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

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик

Недостатка доступного твердого топлива в России нет и не предвидится. Печь с водяным контуром стоит много дешевле котла: цены на отечественные отопительные печи с водяным регистром начинаются от 16 000 руб; усредненная по моделям стоимость такой печи ок. 40 000 руб. Более-менее приличный котел на ту же тепловую мощность стоит втрое-впятеро дороже. Дрова в отдаленных регионах зачастую бесплатны – лесники только рады будут, если кто-то валежник уберет. Древесное топливо экологично: время роста дерева до пригодности в дело соответствует времени протекания естественных климатических циклов, а при сжигании дров выделяется ровно столько углекислого газа, сколько дерево его изъяло на построение себя. Если топить ископаемым топливом, то рассредоточенный по большой площади и растянутый во времени суммарный выброс парниковых газов от множества домовых печей природа «переваривает» много легче и быстрее, чем залповый от ТЭЦ той же мощности.

Построить кирпичную или изготовить металлическую печку дело довольно хитрое, но станочного парка и производственных условий не требующее. См. напр., видео проект кирпичной печи с контуром водяного отопления для частного дома:

Делаем разводку для системы водяного отопления

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

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

Можно выделить такие нюансы пользования дровяной печью:

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

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

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

Более детально схема печного котла выглядит так:

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

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

Схема водяного отопления двухэтажного дома на дровах

Комбинированная система отопления частного дома

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

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

Схема печки с водным контуром

Подключение печки к водяному контуру позволит существенно увеличить эффективность работы установки, что достигается за счет лучшего распространения тепла по дому без повышения мощности горения. В этом деле очень поможет подробная схема.

При формировании данного типа системы, котел под воду устанавливают по центру печи, как можно ближе к топке или прямо над ней. Через нижнюю трубу происходит подача холодной воды, которая, пройдя сквозь весь контур, нагревается, а сверху, под давлением движения потока, направляется обратно по трубам.

Схема движения воздушного потока

Отсек для теплообмена возможно установить один из двух типов. Однокамерная модель – это прямой резервуар, сформированный котлом или плоским ящиком. Трубчатый вариант предполагает передвижение по размещенным друг над другом трубным каналам.

Большую ценность представляет собой второй способ, так как за счет малого объема наполняемого пространства водный поток постоянно движется по трубам. Следует брать полые направляющие с диаметром не менее 5 см, чтобы вода внутри не закипала.

Вне зависимости от выбора, габариты печи напрямую зависят от того, сколько будет колпачков теплообменного участка, а также какие дополнительные участки нужно встраивать.

Печи в домах

Истории создания

В истории создания домашних кирпичных печей, особенно известны мастера и разработчики Кузнецов И. В., Грум-Гржимайло, Подгородников И.С. Кузнецов является автором 150 разработок, которые были воплощены в реальность.

Особую популярность приобрели печи Кузнецова с водяным отоплением. Они признаны не только в постсоветских странах, но и заграницей.

Дымоходы

Классические печи в домах в комплекте с варочными панелями, несмотря на отличия в конструкции, имеют одну особенность, которая их объединяет – естественная тяга дымоотвода.

Эта особенность имеет непосредственное влияние на эффективную работу печи. Без природной тяги, печь не сможет работать, даже современные котлы на твердом топливе нуждаются в этом.

Сборка отопительного котла

Чтобы не искать каких-то специальных материалов, для сборки водяного бака, следует рассмотреть в качестве альтернативы, чугунные радиаторы отопления. Они наиболее надёжны, так как спокойно перенесут высокие температуры внутри печи. Агрегат нужно разобрать на составные части и промыть раствором соляной кислоты, чтобы устранить накипь и остаточные продукты бывшего водяного отопления.

Затем секции соединяют, используя в качестве герметизации асбест-шнур, предварительно вымоченный в олифе. Его наматывают на соединения и осторожно сбивают конструкцию вместе с чугунными ниппелями. Оставляют свободными отверстия, с одной стороны – верхнее и нижнее. Туда будут проведены трубы подачи-обратки. Таким образом, теплообменник для печи готов.

Требования

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

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

Следует понимать, что форма теплообменника тоже имеет значение.

Технология изготовления водяного контура для кирпичной печи

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

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

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

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

Разновидности теплообменников и зоны их размещения в кирпичной печке

Теплообменники классифицируются по типу материала, из которого они сделаны:

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

Материал для изготовления теплообменника своими руками

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

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

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

Правила расчета параметров и мощности теплообменника

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

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

Кладка своими руками

Отопительно-варочная печь Кузнецова с угловым щитком или другой конструкции при выполнении работ основного этапа, разбита на несколько операций. Разберем их подробнее.

