Устройство печи Кузнецова и ее порядовка

Печи Кузнецова созданы по образу обыкновенной русской печи, но их принципиальное отличие в совершенно новом использовании горячих газов. В печах Кузнецова газы движутся не за счет тяги, а вследствие собственной тяжести. Такое движение воздуха именуется свободным перемещением газов, из-за которого и происходит наиболее качественный обогрев помещения. К тому же кладка печей Кузнецова (или порядовка) совсем не представляет сложности.

Схема расположения печи в доме.

Для проведения полного комплекса работ потребуются следующие материалы и инструменты:

кирпич печной красный;
кирпич шамотный;
глина шамотная;
очищенный песок;
колосники, задвижка, дверца-поддувало, проволока, уголок стальной;
кельма (мастерок);
молоток каменщика;
отвес;
уровень 1,5 м;
болгарка;
абразив;
посадочный брусок;
капроновый шнур;
электродрель;
миксер.

Начиная строительство такой печи, необходимо определить цели, для которых она создается. Обогрев помещения могут осуществлять колпаковые печи без каких-либо дополнительных функций. А в том случае, если требуется еще и готовить пищу, сооружать надо варочно-отопительную печь, которая будет не только обогревать, но и кормить. Ее конструкция помимо топки включает в себя встроенную плиту и духовой шкаф.

Принцип работы печей Кузнецова

Схема и конструктивные особенности одного из вариантов печи Кузнецова.

При кладке печей Кузнецова следует точно соблюдать порядовку из-за того, что многие их модели имеют двойную функцию, а это позволяет использовать печи как в доме, так и в бане. Последние отличаются рационализированной системой для регулировки температурного режима и уровня влажности. И хотя существуют разные типы конструкции такой печи, но работают они все по единому принципу. Воздушный колпак располагается сразу после зоны топки. Он несет функцию своеобразного разделительного механизма для горячих газов. Выходное отверстие в этой части находится не в верхней области, как было принято раньше, а в нижней. Через него остывшие и тяжелые газы выходят сразу, а наверх поднимаются те, которые набрали достаточную температуру. По тому же принципу они выходят из печи после постепенного охлаждения.

Существует несколько вариантов устройства печей Кузнецова, отличие которых состоит в количестве колпаковых камер и месте их расположения.

И хотя замедление дымовых газов должно, по идее, способствовать уменьшению скорости тяги, этого не происходит. Обосновывается это вот чем:

Таблица типовых печных конструкций Кузнецова.

В колпаке разрежение воздуха составляет примерно 0,18 hPa. Величина эта отрицательная в отношении к нормальному атмосферному давлению, и получается естественная конвекция.
Следующий важный фактор – открытая дверца у поддувала. За счет этого плотный поток своевременно замещает в колпаке разреженный воздух.
Еще один момент – это длина трубы, которая играет роль воздушного трубопровода и позволяет перемещаться всем дымовым газам, обеспечивая для них оптимальную скорость.
Такая конструкция нередко позволяет спланировать горячее водоснабжение либо автономное отопление. Для этого в задней части колпака устанавливают стальной теплообменник.

Фундамент печи

Как и для каждой кирпичной конструкции, для печи заранее необходимо подготовить фундамент. В том случае, если этого не сделать при постройке дома, этот процесс может быть трудоемким. Но обойти его нельзя, потому что конструкция получается довольно увесистая и этого не выдержит ни цементная стяжка, ни лаги полов. Итак, чтобы печное сооружение в будущем не треснуло, возведение фундамента должно проходить по следующим правилам:

Рис.1. Схема порядовки печи.

Основание печи не должно быть связано с общим фундаментом, иначе это вызовет деформацию конструкции и приведет к возникновению трещин или даже полного разрыва.
Если печное сооружение планируется располагать у стены, то строящийся печной фундамент должен не касаться основного и располагаться на расстоянии не более 5 см. Образовавшийся зазор после затвердевания бетона заполняют песком.
Нужно соблюдать соответствие между климатической зоной промерзания почвы и глубиной выкапываемого котлована.
Необходимо изолировать фундамент от попадания на него влаги при помощи песчаной подушки, уложенной на дно котлована, а после застывания провести его обертывание рубероидом или другим гидроизоляционным материалом.
Обязательно армирование бетонной части фундамента при помощи металлического каркаса из арматурных стержней.

После завершения этого этапа приступают к процессу сооружения печи. Для того, кто хоть однажды сталкивался с подобными работами, будет несложно освоить технологию кладки кирпича на примере устройства камина Кузнецова, современные модели которых отличаются большим разнообразием и прекрасно вписываются в интерьер.

Камин Кузнецова

Кроме своего прямого назначения, то есть обогрева помещения, камины Кузнецова могут иметь и дополнительную нагрузку в виде варочной поверхности или гриля. Построить печь Кузнецова довольно просто, главное здесь – соблюдение технологии и точное исполнение предписаний. Если основание для печи выполнено вместе с фундаментом дома, останется только подогнать требуемые размеры для выбранной отопительной конструкции. Порядовка печи показана на рисунке 1.

Схема устройства печи-камина Кузнецова.

