Колпаковая печь: принцип действия, виды, особенности, преимущества, порядовка

Несмотря на возможность установки разнообразных компактных печей из металла, кирпичные отопительные устройства по-прежнему пользуются большой популярностью у домовладельцев. Их конструкция постоянно совершенствуется. Классическим вариантом является колпаковая печь. Читайте и узнаете, что она представляет собой, принцип ее работы, разновидности, конструктивные особенности и достоинства. Расскажем о нюансах определения тепловой мощности и порядовки такой двухколпаковой печки с одноконфорочной плитой.

Основные общие сведения

За всю историю было создано многочисленное число различных моделей кирпичных печей. Среди них львиную долю составляют конструкции, при строительстве которых используется колпаковый принцип. Он применяется для создания массивных печек, которые могут иметь каминное отделение и лежанку. Этот принцип строительства также используется при возведении компактных конструкций. Эти сооружения идеально подходят для небольших домов.

Одним из вариантов миниатюрного, но эффективного устройства является печь Кузнецова. Конструкция получила свое название в честь известного печника. Этот изобретатель досконально доработал печную конструкцию колпакового принципа действия. Благодаря Игорю Викторовичу Кузнецову эта разновидность печи стала популярной на территории России и других многочисленных стран.

Принцип действия

Компактную колпаковую печную конструкцию просто называют «Кузнецовой». В ней продукты горения движутся без препятствия. Отопительное сооружение также имеет и другие особые конструктивные отличия. Именно они повлияли на большую популярность «Кузнецовки».

В подавляющей части кирпичных печек происходит прямое нагревание кладки от энергии, образующейся в результате сжигания топлива. В других моделях стенкам передается тепло от дыма, который проходит по каналам, имеющих сложную конфигурацию.

В печных конструкциях с прямым нагревом стенок на значение теплоотдачи влияет толщина кладки. С ее уменьшением возрастает величина теплоемкости. Однако этот вариант печной конструкции постоянно нуждается в большом количестве топлива. Иначе крупногабаритная печка не будет нормально прогреваться. Когда в ней прекращает гореть топливо, происходит постепенное остывание конструкции. В этот момент от нее тепло передается комнатной атмосфере.

Если печь отличается сложной конфигурацией дымоотводящих каналов, происходит более равномерный прогрев конструкции. Однако к такому сооружению предъявляют больше требований. В частности, это относится к высоте дымовой трубы. Она обязана обеспечивать хорошую тягу

На заметку! В печках со сложной конфигурацией узких каналов больше скапливается сажи. Поэтому их приходится более тщательно прочищать. При этом необходимо постоянно контролировать проходимость. Чаще всего пробки образуются на поворотах дымоотводящих каналов. Если их постоянно не удалять, тогда тяга существенно ухудшается. При этом поворотов в таких печных конструкциях очень много.

Колпаковая печь для отопления дома практически полностью лишена перечисленных недостатков. Ведь ее конструкция подразумевает наличие двух дымоотводящих каналов. При этом они связаны друг с другом. Благодаря их наличию у печной конструкции повышается КПД. Два связанных канала значительно лучше аккумулируют тепловую энергию.

Один из дымоотводов представляется собой внутренний контур. Его создают рядом с топкой или даже выкладывают вокруг нее. Такой канал дольше остается горячим, потому что существует в конструкции еще внешний контур. Именно через него наружу выходит дым.

Важно! Печная конструкция с внутренним и внешним каналом медленнее остывает. Ведь продукты сгорания, прежде чем попасть в дымовую трубу, двигаются по сложной траектории.

Двухколпаковая печь также отличается наличием 2-х камер, которые нагреваются в результате работы конструкции. Их называют нижним и верхним колпаком. В первом из них осуществляется циркуляция нагретых продуктов сгорания. То же самое происходит в обыкновенной колпаковой печной конструкции.

После циркуляции в нижнем колпаке дым перемещается в верхнюю часть, где заполняет все свободное пространство. В результате происходит нагрев этой части печного сооружения. Только после этого продукты сгорания попадают в дымоотводящую трубу.

