кузнецов разработал около 150 моделей печей, рассчитанных на применение во всех без исключения сферах человеческой жизнедеятельности, где требуется генерация тепла. По виду специализации «кузнецовки» бывают:
- отопительными;
- варочными;
- отопительно-варочными;
- банными
- уличными, предназначенными для копчения продуктов, барбекю и приготовления блюд на гриле;
- каминами с открытой топкой, позволяющей любоваться пламенем.
Примеры исполнения печи Кузнецова
Достоинства и недостатки
Широкая популярность печей Кузнецова и глубокое уважение, которое питают к ним разбирающиеся в печном деле люди, обусловлены рядом преимуществ:
- КПД «кузнецовок» превышает 80%, а у некоторых моделей может достигать 95%.
- Печи работают в высокотемпературном режиме, но при этом обходятся без материалов и технологий, доступных только в заводских условиях.
- Высокотемпературный режим позволяет топить печь даже самым бросовым и низкокачественным топливом.
- Опять же из-за высокой температуры сгорания топливо окисляется почти в полном объёме, поэтому сажа образуется в минимальных количествах. Печь может не требовать чистки по нескольку лет.
- Конструкция печи обеспечивает очень равномерную теплоотдачу между топками, при этом материала на неё уходит меньше, чем при строительстве по традиционной технологии.
- В печах, оснащённых теплообменником, тепло для нагрева воды отбирается у дымовых газов, а не из топки, так что «кузнецовка» легко может выполнять функцию котла без ухудшения характеристик.
- Принцип действия печи обеспечивает хорошую тягу, поэтому нет необходимости строить высокий дымоход.
- «Кузнецовка» весьма пластична как в смысле конструкции, так и в смысле оформления. То есть её легко можно подогнать под любое помещение без ущерба производительности и экономичности.
- Печь устроена таким образом, что после топки её дымоход не нужно перекрывать вьюшкой. Отравление угарным газом полностью исключается.
- Конструкция предполагает равномерное распределение тепла в теле печи, поэтому в кладке не развиваются трещины от местных деформаций.
Что можно сказать о недостатках? 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.
Сложить своими руками можно и русскую печь, если следовать подробным инструкциям. Их вы найдёте в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/russkaya-pech-volshebstvo-sozdannoe-svoimi-rukami.html.
Конструкция и принцип действия
За основу изобретателем И. В. Кузнецовым была взята колпаковая печь, известная своей экономичностью.
Так выглядит колпаковая печь — прообраз модели Кузнецова
Высокий КПД таких печей обусловлен характером движения дымовых газов. Если в канальных печах они вытягиваются в дымоход, зачастую не успев отдать тепло кирпичному массиву, то в колпаковых долго клубятся под сводом колпака, пока не остынут. Только тогда они опускаются вниз, к выходному отверстию, откуда затем попадают в дымоход. Заполненный газами колпак попутно играет роль вьюшки: холодный воздух из дымохода не может в него проникнуть, так же как вода не может заполнить перевёрнутый водолазный колокол. Этот эффект получил название газовой вьюшки.
Изобретатель работал с усложнённым вариантом такой печи, имеющей два колпака.
Схема двухколпаковой модели
Схема двухколпаковой печи
Как видно, колпаки соединены последовательным образом, то есть отбор тепла дымовых газов происходит по двухступенчатой схеме. Прежде за возведение печей с такой конструкцией брались не очень охотно — не только из-за сложности, но и некоторых нежелательных особенностей. Так, к примеру, тяга во втором колпаке легко может сорвать газовую пробку в первом, сводя на нет эффект «газовой вьюшки».
С этим недостатком мастер справился следующим образом. Печь была оснащена так называемыми низовыми каналами, проложенными в обход аккумулирующих тепло частей массива. Пока в топке горит пламя, образуемый им конвективный поток обеспечивает работу тяги в обычном режиме. Когда топливо будет израсходовано и конвекция прекратится, тяга сама собой перераспределится таким образом, что холодный воздушный поток будет следовать через низовые каналы, а не через нагретое тело печи.
Это решение не только скомпенсировало неустойчивость газовой вьюшки, но и оказалось более надёжным: образованную газами пробку может вытянуть сильным порывом ветра, тогда как в печи Кузнецова тяга при любых условиях перенаправляется подальше от горячего массива. Кроме того, благодаря наличию низовых каналов отпадает необходимость в обустройстве вентиляции помещения.
Читайте также нашу статью о возведении кирпичной печи-голландки: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/pech-gollandka-rukovodstvo-po-izgotovleniyu-dlya-domashnego-mastera. html.
Как работает
Вот в какой последовательности происходят процессы в печи Кузнецова:
- За счёт поступающего через поддувало (поз. 1) воздуха в топке (поз. 2) горит топливо, образующаяся при этом смесь дымовых и пиролизных газов поднимается в нижний колпак (поз. 3). Под его сводом (поз. 4) пиролизный газ окончательно распадается на горючие составляющие, которые здесь и сгорают. Такая конструкция обеспечивает эффект саморегуляции: при сильном горении пламени газовая пробка увеличивается и блокирует тягу; из-за ослабления тяги горение в топке также ослабевает, газовая пробка, остывая, уменьшается и тяга возобновляется.
- Условно холодные газы из нижнего колпака поступают в верхний (поз. 5). Если печь является круглой (это идеальная форма для двухколпаковой схемы), то роль верхнего колпака играет её корпус. В его верхней части (поз. 6) происходит доокисление угарного газа и оксида азота, так что поступающий в дымоход (поз. 7) выхлоп в основном состоит из углекислого газа и водяного пара. Поступающие во второй колпак газы уже не являются сверхгорячими — температура от 200 до 400 градусов — и химически агрессивными, поэтому здесь можно установить водяной теплообменник из обычной конструкционной стали. Отбор тепла на воду режим работы печи никак не меняет, поскольку высокотемпературная часть — топка + нижний колпак — изолированы кирпичным простенком.
Из-за высокой температуры сгорания шамотную топку в печах Кузнецова следует делать изолированной от основного массива или, как ещё говорят, плавающей. Никакие её элементы не должны внедряться в кладку из керамического кирпича, иначе последнюю даже при наличии температурных швов во время топки разорвёт — скажется разница в коэффициентах температурного расширения этих материалов.
Топка должна быть окружена так называемым сухим швом. Это шов между шамотным и керамическим кирпичом, который вместо глиняного раствора заполнен прокладкой из асбеста или базальтового картона.
Между топкой и нижним колпаком устраивается кольцевой зазор (Л1) и ещё один (Л2) – между колпаками. Если ширину Л2 сделать больше, чем у Л1, газовая вьюшка окажется более устойчивой.
Расчёт печи Кузнецова
«Кузнецовка» — очень сложный отопительный прибор и попытки рассчитать его и спроектировать самостоятельно ни к чему хорошему не приведут. Следует просто выбрать из всех имеющихся вариантов наиболее подходящий для себя — автор из своих наработок тайны не делает. Если в характеристиках понравившейся модели не указана мощность теплоотдачи, её можно рассчитать приблизительно: печь, которая топится два раза в сутки, каждый кв. м её поверхности отдаёт примерно 500 Вт тепла.
Печь ОВИК-9, порядок изготовления которой мы будем рассматривать, при размерах 1015х630х2100 мм обладает мощностью теплоотдачи в размере 3,6 кВт.