Порядовка

Описание кладки

Независимо от того какую конструкцию мы строим, порядовка отопительно-варочной печи Кузнецова с лежанкой или простой отопительной конструкции основная схема не изменяется. Меняются только габариты печи. Остальные основные правила не изменяются:

• кирпичи общего канала выходящего от камер 1 яруса возле второго слоя колпаковой камеры, укладываются на ребро и кладка выполняется в четверть кирпича. Так увеличивается длина топочного отсека;
• на уровне 2/3 высоты конструкции или на 17-18 ряду – перекрывается первый ярус колпаков;
• во внутренних боковинках с 2 сторон выполняются специальные пазы для розжига дров, с размером 1 стороны 60 мм. Такие отверстия выполняются на уровне 21 ряда. Это позволит облегчить чистку дымоходов при засоре.

Работы выполняются по определенной схеме.

При выкладывании последующих рядов используется схема печи Кузнецова. По центру оставляется канал для прохода газов и труба выводится на крышу.

Наша купольная печь Кузнецова готова. Осталось выполнить несколько подготовительных работ и можно сдавать ее в эксплуатацию.

Виды мини-печей

Мини-печи подразделяются на несколько основных подгрупп. Разберем основную классификацию подробно.

Сталь

Самый демократичный и востребованный материал при производстве печей. Основное достоинство – это небольшая цена и возможность изготовления своими руками. Самоделки не смогут сравниться с промышленными образцами по внешнему виду.

Но по производительности, домашний мастер может сделать конструкцию лучше, чем промышленная. Для этого достаточно приварить несколько труб конвекции и обложить поверхность стен шамотным кирпичом.

К достоинствам относится небольшой вес и мобильность стальных приборов. Под них не потребуется выполнять отдельный фундамент, а летом можно оборудовать кухню на улице.

Чугун

Чугунные агрегаты – это самый оптимальный вариант для небольших помещений. По своим свойствам, материал может накапливать и постепенно отдавать тепло после сгорания топлива.

Такие приборы можно легко вынести и устроить в теплый период летнюю кухню, но потребуется найти помощников. Такая конструкция может весить минимум 25 кг.

Дополнительно установленная емкость для нагрева воды добавит комфорта вашему небольшому жилищу. Но чугун очень чувствителен к ударам и резким нагрузкам.

Особенно в разогретом состоянии незначительный удар может вызвать образование трещин. Под массивную и тяжелую конструкцию потребуется дополнительно оборудовать фундамент, особенно при установке на пол из пожароопасных материалов.

Кирпич

Мини-печи из кирпича для отопления дачи не слишком подходят. Небольшие помещения на даче подразумевают их использование только в теплый сезон. Поэтому возможны долгие перерывы в работе и нахождение печи в неотапливаемом, сыром помещении.

Такая печь отсыревает и начинает дымить. Потребуется проводить ремонтные работы и замазывать все трещины и швы между кирпичами. Но если места для постройки достаточно и планируется постоянное проживание в небольшом садовом домике, лучше варианта нет.

Такой агрегат можно дооборудовать водонагревательным баком, варочной панелью и духовкой. Камень хорошо аккумулирует тепло. Комната будет отапливаться долгое время после прогорания закладки дров.

1. Электрические инфракрасные печи (кварцевые или галогенные) позволяют быстро нагреть помещение, но при отключении помещение моментально остывают.
2. Газовые горелки, встроенные в металлические или кирпичные печки предпочтительней электрических. Но потребуется обустраивать систему автоматикой, и постоянно заправлять газовые баллоны.
3. Печи, работающие на твердом топливе – оптимальный вариант. Стальная самодельная печка, работающая на доступном топливе не потребует больших затрат на производство и заготовку топлива. Затратив немного больше денег на покупку, можно приобрести комбинированные агрегаты, способные работать на нескольких видах топлива.