Разновидности печек колпакового типа

Колпаковая печь Кузнецова может иметь различное исполнение. Ведь инженером было разработано огромное количество вариантов таких конструкций. Сегодня насчитывается более 150 моделей. С их помощью осуществляется обогрев разных помещений.

На заметку! Существующие варианты «Кузнецовок» отличаются техническими характеристиками. Они также имеют разную функциональность. Большое влияние на все параметры оказывает расположение колпаков отопительных сооружений.

Популярной моделью является двухколпаковая печь Кузнецова, отличающаяся расположением одного колпака над другим. Эта разновидность отопительной кирпичной конструкции имеет небольшие габариты, что позволяет ее создавать даже в маленьких домах.

«Кузнецовка» может иметь одно из следующих сокращенных названий:

1. ИОК – печка исключительно для отопления.
2. ОВИК – отопительная конструкция с варочной панелью. Изготавливается данное сооружение из керамического кирпича. При этом для кладки топки не применяются огнеупорные блоки.
3. ОВИК БК – печь Кузнецова кирпичная для дома на дровах варочно отопительная, в конструкции которой присутствует боковое каминное отделение.
4. ОВИК Л – отопительная печка, оснащенная варочной панелью и лежанкой.
5. ОВИК ЗК – отопительное сооружение с варочным отделением и камином, который находится в задней части конструкции.
6. ПКИК1К – печка с калорифером.
7. РТИК – русская традиционная печная конструкция колпакового типа.
8. БИК – отопительное сооружение для бани.

Данная конструкция также может иметь духовой шкаф. Для обозначения такого сооружения используется аббревиатура, в которой присутствует буква «Д» Сокращенные названия позволяют быстро понять назначение конкретной конструкции. Каждая аббревиатура используется для обозначения целого модельного ряда, в котором отопительные сооружения имеют схожие размеры, форму, технические характеристики.

Определение тепловой мощности печек колпакового типа

Эксплуатационные параметры печной конструкции всегда определяются на первом этапе ее разработки. Это позволяет спроектировать эффективное отопительное сооружение, которое будет хорошо обогревать дом.

Кроме размеров, всегда определяют тепловую мощность печи. Параметр представляет собой теплоотдачу. Данная характеристика обязана соответствовать габаритам одной или нескольких комнат, которые будут обеспечиваться теплом от печки. Во время расчета обязательно также учитываются теплопотери. Они присутствуют, даже если постройка очень хорошо утеплена.

Еще специалисты принимают во внимание толщину кирпичной кладки. Данный параметр влияет на степень аккумулирования тепловой энергии.

Безошибочно рассчитать все параметры печной конструкции могут исключительно специалисты. Вычисления осуществляют с учетом следующих правил:

• на обогрев 10 м² площади дома, который имеет качественное утепление, расходуется 0,5 кВт мощности отопительного кирпичного сооружения;
• в жилых постройках, возведенных в холодных регионах, на обогрев 10 м² тратится 0,75 кВт мощности печи.

Нередко специалисты рекомендуют воспользоваться готовыми проектами печных сооружений. Это ускоряет процесс строительства конструкции в доме. Хотя при обращении к профессионалам обычная или двухколпаковая отопительно варочная печь будет спроектирована за минимальный промежуток времени. Ведь специалисты обладают опытом и отлично знают все нюансы разработки каждой модели «Кузнецовки».

Основные отличительные черты печек колпакового типа

Правильный выбор невозможно выполнить, если не знать главные особенности отопительного сооружения. Так, колпаковая печь для отопления, строительство которой часто выполняется в частных домах, отличается:

• Практически полной изоляцией топки от колпака. Это одна из основных отличительных черт «Кузнецовки». Топочное отделение выкладывается огнеупорным шамотным кирпичом. Ведь эта камера разогревается до 1000 ℃ или даже 1200 ℃.