Модель ОВИК-9: общий вид
Подготовительные работы
В первую очередь необходимо выбрать место для строительства печи. Проще всего делать это до постройки дома — тогда и печь, и здание проектируются совместно так, чтобы отапливались три или хотя бы два помещения. С уже готовым домом дело обстоит сложнее. В таком случае печь стремятся встраивать в межкомнатную перегородку, поскольку внедрение её в несущую стену требует сложных расчётов и опасных трудоёмких работ (часть стены придётся разобрать, удерживая нагрузку от перекрытия системой перемычек и колонн).
Можно, конечно, ограничиться простым пристенным вариантом расположения, но тогда отапливаться будет только одно помещение.
На выбранном месте нужно построить железобетонный фундамент. Его размеры должны превосходить размеры печи хотя бы на 100 мм с каждой стороны. Не допускается объединение фундамента печи с фундаментом здания — оба сооружения дают различную осадку и одно из оснований будет тянуть за собой другое, вызывая его перекос.
Под печь обязательно обустраивается железобетонный фундамент
Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности грунта, глубины его промерзания, способа эксплуатации здания (периодически/постоянно). Обычно в зданиях с круглогодичным проживанием людей, расположенных на устойчивом грунте, фундамент заглубляют на 400–600 мм. На дно выемки следует в качестве упрочняющего слоя насыпать щебёнку, а поверх неё — песчаную подушку.
Далее все делают по традиционной технологии — устанавливают опалубку, фиксируют арматурный каркас и заливают бетоном. Переходить к возведению печи следует только после полного созревания бетона и набора им достаточной прочности — на это обычно уходит около месяца.
Перед кладкой 1-го ряда поверх фундамента нужно настелить гидроизоляцию из двух слоёв рубероида или толя. На ней мелом наносят контуры будущей печи — так будет проще ориентироваться.
Материалы и инструменты
Для работы понадобятся:
- кельма;
- уровень;
- киянка и прочие строительные инструменты.
Для деления кирпичей потребуется молоток-кирочка и болгарка с алмазным кругом.
Такой набор инструментов понадобится для работы
Печь будет возводиться из кирпичей двух видов: обычного керамического полнотелого с маркой от М150 (250х120х65 мм) и шамотного марки ШБ-8 (250х123х65 мм) или Ш-5 (230х114х40 мм). Шамотным кирпичом будут выкладываться стенки топки.
Приобретая шамотный кирпич, следует быть очень внимательным. Недобросовестные продавцы могут выдать за него кислотоустойчивый кирпич, который похож внешне, но не выдерживает высокой температуры. Так что не будет лишним попросить предъявить сертификат.
Кирпич для кладки печи
Часто рекомендуют выбирать шамотный кирпич по цвету — чем темнее, тем лучше. Но такое правило имеет силу не всегда. Если использовалась глина, взятая в разных месторождениях, то характеристики светлого кирпича вполне могут оказаться более высокими, чем у тёмного. Правильнее оценивать качество шамотного кирпича по следующим критериям:
- структура должна быть однородной и мелкозернистой — без видимых невооружённым глазом пор и включений;
- при простукивании металлическим предметом (лёгкий молоток или гаечный ключ) кирпич должен издавать чёткий отрывистый и звонкий звук;
- при падении должен раскалываться на крупные куски (низкокачественный рассыпается на мелкие фрагменты вплоть до песка).
На конструкцию с размерами 1015х630х2100 мм понадобится 430 керамических кирпичей (без учёта дымохода) и 22 шамотных.
Как приготовить раствор
Раствор применяется глиняный. Используемые для его приготовления глина и песок не должны иметь органических примесей, которые могут привести к растрескиванию швов. В глине присутствие этих примесей можно распознать по хорошо слышимому запаху (он может быть даже приятным) – в норме глина почти не пахнет.
Песок же следует использовать либо горный, либо изготовленный путём измельчения кирпичного боя — в этих разновидностях содержание органических примесей является минимальным, или же они вовсе отсутствуют. Кирпичный песок обычно стоит дешевле горного, но в качестве ему не уступает. Только обратите внимание на следующее обстоятельство: для раствора керамической кладки нужен песок из керамического кирпича, а для шамотного — соответственно, из шамотного.
Обратите внимание на сортность глины. Раствор для шамотной кладки следует готовить на основе белого каолина или шамотного мергеля. Для кладки керамической подходит любая глина с огнеупорными свойствами, например, серая или синяя кембрийская, серый каолин.
Глина одного и того же сорта, но из разных месторождений, может сильно отличаться по вязкости, жирности и адгезионным свойствам. Поэтому рецепт раствора, а именно оптимальное соотношение в нём песка и глины, следует подбирать опытным путём. В случае применения кирпичного песка это делается так:
- Порцию глины массой в 1 кг нужно залить доверху водой и оставить на сутки.
- После этого раскисшую глину замешивают с добавлением воды, пока она не станет похожа на пластилин или густое тесто и не перестанет липнуть к рукам.
Далее глину делят на 5 равных порций, в каждую из которых добавляют определённое количество песка:
- в первую — 10% от объёма глины;
- во 2-ю — 25%;
- в 3-ю — 50%;
- в 4-ю — 75%;
- в 5-ю — 100%.
Каждую порцию нужно тщательно размешать до однородного состояния и просушить в течение 4-х часов. Не забудьте пометить, сколько песка где содержится.
После этого каждой порции раствора путём раскатывания нужно придать форму цилиндра длиной 30 см и диаметром 1–1,5 см. Все они оборачиваются вокруг круглой болванки диаметром около 5 см. Теперь испытательные образцы нужно высушить в течение двух недель в условиях комнатной температуры и отсутствия сквозняков.
После этого остаётся оценить каждый из вариантов:
- Если на цилиндре вообще нет трещин либо они имеются в виде очень мелкой сетки, такой раствор можно использовать для любой части печи.
- Если глубина трещин достигает 1–2 мм, раствор сможет выдержать температуру до 300 градусов. Такую смесь можно использовать для кладки дачного камина или барбекю.
- При наличии глубоких трещин или разрывов раствор признаётся непригодным для использования — имеющаяся в нём доля песка является избыточной.
Обычно на кладку в 500 кирпичей расходуется около 0,2 куб. м смеси глины и песка.
Обратите внимание! Если не смущают дополнительные расходы, можно приобрести в специализированном магазине готовую смесь для приготовления печного раствора.
Определив таким образом оптимальное сочетание глины и песка, приступают к приготовлению раствора:
- необходимое количество глины (примерно 40 кг на 100 кирпичей) опять же замачивают в течение суток, замешивают до консистенции теста, но после этого ещё протирают через сито с ячейкой 3х3 мм;
- затем согласно подобранной опытным путём рецептуре добавляют песок;
- постепенно подливая воду, раствор размешивают до сметанообразного состояния;
- оценивают, как раствор смачивает кельму, и при необходимости корректируют его состав путём добавления небольшого количества глины или песка.
Что ещё потребуется
- Дверца топочная, например, марки ДТ-3, с размерами проёма 250х210 мм.
- Дверца поддувальная, например, марки ДПК, с проёмом 250х140 мм.
- Решётка колосниковая размером 250х252 мм.
- Плита варочная из чугуна на две конфорки, размер — 586х336 мм.