Расчет печи

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

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

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

Для расчета важно знать формулу и несколько основных коэффициентов. Нам потребуется перемножить объем с суммой коэффициентов слоя теплоизоляции (1,2) и стеклянного окна (1,2) и приплюсовать коэффициент материала деревянной двери (1,5)

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

Для определения самих габаритов печи соблюдают несколько пропорций:

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

Преимущества и недостатки

Конструкции со встроенным теплообменником имеют массу преимуществ:

• Система энергоэффективна и экономична. Кирпичная кладка не потребует серьезных финансовых вложений, затраты на трубы и радиаторы будут в любом случае, а теплообменник на порядок дешевле готовых котлов. При эксплуатации печи, затраты на обогрев дома составят несколько тысяч рублей на закупку дров за зимний период.
• Дизайн кирпичной печи скрывает неказистые элементы, при желании в систему можно добавит камин или декор.
• Обогрев помещения не зависит от местонахождения конструкции, радиаторы устанавливаются в любом месте
• Кирпичная печь остывает долго, водный контур будет горячим еще несколько часов после прогорания дров.

Некоторые издания к плюсам системы водяного контура относят возможность его установки в уже готовую печь, что в принципе возможно, но на практике такой вариант связан с большим количеством проблем, которые предстоит решить.

Разборка и последующая сборка печи самое необходимое, что придется сделать. Цена исправления неправильно установленного регистра сопоставима со стоимостью новой печки, поэтому за такими работами обращайтесь к профессионалам.

Недостаток такой конструкции является продолжением её достоинств, чтобы самому сделать печь с теплообменников необходим опыт, как в кладке кирпичей, так и в монтаже систем отопления. Если опыт приходит с годами и количеством изученного материала, то при строительстве печи с водяным контуром следует учитывать её недостатки:

Очаг является пожароопасным элементом, необходимо позаботиться о мерах препятствующих попаданию огня на легковоспламеняемые предметы; Печь занимает значительную площадь дома, проектируйте комнаты заранее, включите большой обогревательный в дизайн помещения; Около печки температура будет всегда выше, чем в остальном помещении; Процесс нагрева печи нельзя мгновенно остановить. Если используете систему с закрытым контуром и циркулярным насосом, отключение электричества (даже кратковременное на несколько минут) и остановка насоса приведут к закипанию воды в теплообменнике. Чтобы этого избежать предусмотрите комбинированную систему движения воды в контуре. При нерегулярном использовании системы отопления воду из неё необходимо сливать, что ведет к преждевременному износу всей конструкции. В противном случае вода замерзнет, что приведет к разрушению всего комплекса устройств. Нельзя разжигать печь без воды в контуре

Это приведет к разрушению регистра и реконструкции печи, чтобы использовать печь в летнее время, не «включая» батарее применяют оригинальные конструкции установки теплообменников. Существует риск отравления угарным газом, как и при использовании всех твердотопливных средств отопления, особое внимание необходимо уделить правильному изготовлению дымохода.

Сделать в доме отопительную систему на основе печи с теплообменником и батареями – экономически выгодное решение, но к проектировке и строительству необходимо подходить грамотно, учитывая все нюансы работ.

Разновидности для различных целей

Игорем Кузнецовым и его командой создано большое количество универсальных и специализированных моделей. Одни предназначены только для обогрева помещений, другие дополнены элементами для приготовления пищи или нагрева воды. В отдельное направление выделены камины.

Чертежи испытанных на практике вариантов собраны на сайте изобретателя. Для удобства конструкциям присвоены буквенно-цифровые обозначения.

Отопительные

Отопительная печь Кузнецова для двухэтажного дома позволяет экономить на топливе

Различные варианты компоновки куполов позволяют выполнять конструкции для обогрева одно- и двухэтажных домов.

Отопительные модели сокращённо обозначены как ОИК (отопительные И. Кузнецова). Можно найти варианты с топкой, находящейся внутри комнаты или в подсобном помещении.

Для разнообразия и придания нужных качеств есть печи, дополненные тёплыми лежанками (ОИК -6 леж. И ОИК 19 леж.) и сиденьями (ОИК-7с).

В некоторых изделиях встроены духовки. В этом случае в кодовое обозначение добавлена буква Д, например, ОИК-5Д.

К отопительным относятся и печи со встроенным камином.

Модели РТИК (русская теплушка И. Кузнецова) нужны для обогрева больших помещений. Они массивны, нуждаются в крепком фундаменте.

Варианты с камином

Модель с камином

Камины, помимо отопительной функции, выполняют роль украшения интерьера. Топка в этом случае открытая, огонь можно наблюдать визуально. Печи оборудованы топкой для обычного обогрева, которая может располагаться на фасаде, с правого, левого бока, или сзади.