На заметку! Обычные и шамотные блоки отличаются плотностью. По этой причине между ними обязательно создают 5-миллиметровый зазор, который предотвращает образование трещин в кирпичах, когда они нагреваются и расширяются. При этом не оставляют пустое пространство, а заполняют его асбестом. Обычно такой материал имеет вид листов.

• Отсутствием прямого контакта бака для воды и духовой камеры с пламенем и нагретыми продуктами сгорания. Колпаковая печь с котлом водяного отопления и духовкой представляет собой продуманную конструкцию. Ведь емкость для воды и дополнительное отделение находятся в верхнем колпаке. Такое устройство отопительного сооружения выбрано, потому что вверху максимальная температура составляет 400 ℃. Она не позволяет перегреться металлу. Поэтому его целостность не нарушается. При этом такой температуры достаточно, чтобы вся конструкция полноценно функционировала.

• Более короткой дымовой трубой, чем у других подобных отопительных сооружений. Колпаковая печь для бани или жилой постройки должна иметь дымоход, который, в первую очередь, позволяет удалять продукты сгорания без нарушения действующих правил. Это его основное предназначение в такой отопительной конструкции. Только во вторую очередь он должен обеспечивать требуемую тягу.
• Высоким КПД, значение которого достигает 80%. По сравнению с другими подобными отопительными сооружениями – это хорошая техническая характеристика. Ведь у аналогичных печных конструкций такого же назначения КПД не превышает 65%.

Важно! Колпаковая печь с котлом водяного отопления, порядовка которой позволяет создавать компактную топку, способствует экономии дров. Благодаря продуманной конструкции расход топлива может уменьшиться до 40% по сравнению с печками, у которых продукты сгорания выводятся прямоточным способом.

• Наличием, так называемого сухого зазора в топке. Его ширина обычно варьируется от 2 до 3 см. Шов создают, чтобы улучшить тягу. При этом зазор позволяет сохранить в топочной камере требуемую температуру. Это становится возможным благодаря постепенному удалению продуктов горения.

Важно! Так называемый сухой зазор может находиться в любом месте кирпичных стенок отопительной конструкции. При этом шов обязательно создается таким образом, чтобы он представлял собой канал, который соединен с колпаком печки.

Преимущества кирпичных печей колпакового типа

Сравнивая с другими аналогичными конструкциями такого же назначения, колпаковая печка имеет ряд преимуществ:

• Строительство выполняется при использовании меньшего количества кладочного раствора и кирпича.
• Возведение осуществляется быстрее и легче, потому что в сооружении оптимальное число внутренних каналов для движения продуктов горения. По этой причине обычная или двухколпаковая отопительно варочная печь Кузнецова, порядовка которой понятна даже мастерам с небольшим опытом, получила широкое распространение в частных домах.
• Небольшой вес из-за меньшего количества необходимых строительных материалов. Поэтому легкая конструкция возводится на небольшом фундаменте.

• Интенсивное горение топлива в топке, которая почти полностью изолирована. По этой причине после сжигания дров образуется минимальный объем твердых отходов. В результате поверхности в топочной камере и дымовых каналах меньше покрываются сажей.
• Простое техническое обслуживание. Ведь печную конструкцию этого типа проще очистить от сажи из-за более широких дымоотводящих каналов.
• Не затруднительная модернизация выбранного проекта, если необходимо построить отопительное сооружение с духовкой или баком для нагрева воды. Ведь практически любая печь Кузнецова кирпичная для дома на дровах имеет колпак внушительных размеров.
• Быстрый прогрев, что позволяет за короткий промежуток времени нагреть воздух в помещении до нужного значения.
• Равномерный нагрев всех стенок. Поэтому печная конструкция отличается высокой теплоотдачей.

Обычно в колпаковых печках духовка находится вверху. Когда духовой шкаф располагается внизу, тогда он обязательно отделяется от топки стенкой. Она защищает металлический короб духовки от чрезмерного нагрева. Вокруг него температура не превышает 400℃. При этом внутри духового короба она достигает значения не более 250℃.