- Дверцы размером 510х340 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры.
- Задвижки с проходным сечением 130х130 мм в количестве 2 шт. – для варочной камеры и для переключения между летним и зимним режимами работы.
- Задвижка с просветом 250х130 мм — для дымохода.
- Отрезки равнополочного уголка 36х4 длиной 600 мм (4 шт.).
- Отрезок стальной полосы 40х4 мм длиной 600 мм.
- Стальной лист толщиной 3 мм размером 600х550 мм.
- Стальной лист толщиной 3 мм размером 500х700 мм для защиты пола перед топкой.
Сталь заменить любым другим несгораемым настилом, к примеру, плиткой из керамики.
Всегда мечтали, чтобы в вашем доме был волшебный камин? Вы можете его сложить своими руками. А следующее руководство поможет в этом: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/uglovoj-kamin-svoimi-rukami-poshagovaya-instrukciya.html.
Кладка: порядовка и пошаговая инструкция
Последовательность работ выглядит так:
Выкладывают из 20-ти кирпичей 1-й ряд, который должен представлять собой идеальный прямоугольник со строго горизонтальной поверхностью.
Схема первого ряда
«Прямоугольность» проверяется замером диагоналей — они должны быть равны. При отсутствии опыта ряд сначала нужно выложить без раствора и только потом, когда всё будет подогнано и проверено, применить раствор. Толщина швов должна составлять 5 мм.
Совет. Чтобы печь выглядела более привлекательно, установите по углам кирпичи со скруглениями. Их необязательно подрезать самому — такие блоки продаются в готовом виде.
Во 2-м ряду берут своё начало первый (нижний) колпак и поддувальная камера. Две половинки кирпича укладываются без раствора и слегка выдвигаются наружу. Когда кладка будет завершена, эти кирпичи нужно будет извлечь, что даст возможность очистить основание колпака от брызг раствора и кирпичных осколков. После очистки половинки окончательно сажают на раствор.
Схема второго ряда
Когда 2-й ряд будет выложен (потребуется 14 кирпичей), на него устанавливают дверцу поддувала, подперев её несколькими кирпичами. Рамку дверцы необходимо обмотать асбестовым шнуром, который выступит одновременно в роли уплотнителя и температурного шва. Она фиксируется в кирпичной кладке посредством проволоки, которая закладывается в швы.
Рекомендуется применять проволоку и для армирования стенок печи, укладывая её в швы каждого второго ряда.
Выложив согласно схеме 3-й ряд (входящие в его состав кирпичи должны плотно зафиксировать дверку поддувала), приступают к укладке 4-го. Здесь уже помимо керамического кирпича применяется шамотный — начинаем выкладывать боковые и заднюю стенки топки.
Схема третьего ряда
Поддувальная дверца перекрывается стёсанными керамическими кирпичами, смотрящими наружу, и стёсанными шамотными — смотрящими внутрь. Они должны быть разделены тепловым зазором величиной в 5 мм. Устроить его можно следующим способом: между кирпичами закладывается прокладка из упаковочного гофрокартона — он как раз имеет нужную толщину; при растопке картон выгорит и зазор образуется сам собой. Температурные зазоры необходимо предусматривать повсюду, где шамотный кирпич соседствует с керамическим.
Схема четвертого ряда
В ряду №5 шамотные кирпичи, образующие боковые стенки топки, слегка сдвигаются, так, чтобы находящиеся под ними кирпичи 4-го ряда образовали полочку шириной 10–15 мм для колосниковой решётки. Кирпичи следует раздвинуть настолько, чтобы между ними и решёткой оставался зазор в 5 мм, необходимый для свободного расширения нагретого металла.
Схема пятого ряда
Кирпич, образующий переднюю стенку, следует подрезать вкось.
В этом же ряду начинается формирование вертикального канала, соединяющего оба колпака.
Когда ряд будет выложен, следует установить на своё место колосниковую решётку, заполнив зазор между ней и кирпичами песком.
Установка колосников
Параллельно с укладкой 6-го ряда нужно установить и зафиксировать топочную дверку. Непосредственный контакт её рамки с кирпичом не допускается — необходимо уложить в качестве прокладки асбестовый шнур. Снизу рамку дверки можно фиксировать проволокой, но сверху требуется более надёжный элемент — проволока быстро прогорит. Вместо неё применяют стальную полосу.
Шестой ряд: установка топочной дверцы
При укладке ряда №7 сбоку от кирпича, образующего заднюю стенку топки, оставляют разрыв шириной в 20–30 мм. Это начало сухого шва.
Схема седьмого ряда
Выложив согласно схеме ряд №8, приступают к укладке 9-го ряда. На этом этапе формируется канал, связывающий топку с нижним колпаком. Сиреневым цветом обозначены кирпичи в боковых стенках топки, верхние грани которых должны оказаться на 10 мм ниже плоскости ряда. На левую стенку нужно будет уложить асбестовую полосу толщиной 10 мм, так чтобы она оказалась вровень с плоскостью ряда.
Схема восьмого ряда
Обратите внимание на то, как перекрыта топочная дверца: кирпичи подрезаны вкось, чтобы получилась кладка «в замок».
Схема девятого ряда
Выкладывая 10-й ряд, следует помнить, что на асбестовую подкладку (она накрывает шамотные кирпичи в стенке топки) керамические кирпичи нужно класть без раствора.
Десятый ряд порядовки
В окружающих топку керамических кирпичах необходимо выполнить вырез под варочную плиту. Размеры его должны быть такими, чтобы вокруг плиты оставался температурный зазор в 5 мм, то есть кирпичи нужно будет подрезать примерно на 10 мм. А в зоне контакта варочной плиты с шамотным кирпичом необходимо оставлять зазор в 10 мм. Такие кирпичи, подрезанные вкось, расположены спереди и справа (обозначены оранжевым цветом).
Если плита снабжена снизу рёбрами жёсткости, для них в кирпиче необходимо дополнительно вырезать пазы — чтобы опирание плиты на кирпич осуществлялось по всему краю. Устанавливают её сразу после укладки ряда — на пропитанный глиняным раствором асбестовый шнур. Зазоры между плитой и кирпичами заполняются песком.
Рядом №11 начинаются стенки варочной камеры. Здесь же устанавливается дверца для неё, рамку которой нужно обмотать асбестовым шнуром. Для фиксации снова можно применить проволоку.
Схема одиннадцатого ряда
Ряды 12, 13 и 14 в комментариях не нуждаются — просто выкладываем согласно порядовке.
После выкладки кирпичей 15-го ряда варочная камера перекрывается стальным листом толщиной в 3 мм и размером 600х550 мм с вырезом под вытяжной канал. Сверху лист упрочняется 4 отрезками уголка и стальной полосой. Стальное перекрытие исключает попадание в пищу различного мелкого мусора, который мог бы сыпаться в неё из кирпичной кладки.
Установка варочной поверхности
В кирпичах 16-го ряда, обрамляющих вытяжной и передний вертикальный каналы, делаются вырезы под задвижки с учётом 5-миллиметрового температурного зазора.
Схема 16-го ряда
Когда ряд будет выложен, задвижки устанавливаются на место.