Для строительства выбирают вариант, при котором удобно обслуживать печь из подсобного помещения или прихожей — дрова не придётся носить в жилую комнату. Работа с отходами (золой) также не подразумевает неизбежной грязи в помещении при чистке зольника и поддувала из прихожей.

Разработаны варианты ОИК-К с лежанками, встроенными духовками и угловым камином.

Котлы

Для организации водяного контура отопления разработаны варианты с обозначением КИК (котёл И. Кузнецова). Во второй купол встроен стальной теплообменник. Вода циркулирует по системе за счёт электрического насоса.

Модели рассчитаны на мощность 16, 17, 34 и 64 кВт. Первый вариант (16 кВт) оборудован варочной панелью.

Отопительно-варочные

Отопительно-варочная модель – сооружение, полностью вырабатывающее ресурс топлива

Универсальные отопительно-варочные печи предназначены для домов с круглогодичным пребыванием. В модели вмонтированы варочные панели и духовки, полочки для подогрева пищи и воды.

Топка может располагаться с фронтальной или боковой стороны, что позволяет выбрать вариант для любого варианта интерьера.

Опционно предлагается монтаж лежанки. Для больших помещений делают удлинённые топки, что позволяет использовать дрова большого калибра. Они дольше горят, подбрасывать топливо придётся реже.

Для бани

В отдельное направление И. Кузнецов выделил банные печи. Есть три разновидности: БИК, БИК БК и БИК ПК. Сокращение БИК соответствует назначению, а добавочные символы говорят, что конструкция оборудована камином.

Для разной планировки выбирают модели, которые различаются местом расположения топки и камина — в парной, комнате отдыха или в предбаннике.

Про теплообменник

При сооружении печи из кирпича с котлом водяного отопления своими руками следует учитывать множество факторов и рассчитывать проект в комплексе. Любой вид материалов и конструкций имеют свои достоинства и недостатки.

Смонтировать регистр с водой в печь можно несколькими способами:

• Внутри очага;
• В дымоходе;
• В теле печи, рядом с очагом.

В зависимости от места расположения, выбирают материал для теплообменника и его форму:

• Медные – эффективные, благодаря высокой теплопроводности металла, но из-за низкой температуры плавления меди, необходимо постоянная циркуляция воды в системе;
• Стальные – для котлов применяются жаропрочную сталь с толщиной стенки 4-5 мм. Для долгой службы стальных конструкций воду из них сливать не рекомендуется.
• Нержавеющая сталь – дорогой, но наиболее подходящий материал для котла. К недостаткам можно отнести только трудоемкость изготовления.

При выборе вида материала и места установки теплообменника стоит помнить, что расположив водяной контур в очаге, в летнее время вся система будет нагреваться, чтобы этого избежать придется выводить отдельные батареи для снятия лишнего тепла.

При установке теплообменника в дымоходе, в конструкцию печи вносят дополнительные заслонки, которые не нагревают котел во время летней эксплуатации печи. При этом следует учитывать, что теплообменник должен быть большего объема, чем при встраивании его в очаг. Кроме этого, котел не должен снижать пропускную способность дымовых каналов.

Расчет мощности и размеров

Для нормального обогрева помещения необходимо правильно рассчитать площадь регистра и его мощность. Для кирпичной печи достаточно приблизительного расчета, точный сделать невозможно, из-за множества факторов и переменных.

Из практики известно, что для отопления 10 м2 помещения требуется 1-1,5 кВт энергии. С одного квадратного метра теплообменника можно получить 5-10 кВт. Чтобы определить мощность регистра более точно, необходимо учесть:

• Месторасположения змеевика в печи;
• Вид топлива – дрова, уголь. При сжигании, дрова дают меньше тепловой энергии.
• Примерную температуру в очаге и месте расположения теплообменника;
• Среднюю температуру воды во всем контуре;
• Коэффициент теплоотдачи материала, из которого сделан змеевик.

По мере сгорания топлива, мощность теплообменника будет снижаться, поэтому рассчитанную площадь змеевика лучше увеличить на 10-15%.

Конструкция

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

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

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

Немного теории

Традиционные домашние печи с варочными плитами, «голландки» и «шведки», невзирая на конструктивные различия, объединяет между собой одна общая особенность. Она влияет на эффективность работы этих тепловых приборов — это естественная тяга дымохода. Без тяги не будет функционировать ни одна из большинства известных печей, недалеко ушли в этом отношении и твердотопливные котлы.