Первый ряд укладывают огнеупорным кирпичом. Второй ряд полностью аналогичен первому. Но важной деталью здесь является отказ от раствора, приготовленного ранее для укладки фундамента. Использование его является грубейшей ошибкой. Иногда выводить дымовые каналы начинают со второго ряда, однако будет практичнее делать дно несколько толще. Чтобы система каналов для отвода газов способствовала лучшей теплоотдаче, требуется в первых рядах устанавливать несколько чисток: одно отверстие в поддувало, второе на задней стене печи и два сбоку. Размеры дверок устанавливают самостоятельно. При помощи уровня и угольника проверяют перпендикулярность и прочие параметры установки. Трудность может заключаться в использовании некоторого количества половинок кирпича. Лучший эффект получится, если для резки кирпича применить болгарку. Расположение топливника камина находится непосредственно возле топки печи, а благодаря конструкции дымоотводных каналов газы выводятся на стенки печи с наилучшей теплоотдачей. Во время кладки требуется сформировать стенку, разделяющую основное пространство печи и поддувала.

Завершающие шаги

Схема отопительно-варочной печи Кузнецова.

При дальнейшей кладке формируют основание внутренних перегородок. Очень важно при укладывании кирпичей в печи соблюдать вертикали и горизонтали и строго их контролировать. Затем встраивают колосник. Таким же способом устанавливают решетку в топку камина. Решетка может иметь неправильную форму из-за того, что у камина топку образуют боковые стенки, которые могут располагаться диагонально либо под углом. Приклад камина конструируют из некоторого количества кирпичей (оно зависит от размеров отопительной конструкции). Кирпичи выдвигают вперед от передней стенки печи. Боковины изготавливают по диагонали, это позволяет направить вперед тепловую отдачу. Дно и боковые стены камина имеют опору из заранее оставленного основания. В подобных каминах поддувало внизу можно не размещать, так как воздух идет непосредственно через зев. При таком варианте кладки камина колосник не потребуется.

Внутренняя и наружная стенки камина не имеют перевязки, и из-за этого требуется усилить их стальной полосой, для этого ее закладывают в промежутках между кладками. При этом необходимо класть кирпичи по кольцу ото всех стен печи.Общие правила проведения печных работ применяют и для кладки камина. Здесь нет кардинальных особенностей. Если камин делается самостоятельно, а не по уже готовой схеме, надо обязательно сделать порядовку, которая в будущем пригодится в случае ремонтных работ или переборки камина. Смесь для кладки каминов продается в готовом виде, но сделать ее можно и своими руками. Строительный раствор делают из песка и глины в соотношении 1:1. При жирной глине берут две части песка. Песок надо выбирать мелкий, с фракцией не более 1 мм. Раствор получится тощий и пластичный, подготавливают его за день или два до кладки.

Варочные и варочно-отопительные печи Кузнецова

Варочные печи Кузнецова в сравнении с отопительными конструкциями имеют более замысловатую конституцию и более трудоемки в исполнении. Варочная печь в обязательном порядке содержит кухонную плиту, а иногда и духовой шкаф. Сконструирована она по принципу вышеописанного свободного продвижения газов и обладает теми же ценными качествами, что и колпаковая. Варочно-отопительная конструкция имеет больше функций из-за возможности приготовления пищи и обогрева комнат. Также в ней можно устроить духовку, лежак и сушилку. По собственному желанию ее размещают топкой в кухню и основной зоной – в помещение. Хотя печи разных конструкторов можно также расположить на стыке комнат и на две стороны, но преимущества конструкции Кузнецова состоит в высоком КПД печи и ее относительной компактности.

Правила изготовления раствора, выбора кирпича и устройства фундамента не отличаются от типовых для всех разновидностей отопительно-варочных конструкций. На рисунке видно, что в роли ключевых рядов выступают: 2, 10, 11, 12, 16, 17, 18, 26 и 27. Поддувало, топку и нижние каналы дымохода начинают закладывать с 3-го ряда. Это дает возможность корпусу печи равномерно прогреваться снизу вверх. Варочную плиту закладывают в 10-м ряду, используя при этом асбест, чтобы плита располагалась по периметру заподлицо. Четыре ряда кирпичей укладывают над плитой и делают первый колпак, который перекрывают горизонтальной сплошной кладкой в два слоя (17-18 ряд порядовки). Затем сооружают второй колпак и соединяют его с первым дымовым вертикальным каналом. Противоположная сторона верхнего колпака служит для выхода газов в дымоход. Их продвижение происходит таким способом: горячий газ из топливника попадает в нижний колпак через устроенный канал, он проходит до перекрытия и разносит тепло по объему колпака. Потом газы поступают вниз и выходят в нижние части колпака, продвигаются по нему и проникают в пространство верхнего колпака. Затем все повторяется: газы расходятся по всему колпаку, опускаются и попадают в дымоход через нижнюю часть верхнего колпака.

Энергетическая эффективность отопительно-варочных печей Кузнецова основана на том, что верхняя часть колпаков никогда не наполняется холодным воздухом, так как он продвигается в трубу при помощи нижних каналов.