Установка задвижек
После 17-го ряда начинается формирование верхнего колпака (18-й ряд). Здесь тоже необходимо оставить без раствора слегка выдвинутые половинки, удалив которые, можно будет очистить основание колпака от упавшего в процессе кладки раствора и разного мусора. После очистки извлечённые кирпичи обмазываются раствором и окончательно устанавливаются на своё место.
Восемнадцатый ряд порядовки — начало формирования колпака
Ряды с 19-го по 27-й выкладываются согласно порядовке.
В 28-м ряду устанавливается основная задвижка дымохода. Под неё в кирпичах следует сделать вырезы глубиной 10 мм (обозначены сиреневым цветом) и такой ширины, чтобы вокруг корпуса задвижки оставался температурный зазор в 5 мм.
Схема 28-го ряда
Задвижку нужно установить сразу после выкладки ряда, причём укладывается она на раствор.
Установка дымоходной задвижки
Рядами № 29 и 30 печь перекрывается, а рядом №31 начинается насадная труба с дымоотводящим каналом в кирпич (270х140 мм).
Формирование насадной трубы
Готовую печь необходимо хорошенько просушить. Для этого её выдерживают некоторое время с полностью открытыми дверцами и задвижками. Дело пойдёт быстрее, если в топке подвесить электролампочку мощностью в 200–400 Вт. Она обеспечит не только тепло, но и устойчивый конвективный поток, который за короткое время удалит всю влагу.
Первую топку следует производить с небольшой порцией топлива — огонь сначала должен закалить стенки топки.
Не следует браться за отделку печи до того, как она полностью отработает первый сезон — декоративное покрытие может быть повреждено во время усадочных процессов.
Эксплуатация в различных режимах
В летнем режиме печь Кузнецова из отопительно-варочной превращается просто в варочную. Для этого достаточно открыть специальную задвижку (её так и называют — задвижка летнего хода), после чего дымовые газы будут поступать в дымоход напрямую, минуя колпаки. Нагреву, соответственно, будет подвергаться только варочная плита.
Температуру внутри варочной камеры можно регулировать задвижкой, установленной на отходящем от неё вытяжном канале. Закрыв задвижку и дверцу камеры, её легко можно превратить в духовку. Для удобства пользования в стенках можно зафиксировать полочки для противня.
Если нужно быстро прогреть помещение или обсушиться, дверцу варочной камеры открывают. При этом температура на конфорках остаётся достаточно высокой для приготовления пищи.
Видео: строительство двухколпаковой печи своими руками— часть 1
Видео: часть 2
Печь Кузнецова обладает высочайшими техническими характеристиками, но при этом она вполне доступна для мастера в классе новичка. А вот опытным печникам следует быть осторожными — зачастую они переоценивают свои знания и делают кое-что по-своему, пренебрегая рекомендациями изобретателя. Такие отклонения не допускаются — как было сказано, печь Кузнецова с высокой точностью рассчитывается и столь же точно должна быть построена. Следуйте изложенным в статье инструкциям, и вы будете застрахованы от ошибок.
- Автор: Надежда Хоменко
- Распечатать
(6 голосов, среднее: 4.8 из 5)
Поделитесь с друзьями!двухколпаковая кладка своими руками схема, чертежи
Печь Кузнецова устанавливается в банях, дачах, домах, используется для обогрева гаража, мастерской. Разновидности конструкций выполняются в виде русской печи, камина, открытого очага – все варианты заслуживают внимания пользователей.
Содержание
- История создания колпаковой печи
- Достоинства и недостатки
- Особенности конструкций Кузнецова И.В.
- Двойная колпаковая печь
- Отопительно-варочный вариант
- Характеристики устройства
- Как сложить печь Кузнецова И.В.
- Расчет купольных отопительных приборов
- Показатели эффективности колпакового метода
- Конструкции печей для малоэтажных домов 9000 7 Схема заказа и материалы для строительства
История колпаковой печи
Печь КузнецоваВ начале 60-х годов талантливый умелец начал искать решение, как получить большую тепловую мощность при малом количестве топлива. Спустя более полувека печи Кузнецова стали самыми эффективными. Первое сооружение было построено сразу после начала исследований. С тех пор уникальная разработка неоднократно модернизировалась как нагревательный прибор и устройство для приготовления горячей пищи.
Команда дизайнеров-единомышленников провела более полутора сотен исследований. В них приняли участие инженер И. С. Подгородников, русский профессор В. Е. Грум-Гржимайло. Разработки охватили весь модельный ряд бытовых печных устройств. В результате КПД современных печей Кузнецова достигает 80 — 94 %. Дизайн известен своими положительными характеристиками и хорошими отзывами пользователей.
Тяга в топке осуществляется за счет пустот внутриКоэффициент полезного действия превышает КПД традиционных печей, у которых он находится в пределах 70 — 85%. В конструкциях Кузнецова сажа выгорает полностью, поэтому период между двумя соседними чистками оценивается в 3-4 года.
Преимущества моделей изобретателя:
- тяга осуществляется за счет пустот внутри (шапки), а не каналов, поэтому кирпича уходит меньше;
- печи работают на любом топливе, не только на дровах;
- использование короткого дымового канала также позволяет сэкономить на обустройстве;
- происходит равномерный теплообмен в течение суток;
- есть возможность обогрева нескольких уровней дома от одного прибора;
- В конструкцию заведены контуры ГВС и пароводяного отопления, она совмещена с варочной поверхностью, лежанкой, духовкой, камином.
Выполняется сложная кладка, которую необходимо полностью освоить перед началом строительства. Печи этой категории имеют значительный вес, массивны, поэтому необходим прочный фундамент.
Особенности конструкций Кузнецов И.В.
Работа основана на эффекте естественного движения газов. Название колоколов они получили из-за больших пустот внутри в виде перевернутых колоколов. Полости располагаются вертикально, горизонтально или одна над другой.
Нагретый дым поднимается вверх, задерживается в куполе и после постепенного остывания опускается. Вся тепловая энергия передается кирпичной кладке, так как время контакта увеличивается за счет удержания горячего воздуха. Стенки вытяжки прогреваются равномерно, под ними располагается один или несколько источников тепла. Ограниченная полость создает эффект «вида».
Конструктор в процессе экспериментальных исследований усовершенствовал топку печи, модернизировал процесс теплоснабжения, изменил тип оборудования. В результате устройство было усовершенствовано, печь имеет высокую надежность, качество, отличается безупречным внешним видом.
Колпаковая печь с двойным колпаком
Колпаковая печь с двойным колпакомЧаще встречаются модели с двумя полыми контейнерами. Внизу топки находится камера с высокой температурой для дожигания газов, которые делятся на охлажденные и горячие. Первые сбрасываются в трубу, нагретые остаются в колпаке, при этом теплообменник не охлаждается.
После растопки раскаленный дым поднимается под свод, где и остается, пока не остынет. Топливо выгорает, новые нагретые порции, поднимаясь, вытесняют уже остывшие. Охлажденная масса поступает в вертикальный канал, ведущий их к верхнему куполу. Ситуация охлаждения и вытеснения повторяется в верхней полости, но отработанный дым уже выбрасывается в дымоход.
Требуется защита от конденсата на стенках дымового канала, так как через них проходит холодный воздух, отдавший тепло кладке. Используется изоляция дымохода.