Оговоримся: ни одна, кроме кузнецовской, ведь только детища Игоря Владимировича не требуют для своей работы естественной тяги.

Секрет эффективной работы, что отличает двухколпаковые печи Кузнецова от всех прочих, кроется в принципе свободного перетекания газов, для которого не нужна дополнительная энергия извне.

Очень подробно и доступно об этой теории изложено в статьях, размещенных изобретателем на страницах собственного веб-ресурса www.stove.ru. Там же в открытом доступе есть проекты печей, уже введенных в эксплуатацию. Мы рассмотрим теорию вкратце, сравнивая традиционный способ сжигания твердого топлива с процессами, происходящими в колпаковой печи. Итак, в обычной или канальной печи типа «голландки» движение воздуха и продуктов сгорания обусловлено наличием тяги в дымоходной трубе.

Естественная тяга является внешним фактором, действующим в зависимости от:

• перепада высот между входом в поддувало и верхним срезом трубы;
• разницы температур наружного воздуха и дымовых газов;
• ветровой нагрузки.

То есть, тяга присутствует даже в том случае, когда отопитель бездействует, лишь бы была открыта заслонка. В рабочем режиме печи тяга усиливается многократно, скорость газов резко возрастает. В результате в топку поступает много воздуха, температура горения падает, КПД сжигания дров уменьшается. Ограничивая доступ воздуха заслонкой, мы заставляем топливо тлеть при недостатке кислорода, что тоже не является оптимальным режимом для извлечения тепловой энергии из древесины.

Правильная печь с высоким КПД должна отнимать максимум тепла у продуктов горения, чтобы оно не вылетало в дымовую трубу. На практике это реализовать не так просто и вот почему:

• при открытой заслонке раскаленные газы быстро движутся по кирпичным каналам, не успевая передать стенкам теплоту;
• если заслонку прикрыть, то скорость потока уменьшится, но материал каналов не способен вобрать всю выделяющуюся теплоту и передать ее в помещение, поэтому часть энергии все же вылетает в трубу.

По этим причинам КПД использования почти всех существующих печей редко достигает 60%. В разработках Кузнецова успешно решены обе проблемы, КПД сжигания топлива и КПД использования выделяющейся теплоты находятся на уровне порядка 80%. Подобный показатель может выдать далеко не всякий котел, работающий на твердых видах топлива. И.В. Кузнецов изложил основы конструирования печей в соответствии с принципом свободного перетекания газов, который мы рассмотрим ниже.

Советы по эксплуатации

Такая инструкция понадобится для каждого владельца печи на твердом топливе:

• осенью, проводим профилактический осмотр и устранение всех неисправностей. Для заполнения щелей и швов между кирпичами используем раствор из шамотной или красной глины или заделываем их герметиком;
• поддерживаем достаточный уровень тяги. Перед сжиганием дров обязательно открываем все заслонки и поддувало и подносим к дверце топки зажженную лучину. Если пламя затягивает в печь, можно запаливать огонь;
• не забываем правило определения величины тяги по цвету пламени. При малейших признаках забитого дымохода безотлагательно прочищаем его;
• запрещается использовать дрова с уровнем влажности более 20%;
• даже в сильный мороз рекомендуется протапливать печь утром и вечером. Сильно разогретые кирпичные стены дымоходных каналов снижается эффективность работы печей. Разница между температурой отработанных газов и стенок дымохода понижаются, тепла в помещение поступает меньше. Но это правило не распространяется на печи Кузнецова с 2-х колпаковой системой.

Расчёт основных параметров

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

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

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

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

Схема порядовки колпаковой печи ОВИК-9

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

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

Формирование второго уровня

Как сделать кирпичную печь для дома на дровах своими руками

Продолжают кладку обычным способом, заборная пластина фиксируется с одной стороны раствором. В 19 ряду необходимо установить в центре дымосборника кирпич, который станет колонной под крышу печки. Нужно оставить за плитой пазуху шириной в один кирпич. Работают по тому же принципу до 21 уровня.

Не забываем про вытяжку

Теперь перекрывают канал, который ведет к трубе, дым будет выходить уже из пазухи, которую оставляли в нижней части. В следующем ряду на фронтальные стены духовки устанавливается пластина из стали. Можно для этого использовать и заводской обод с дверцей, что значительно упростит дальнейшее строительство паросборника.