Опция отопительно-варочная
Печь отопительно-варочнаяСложные агрегаты популярны благодаря своей расширенной функциональности. Несмотря на многозадачность, такие устройства работают по принципу распределения горячего воздуха на разные потоки. В конструкции есть не только варочная поверхность, но и встроенная духовка для запекания. Готовить и запекать можно через короткое время после растопки. Над нишей, где стоит варочная плита, устраивают полки для сушки.
Колпак принимает и удаляет газы со своего дна. Оставление клапана открытым не повлияет на эффективность нагрева, так как воздух долго остается в полости и выделяет энергию. Отходы после сгорания беспрепятственно вытекают из печи. Такое устройство эффективно, если для высокой трубы мало места.
Характеристики устройства
В конструкции отсутствуют узкие каналы, колпаковая печь отличается меньшим сопротивлением нагретому потоку, поэтому дымоходы делаются короче.
Причины эффективности:
- два колпака способствуют равномерному прогреву газовых и кирпичных поверхностей;
- горячий дым долго сохраняется, что дает наибольший нагрев, аккумулирует тепло;
- сбор продуктов сгорания топлива в одном месте снижает вероятность образования копоти в дымоходе.
Водяной теплообменник размещен в колпаке, поэтому производительность печи увеличивается, а КПД увеличивается. Соорудить двухколпаковую конструкцию с соблюдением всех норм не так-то просто, мастер должен соблюдать порядок печи Кузнецова и класть кирпичи строго по плану каждого ряда.
Как сложить печь Кузнецов И.В.
Фундамент печиФундамент печи лучше планировать в период проектирования дома. Размеры фундамента должны превышать размеры печи на 15 см с каждой стороны; он не связан с фундаментом жилого дома.
При размещении источника тепла вдоль стены фундамент печи удаляют от фундамента дома на 6 см, а между ними делают зазор, засыпанный песком. Бетонная конструкция изолируется от влаги грунта рулонными материалами.
Кирпич также уложен на трехслойный утеплитель с рубероидом. Продумайте расположение дымохода так, чтобы соблюдались условия безопасности внутри помещения, при проходе через потолок и при установке на крышу.
Нагрев испытывают через сутки после окончания укладки.
Расчет купольных отопительных устройств
Проектирование включает методы подбора внутренней арматуры и оборудования для получения эффективной тяги, повышения теплоотдачи без потерь. Теплопотери помещения рассчитывают по объему, затем полученное значение умножают на 21. Это средние потери на 1 куб. Мощность печи должна быть на 15% выше
Если проекты не устраивают пользователя, он может составить проект самостоятельно, взяв за основу общие правила строительства колокольных конструкций. Определяет наружные размеры отопительной конструкции, результат делит на 300. Число означает тепловую мощность, которую может отдать квадрат наружной стены печи. Получите необходимую квадратуру стен над решетками.
Показатели эффективности колпакового метода
Печь необходимо топить два раза в день.Печи необходимо топить два раза в день, чтобы создать комфортный микроклимат в помещении. Средний расход бревен на отопление 100 квадратных метров площади составляет 16 — 17 кг в сутки. Скептики утверждают, что длительное удержание дыма приводит к ослаблению тяги в дымоходе, но это не так:
- Дымовой вакуум в полости колпака показывает значение 0,18 гПа, что считается нормальным показателем по отношению к атмосферному давлению и создает условия для естественной конвекции.
- Открытая дверца нагнетательной камеры способствует герметизации воздуха, которым замещаются разреженные потоки в колпаке.
- Труба дымоотводная — это труба для выхлопных газов, благодаря регулируемой длине обеспечивает высокую скорость движения.
Колпак размещен за камерой сгорания, из-за этого нагретый дым сразу движется в него, не охлаждаясь в коротком проходе.
Печные конструкции для малоэтажного строительства
Каминные печи применяются для повышения температуры в помещении и как декоративный элемент.Чаще всего для обогрева дома используют отопительные печи. Они совмещены с плитой для приготовления горячей пищи и печью для выпечки хлеба.
Существуют разновидности сауны, которые нагревают парилку, раздевалку и помывочную.
Уличные варианты выполнены в виде комплекса с мангалом, мангалом, казаном для приготовления пищи на открытом пространстве.
Помещения представлены печами-каминами и отдельными открытыми очагами. Они используются для повышения температуры в помещении и в качестве декоративного элемента.
Заказать схему и материалы для строительства
Заказать печь КузнецоваИспользуются огнеупорные шамотные кирпичи, которые укладываются на глиняный раствор. Не рекомендуется использовать обычную цементно-песчаную смесь. Нельзя брать силикатный кирпич для кладки.
На первый ряд устанавливают уголки, а со второго начинают делать дымовые каналы, формируют поддувал и зольник. Кирпич уложен в шахматном порядке, шов 6 мм. Установите внутренние стенки на высоту в три ряда.
Решетки укладывают с 5-го ряда, делая зазоры 7 мм до стен. Установлены печные дверцы, топка отделана шамотным кирпичом. До 16-го ряда кладку ведут аналогично предыдущей схеме, а с 17-го ряда формируют полость шапки, затем над первым обустраивают второй отсек.
С 21 ряда кладут нахлест по цоколям, делают проходы вдоль стен с двух сторон. Работы ведутся по порядковой схеме до 26 ряда, затем верх цоколя закрывается кирпичной кладкой.
Консультации для тех, кто строит наши печи
Консультации для тех, кто строит наши печи.Перевод Алекса Чернова.
Как выбрать печь?
Вам придется выучить и понять некоторые правила, а также выполнить определенную подготовительную работу, прежде чем приступить к фактическому строительству. Прежде всего, вы должны сделать эскиз с планом помещения, на котором показано предполагаемое расположение печи. Печь в идеале должна обогревать все комнаты. Место для печи должно быть выбрано таким образом, чтобы в каждой комнате была открыта часть поверхности печи. Этот конкретный участок поверхности должен производить достаточно тепла, чтобы покрыть теплопотери соответствующего помещения. Перегородки должны быть прикреплены к печи в соответствии с правилами безопасности, изложенными в стандарте ASTM, и только по углам или в местах расположения внутренних стен печи. Вы также должны были бы спланировать надлежащие зазоры вокруг дымохода и для расположения дымохода. В случае реконструкции существующего здания также необходимо заранее определить расположение несущих балок или ферм, а также расположение существующего дымохода (если применимо). Если для приложения требуется зеркальный дизайн существующей печи, вы можете прочитать чертежи с помощью зеркала или перевернуть чертежи с помощью компьютерной программы. Место подключения дымохода можно изменить с помощью техники «коптильни», учитывая, что высота потолка, конечно же, позволяет безопасно переделывать.
О тепловой мощности.
У многих моих печей нет общей мощности и мощности каждой закладки из-за нехватки времени, так как всю работу делаю только я. Эти расчеты могут быть выполнены специалистами, если это будет сочтено необходимым. Для приблизительных расчетов существует эмпирическое правило, которое гласит, что 1 кв. м поверхности печи вырабатывает в среднем 500 Вт/ч при двух топках в день (Верх печи обычно не учитывается, так как часто верх утеплен и, следовательно, выделяет незначительное количество тепла). Например, печь с размерами высотой 1х1х2м имеет мощность 1000Вт-ч на каждую грань и, следовательно, 4000Вт-ч в целом. Другими словами, в среднем эта печь вырабатывает 4 кВт-ч каждый час в течение 24 часов. (Для справки, 1кВт = 3450 БТЕ). Тепловая мощность одной и той же печи при однократной топке в сутки может быть оценена как 0,6-0,7 от теплопроизводительности при двухзагрузочном режиме работы.