На этом этапе делают вытяжку, будет достаточно ¼ кирпича. Продолжают укладку до 24 ряда, а уже на нем необходимо выложить ступеньку и присоединить паросборник к дымоходу, притом сделать канал закрытым. В 27-м устанавливают заборную пластину, а в 28-м накрывают конструкцию кирпичной крышей. На следующем уровне прикрепляют трубу диаметром в один кирпичик. Колпаковая печь готова.

Устройство водяного отопления

Водяные контуры, нагреваясь от топлива, подогревают установку, нагреваются дымовые каналы, стенки отопительного агрегата. К отопителю подключают батареи, которые становятся теплыми в процессе сгорания горючего в топке. Нагретый агрегат обеспечивает теплом помещение, пока стенки полностью не остынут.

Элементы:

• печь;
• теплообменник, находящийся внутри, вокруг приспособления в виде змеевика;
• водяные контуры, размещенные по периметру помещения.

Устройство прибора

Отопительная установка, нагревающая водяные контуры, более доступна, если сравнивать с другим оборудованием для нагрева воздуха.

Схема циркуляции воды в контуре

Отопительная система построена по схеме естественной циркуляции теплоносителя по водяным контурам. Прибор устанавливают в центре помещения, по кругу располагают подводящие трубы, подключенные к основному очагу нагрева.

Устройство будет эффективно нагревать помещения и обеспечивать комфортную температуру. Дома, состоящие из нескольких ярусов, невыгодно оборудовать устройством долгого горения. Придется устанавливать большую печь, присоединяя много радиаторов, это дорого, не эффективно.

Стандартная установка с подключенными радиаторами состоит из:

• теплообменника;
• трубопровода из металлического контура;
• радиаторов, толстых труб;
• расширительного бака.

Оборудование при одноразовой закладке топлива будет обогревать дом двенадцать часов.

Печь – кирпичная или металлическая

Из какого материала лучше строить устройство длительного нагревания? Чаще выбирают кирпичную или металлическую конструкцию.

Кирпичная нагревается дольше, но теплоотдача длительней. Стальное оборудование длительного горения, наоборот, нагревается быстро, а остывает за короткий отрезок времени.

Кирпичная топка

Кирпичная установка тяжелая, должна быть капитальной, с фундаментом, дополнительными креплениями. Лучше устанавливать на этапе строительства дома.

Если планируется постоянное проживание в доме, подойдет кирпичная печь. Прибор отопления дорогой, сложен в монтаже, однако, имеет высокий коэффициент полезного действия.

Металлическая печь с подключенными водными радиаторами бюджетная. Конструкции недолговечны, однако подойдут для нерегулярного нагрева воздуха в доме.

Агрегат из металла

Выбор зависит от пожеланий хозяина жилого пространства, если хочется возвести систему отопления надолго, лучше выбрать кирпичную конструкцию.

Трубы – нержавейка или металлопластик

Если используются конструкции с водяными контурами, можно выбрать стальные, металлопластиковые или полипропиленовые трубы.

Металлопластиковые трубы популярны. Однако, если нет уверенности, что температура нагреваемой воды не превысит 95 градусов по Цельсию, лучше установить термоустойчивые трубы из нержавейки.

Теплоотдача – радиаторы или регистр

Медленное поступление тепла в контуры обеспечивает длительный обогрев помещения, нужно подсоединить правильные теплообменники для установленного основного прибора.

Выбор теплообменника

Радиатор выглядит, как батарея, регистр — соединение труб. Радиатор вписывается в интерьер. Регистр подойдет для отопления частного дачного дома. Чаще встречаются в деревнях, селах, где вопрос эстетики не важен, главное финансовая выгода, простота конструкции.

Если оборудование установлено правильно, по предварительно продуманной схеме, оба теплообменника будут обеспечивать дом теплом.

Подбираем теплообменник для топки

Чаще изготавливают из стали, чугуна, меди. Теплообменник из меди качественный, но цена слишком высока. Да и самостоятельно спаять устройство сложно.

Чугун по характеристикам лучше, чем сталь. Сделать собственными руками теплообменник сложно. Если взять готовую батарею, при сгорании горючего в топке будет постепенно выгорать уплотнитель, расположенный между секциями. Это увеличивает риск утечки воды в топку, существенно снизит коэффициент полезного действия печи. Чугунную батарею сложно почистить изнутри от сажи.

Стальной змеевик или рубашка из листового металла, самый выигрышный вариант. Конструкцию просто собрать, соединив несколько элементов.