Теперь мы получаем запросы на проектирование и строительство печей из США, Канады, Франции, Германии, Нидерландов, Швеции, Испании и других стран. Нам часто задают вопрос, почему «мощность» наших печей такая низкая? Например, шведская топка «KEDDY 520» имеет мощность 14 кВт, а наша печь, например, всего около 4 кВт? У нашей печки мощность в 3,5 раза ниже, чем у «KEDDY»? Это неправильно. Попробуем найти ответ на этот вопрос. В разных книгах даны разные способы выражения результатов: —
В книге Соснина Ю.П. и Бухаркина Е.Н., Стройиздат 1985, с. 296, мощность рассчитывается исходя из эмпирического правила: 520-580 Вт/кв.м при двух обжигах в сутки (без комментариев). —
Книга Ковалевского И.И. «Печные работы», Москва, 1977, стр. 13-14, сказано, что «нормальная тепловая мощность печи – это среднее количество теплоты, выделяемое печью за 1 час при двух топках в сутки» (без указания единицы измерения). В книге также приводится среднее значение выработки в ккал/кв.м-час (т.е. умноженное на период времени в часах – часовая норма выработки). —
Школьник А.Е. «Отопление малоэтажных домов каменными печами», Москва, 1991, с. 9, таблица 2, говорит, что производительность измеряется в Вт/кв. м, но не указывает, что это среднечасовая производительность за период 24 часа.
Ковалевский И.И. говорит о теплоотдаче за какой-то период времени, которая по сути представляет собой энергетическую или часовую отдачу, которые правильно отражают способность печи отдавать тепловую энергию за сутки. Так определяют тепловую мощность печей в России (кВт*ч, МДж, ккал, кДж).
1 кВт*ч =3,6 МДж =860 ккал; 1000 ккал = 1163 кВт*ч; 1 МДж =0,278 кВт*ч =239 ккал.
1 ккал =0,0012 кВт*ч =0,0042 МДж; 1 кДж=0,239 ккал; 1 ккал =4,18 кДж.
Металлические топки и печи металлические, выпускаемые в западных странах, по сути являются отопительными приборами, рассчитанными на разовую загрузку расчетного количества дров. Они обычно используются в качестве дополнительного источника тепла в самый холодный период. Использовать такой металлический отопительный прибор в качестве основного источника тепла – значит стать его «рабом». Очень неудобно вставать ночью, чтобы загрузить агрегат, и невозможно поддерживать комфортную атмосферу, если жильцам приходится покидать дом на какое-то время. Значение тепловой мощности такого металлического прибора, указанное на упаковке, не может дать представления о том, какую площадь оно может обогревать. Считаю, что указывать на упаковке площадь, которую нагревательный прибор может нагреть, — это просто уловка продавца и недобросовестная практика. Тепловая энергия может выделяться только при горении такого устройства, а величина нагреваемой поверхности будет зависеть от его теплопотерь. Я думаю, что для таких устройств мощность выражается как «номинальная/максимальная» без учета времени, а только за время, за которое сгорает расчетная партия дров. Другими словами, это мощность топки (Вт) Qt=ВQdNt /3,6, где Qt – количество теплоты, выделяющееся при сгорании расчетного количества дров за один час. Qd – количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг дров. Nт – КПД. В инструкциях к таким приборам также указано, что их можно использовать в двух режимах: максимальная мощность и медленное горение. Это объясняет, почему даны два разных числа для эффективности. Однако неизвестно, как можно связать часовые теплопотери отапливаемой площади со среднечасовой мощностью установок за сутки.
Используя российскую методику расчета мощности, наша печь, описанная выше, может выдавать 24×4=96 кВт*ч в течение 24 часов при двух нагрузках в сутки. Этот расчет по «эмпирическому правилу» не привязан к количеству сжигаемых дров и мощности топки. Это усредненное значение тепловой мощности печи, которая была сконструирована и правильно эксплуатируется. В этом случае очень легко связать часовые теплопотери отапливаемой площади со среднечасовой производительностью печи за сутки. Если посмотреть определения в книгах по физике, мощность определяется работой, совершаемой в данную единицу времени, и выражается в кВт. При этом кВт описывается как единица мощности, равная энергии, выделяемой за один час. Мощность (выход) — это способность системы выполнять работу в заданную единицу времени. Если мощность системы определяется в кВт, то мы ничего не можем сказать о ее мощности, не указав время работы системы (конечно, если это количество больше одной единицы времени).
Например, если электронагреватель имеет номинальную мощность 2 кВт, это говорит нам о том, что он способен выделить 2 кВт*ч тепловой энергии за 1 час времени. Соответственно за 1/2 часа он выделит 1кВт*ч, а за 12 часов работы 24кВт*ч. Маломассивная металлическая система отопления на дровах, напротив, является обогревателем с одной загрузкой и не может работать в течение 24 часов без необходимости многократной перезагрузки в течение времени. Он способен выделять энергию только в то время, когда горит огонь. В книге Микелия К., Стройиздат 1987, с. 14, говорит о тепловой потребности жилого дома площадью 1200 кв. производить энергию в течение времени, превышающего единицу.
О мощности банных печей и печей, типично «перетопляемых» по своему назначению.
Печи для бани — это, по сути, печи, которые по своему назначению нагреваются до гораздо более высоких температур, чем обычные бытовые печи. Все они имеют показатели КПД, которые значительно ниже, чем у обычных бытовых печей. Печи для сауны необходимо топить в течение длительного периода времени, чтобы убедиться, что камни внутри печи и помещения сауны нагреты до желаемой температуры. По мере разогрева печи разница между температурой ее стенок и температурой газов уменьшается, т. е. уменьшается скорость теплопередачи через стенки печи. Это приводит к повышению температуры выхлопных газов в дымоходе, что приводит к снижению КПД. Это является причиной снижения эффективности любой печи, которая «перегружается» — топится чаще, чем она была рассчитана. Следует отметить, что в двухколпаковых печах такое падение менее быстрое, чем в системах с принудительным движением, поскольку второй колпак выполняет роль дополнительного теплообменника.
Дровяные котлы постоянного горения могут быть отнесены к одному классу печей, так как они находятся в одинаковых условиях. На практике температура поверхности банной печи может достигать 320°F (160°C). В этом случае мощность 1 кв. м поверхности печи может составить более 1000 Вт·ч (точных данных нет). Утилизировать избыточное тепло выхлопных газов можно путем установки дополнительного теплообменного устройства (самостоятельно одинарного или двойного колпака). В случае установки такого устройства необходимо установить перепускную заслонку для облегчения плавного пуска с холодной ступени.
Как читать наши рабочие чертежи.
Для создания рабочих чертежей мы используем программу ArchiCAD 5.0. Мы добавили в библиотеку элементов более 100 конкретных печных элементов, включая оборудование, теплообменники, специально вырезанные кирпичи и другие печные элементы. Однако эта созданная библиотека не может охватить все необходимые элементы из-за того, что наши печи часто сильно настраиваются и очень сложно создавать новые элементы для каждого нового проекта. Поэтому вы можете заметить небольшое несоответствие между планами и 3D-разрезами. Например, некоторые библиотечные элементы красного цвета (что обычно означает, что они представляют собой красный глиняный кирпич) можно использовать в чертежах огнеупорных деталей. В этом случае такие элементы обычно изображаются на плане огнеупорными кирпичами, а на 3D-разрезах выглядят красными.
Изначально я не планировал делать свои рисунки доступными для широкой публики. По этой причине я иногда использовал разные способы отображения одного и того же элемента. Кроме того, чертежи разрабатывались в течение длительного периода времени, иногда с интервалом в несколько лет, и в разных средах. Именно по этой причине часто невозможно изменить даже малейшую деталь в чертежах. Подкорректировать все рисунки, чтобы они соответствовали определенному стандарту, мне не под силу, это заняло бы огромное количество времени. Кроме того, такое несоответствие существенно не меняет сути проекта.
Чертежи создаем в описанной программе по сетке, равной ширине обычного русского кирпича с растворным швом. Дополнительно каждая ячейка (полкирпича) делится на 4 части. Все размеры кирпичей, части кирпичей, межстенные размеры, размеры проемов и т.д. кратны до ¼ ячейки (1/4 половины кирпича или 1/8 целого кирпича). Поэтому все размеры на чертежах ставятся и читаются как 1/8, 1/4, 3/8,1/2, 5/8, 3/4 и 1 полного кирпича. Это позволяет использовать чертежи в разных странах, где размеры кирпича отличаются от российских на 10-15% в любом измерении. Для российских условий на наших чертежах мы установили размер одного кирпича 26х13см с растворным швом (сетка 13х13см) и высотой 7см с учетом растворного шва. Поэтому реальные размеры будут немного меньше.
Иногда некоторые блоки отсутствуют на трехмерных поперечных сечениях из-за особенностей программы ArchiCAD. Рисуем каждый кирпичик как стену в сетке 13х13см. Жирная линия на краю кирпича представляет собой линию рисунка в кирпичной стене. Эти толстые линии должны быть разделены, чтобы избежать непредсказуемого представления в 3D-видах. Кроме того, если брать сечение по жирной линии, то этот кирпич становится невидимым на 3D разрезе. Я должен проявлять творческий подход, чтобы избежать таких искажений, которые занимают много времени и иногда сложны или вообще невозможны. К сожалению, у меня нет возможности исправить саму программу САПР, чтобы избежать этой проблемы.
Печное строительство.
В печах, выполненных в двухстенном исполнении, облицовку выполняют кирпичом рядовым красноглиняным российским размером 250х120х65 мм. Сердцевину или огнеупорную футеровку в топках одностенных печей выполняют из российского огнеупорного кирпича размером 250х120х65 мм. Растворный шов в облицовке считается толщиной 5 мм. Общее количество кирпичей, необходимых для печи, можно определить по эмпирическому правилу: количество кирпичей в первом ряду умножается на количество рядов, а затем на коэффициент 0,8. Этого количества будет достаточно для проекта, включая битые/поврежденные кирпичи. Огнеупорный кирпич можно пересчитать по чертежам. Следует обратить внимание на то, почему выбирают огнеупорный кирпич. Если возможно, следует просмотреть сертификат продукта, чтобы убедиться, что этот конкретный кирпич подходит для вашего применения. Огнеупорные кирпичи созданы для конкретных химических/температурных требований и должны использоваться в соответствии с указаниями.
Некоторые из наших печей изготавливаются только из красного глиняного кирпича. Такие печи обычно предназначены для периодического использования, например, как дачные/садовые печи. Для увеличения срока службы таких печей целесообразно выбирать глиняный кирпич более высокого качества. Я видел некоторые проекты, в которых рассматривалось использование как огнеупорного, так и глиняного кирпича в одной конструкции, не разделенной компенсационным швом. Скорость расширения огнеупорного и глиняного кирпича различна, что приводит к потенциальному растрескиванию. Поэтому мы никогда этого не делаем и не советуем вам также смешивать кирпичи.
Не допускается строительство однокорпусной печи из огнеупорного кирпича. Огнеупорные кирпичи обладают более высокой теплопроводностью и более высокой скоростью расширения, что приводит к повышенной пожароопасности. По всему периметру между огнеупорным сердечником и облицовкой должен быть установлен деформационный шов 4-6 мм. Для этой цели можно использовать стандартный упаковочный картон или минеральную вату. Минеральная/керамическая вата используется вокруг металлических деталей (дверей и т. д.), чтобы обеспечить возможность расширения.
Огнеупорные футеровки и огнеупорные стержни строят из шамотного кирпича, уложенного на ребро, не обращая внимания на расположение глиняных кирпичей в облицовке и придерживаясь общепринятых правил кладки. Огнеупорный кирпич разной толщины может использоваться в различных целях (2 ½», 2″ или 1 ¼»). Отметки высоты для каждого ряда, будь то в сердцевине или в облицовке, не даются. Каждый следующий ряд укладывается поверх предыдущего. Важно соблюдать разницу между верхней и нижней отметками, указанными на чертежах. Также крайне важно соблюдать все данные измерения высоты. Над стрелками указана высота огнеупорного сердечника; высота облицовки рассчитывается путем умножения количества рядов на 7 см (высота ряда с растворным швом). Разница по высоте между ядром и облицовкой важна, если ядро предполагается сверху обложить обычным кирпичом. Это облегчает необходимый температурный шов. В таких случаях, например, красная заливка в следующем ряду обозначает компенсационный материал в таком компенсаторе.
Основное правило для конструкции с двойной обшивкой гласит, что огнеупорный сердечник должен иметь компенсационный шов по всему периметру, чтобы сердечник мог свободно перемещаться во всех направлениях без разрушения/растрескивания облицовки. Внутренние стены толщиной в ¼ кирпича можно класть вровень или на ребро, как вам больше нравится. Некоторые кирпичи необходимо разрезать, если кирпичи показаны уложенными плоско и на ребро в одном ряду, если необходимо сохранить связь. Над дверкой топки в печах ОИК (высота ряда 124 мм или 118 мм) кладут на ребро огнеупорный кирпич. В этом случае между дверью и верхом ряда остается зазор. Зазор заполняется колотым огнеупорным кирпичом. Печи с огнеупорной футеровкой и варочной поверхностью также имеют ряд шамотного кирпича непосредственно над дверцей топки. Эти кирпичи в трехмерном поперечном сечении показаны красным цветом, что на самом деле представляет собой огнеупорный кирпич. Причины такого несоответствия подробно описаны в начале статьи. Чугунная фурнитура (двери и т.д.) устанавливается с компенсационным зазором 5 мм по всему периметру. Шов заполняется минеральной/керамической ватой или любым другим подходящим минеральным материалом. Такой компенсатор необходимо устанавливать и вокруг варочных панелей.
Варочная панель устанавливается в пазы, вырезанные в кирпичах непосредственно под ней. Варочная поверхность устанавливается в глиняный раствор, чтобы выровнять ее. Затем из зазоров между варочной панелью и кирпичами вычищается раствор, а зазоры заполняются минеральной/керамической ватой. Следующий ряд укладывается частично поверх варочной панели с прокладкой слоя минеральной ваты между чугуном и раствором. Таким образом, варочная панель будет свободно перемещаться с тепловым расширением в любом направлении. Если вместо нижнего вырезать верхний кирпич, расширительные зазоры будут заполнены раствором, который будет невозможно удалить.
Облицовка из огнеупорного кирпича над дверцами топки может поддерживаться несколькими способами: созданием арки, использованием огнеупорной перемычки, отлитой на месте или изготовленной вручную. Почти во всех наших печах используется стандартная российская печная фурнитура. Размер и количество метизов определяется по чертежам. Список материалов для каждой модели не приводится из-за нехватки времени.
Облицовка банных печей из глиняного кирпича должна быть армирована оцинкованной сеткой, уложенной через каждый второй ряд. Такая проволочная полоса укладывается примерно на ½ дюйма от внешней поверхности. Наружная поверхность облицовки глиняного кирпича в наших печах может быть герметизирована специальным герметиком «SUPI SAUNASUOIA» производства финской фирмы «TIKURILLA». Герметизировать можно только полностью отвержденную и сухую печь. Перед нанесением герметика убедитесь, что кирпичи тщательно очищены. Чтобы запечатать кирпичную кладку, начните сверху с наименее открытой стены и двигайтесь вниз. В кирпичной кладке оставляют прочистные отверстия для очистки печных камер и каналов при строительстве и эксплуатации. Эти отверстия можно закрыть кирпичом, уложенным на ребро, или закрыть специальными дверцами из сажи, выпускаемыми некоторыми финскими производителями. Колпаковые печи могут не нуждаться в очистке в течение многих лет при правильном использовании.
Глиняный кирпич наружной облицовки, уложенный на глиняный раствор. Глину для раствора можно выкопать (так, как это всегда делалось в прошлом). Существуют специальные методы определения его пригодности, которым может быть сложно правильно следовать строителю-любителю. Хотя можно выкопать собственную глину и приготовить хороший раствор, добавив необходимое количество чистого песка, покупка сухой чистой глины в мешках в магазине гончарных изделий может быть предпочтительнее для строителя-любителя. Сухая глина в мешках, подходящая для строительного раствора, должна быть максимально приближена к натуральному состоянию (без добавок) и должна быть достаточно липкой. Хорошим примером является Red Art Clay, производимый Resco Co. в США. Такую глину смешивают с чистым кирпичным песком в пропорции 1 часть глины на 3-3,5 части песка. Приблизительное количество глиняного раствора, необходимое для кладки 500 кирпичей, составляет 0,18-0,2 м3 (1 м3=41 фут3). Рекомендуется укладывать огнеупорный кирпич на специальный огнеупорный раствор, который можно приобрести у большинства поставщиков каменной кладки.
Мы не опускаем кирпичи в воду перед укладкой. Вообще говоря, этой практики следует избегать, если это возможно. Глиняный раствор – это мягкий раствор, затвердевающий путем высыхания. Это позволяет успешно класть большинство кирпичей без окунания. Погружение может потребоваться для мягкого кирпича (регенерированного кирпича), уложенного в растворах на основе цемента. Глиняный раствор из швов в не обожженной печке можно использовать повторно, добавив необходимое количество воды. Обожженный раствор нельзя перерабатывать, так как обожженная глина постоянно меняет свои свойства. Восстановленный кирпич со следами обожженной глины необходимо тщательно очистить, чтобы обеспечить хорошее сцепление с новой кирпичной кладкой. Сотни литров воды поглощаются погруженным в воду кирпичом. Всю эту воду необходимо испарить при отверждении и последующей сушке. Это значительно увеличивает время сушки. Если топить печь с большим количеством воды, в сердцевине может скапливаться чрезмерное количество сажи. Такая печь может нуждаться в полной очистке после завершения сушки. Если кирпичная кладка содержит много воды, целесообразно сушить печи с помощью электровентиляторов или подобных устройств, а не с помощью строительного огня.
Принципы устройства печей в системе свободного движения газов».
Печи, построенные по принципам СДГ, очень просты. Они представляют собой один или два колокола (камеры), поставленные один над другим или один рядом с другим. Колокол — это, по сути, кирпичная «шапка», перевернутая вверх дном, где кирпичные стены и/или колонны поддерживают потолок. В нижней части колпака расположены два отверстия: одно входное, через которое в колпак поступают горячие газы, и другое выходное, через которое выхлопные газы живут в колпаке. Верхний раструб построен по такой схеме, где выход — выход в дымоход. В нижнем колпаке таким выходом является вход в восходящий канал (каналы), по которому газы из нижнего колпака переходят в верхний. Нижняя часть печи состоит из топки, расположенной в колпаке по определенным правилам. Такие правила перечислены в статьях: «Основы печного строительства», «Устройство многоярусных печей», «Основы устройства котлов», «Печи для бани», «Пиролизные котлы» и других, доступных на нашем сайте.
Печник-любитель обычно начинает понимать принцип работы печи уже после того, как построил свою первую печь. Желание что-то изменить, улучшить может в равной степени возникнуть и у строителя-любителя, и у профессионала, еще не знакомого с нашей Системой. Однако ни у кого нет полного понимания всех причин конкретного решения. Как правило, любое изменение конструкции печи негативно сказывается на ее работе. Теперь хорошо известно, что если есть какие-то места, где что-то не до конца понято, то эти места будут потенциальными мишенями для ошибки. Именно поэтому все изменения должны быть согласованы со мной. Изменение будет принято и использовано в нашей работе, если оно выгодно. Я объясню, в чем проблема, если предложенная переделка является ошибкой.
Фундамент
Фундамент для печи должен быть выполнен в соответствии с действующими местными строительными нормами, с соблюдением надлежащей глубины, толщины, армирования и выступа. Фундамент для конкретных условий (высокий уровень грунтовых вод, насыпной грунт, лишний вес и т. д.) должен быть спроектирован квалифицированным инженером. Недопустимо сооружать печь на фундаменте, состоящем из нескольких самостоятельных фундаментов, так как это может привести к неравномерной постановке печи и ее растрескиванию. Фундамент печи должен быть отделен от фундамента здания по той же причине.
Несколько слов о выборе каменной печной системы отопления
Когда кто-то решает выбрать дровяную каменную печь в качестве основной системы отопления в своем доме, необходимо уделить особое внимание проектированию системы. чтобы соответствовать их требованиям и обеспечить им желаемый уровень комфорта. Клиент и его семья должны участвовать в выборе системы и ее компонентов для своего дома. В русском языке есть поговорка, что дом надо строить от печи, то есть дом надо строить вокруг каменной печи, а не наоборот. Это еще лучший подход, если каменная система отопления будет основным источником тепла.
Система свободного движения газов позволяет создавать комплексные системы печного отопления практически любого здания с любыми требованиями. Такой проект идеально делается при координации усилий заказчика, его архитектора и дизайнера. Такой проект может иметь одну печь или несколько и многоярусные печи различного функционального назначения. Печи могут быть со встроенным камином или без него. Один из наших высокоэффективных дровяных котлов может быть использован для нагрева воды для водяных систем, в проект может быть включена банная печь или открытый комплекс и т.д. лучшее выступление. Если клиент настаивает на решении, которое создаст проблемы, и не хочет слушать совет проектировщика печи, лучше отказаться от создания неисправной системы, чем слепо следовать желанию клиента.