На заметку! В колпаке воздух циркулирует вокруг духовки. Поэтому осуществляется равномерный нагрев металлического короба. Это способствует лучшему пропеканию готовящихся блюд.

Подготовка перед строительством печки

После выбора модели печной конструкции мастер выполняет подготовительные процессы перед началом монтажа отопительного сооружения. На этом этапе выбирается место под строительство печки, и осуществляется покупка отдельных элементов.

Эффективность отопительного кирпичного сооружения во многом зависит от места расположения конструкции. Во время его выбора ориентируются на существующие требования пожарной безопасности. Если стены дома построены из дерева, тогда соблюдают следующие правила:

1. Наименьшее расстояние от печи до деревянных стен должно составлять 10 см.
2. Создают жаростойкую базальтовую или асбестовую прослойку между стеной постройки и печной конструкцией, когда отопительное сооружение встраивается в ранее подготовленную нишу.
3. Минимальное расстояние от дымохода до балок перекрытия и стропильных ног должно быть равно 15 см.

К подготовительным работам также относят строительство фундамента под печную конструкцию. От его прочности зависит долговечность всего отопительного сооружения.

Важно! Бетонное армированное основание печи не должно быть монолитно соединено с фундаментом дома. Ведь у этих двух конструкций усадка может различаться, потому что на них будут действовать неодинаковые нагрузки. При их объединении не исключено появление трещин на стенах печки и дома из-за взаимного влияния.

Колпаковая отопительная конструкция – это купольная печь. Независимо от названия, сооружение для обогрева помещений может быть построено в доме, который давно уже введен в эксплуатацию. Однако в этом случае выполняется демонтаж пола для устройства котлована, в котором будет заливаться фундамент.

Важно! Периметр монолитного бетонного фундамента должен быть больше основания печи на 0,5-0,8 см.

Иногда дома возводят на плитном фундаменте. Поэтому печную конструкцию тоже приходится строить на таком же основании. Чтобы минимизировать вероятность деформации сооружений, специалисты рекомендуют возводить легкую печь. Именно ею является «Кузнецовка».

На заметку! Рекомендуется заглублять в почву бетонную армированную основу печной конструкции минимум на 30-50 см.

Порядовка печной конструкции Кузнецова

Одним из популярных печных сооружений Кузнецова является конструкция с двумя колпаками. Ее часто встречающийся модифицированный вариант – печка, названная «Большой крохой».

Данная модель – это 2-х колпаковая печь Кузнецова с варочной плитой, которая имеет одну конфорку. Хотя их может быть и 2 штуки. Наличие одной конфорки позволяет построить печку, у которой будет нижний колпак большего размера. Благодаря такой модернизации получается сооружение с увеличенной теплоотдачей. Поэтому помещение в доме будут быстрее нагреваться.

При возведении двухколпаковой конструкции с одной конфоркой выполняется кладка 32 рядов кирпичей. Отопительное сооружение представляет собой эффективную печь Кузнецова, порядовка которой осуществляется следующим образом:

• 1 ряд из 18 кирпичей. Кладку осуществляют на гидроизоляционный слой, уложенный на подготовленное бетонное основание. Первый сплошной ряд создают строго по горизонту и уровню чистового пола.

Важно! Швы между кирпичами делают одинаковыми с шириной 5 мм.

• 2 ряд из 11 кирпичей. При монтаже блоков формируют основание нижнего колпака и начинают выкладывать зольный отсек. На этом же этапе закрепляют дверцу для прочистки нижней зоны колпака и аналогичную конструкцию поддувальной камеры.
• 3 ряд из 11,5 кирпича. Во время укладки блоков углы 2-х кирпичных фрагментов стесывают, когда формируют проем под дверцу, которая позволит в дальнейшем выполнять очистку колпака.
• 4 ряд из 14 кирпичей. Монтируемыми блоками перекрывают проемы под дверцу нижнего колпака и поддувального отсека. Также частично закрывают спереди и сзади дымоотводящий канал, который находится за зольником. При этом оставляют над поддувальной камерой отверстие 26*26 см.
• 5 ряд из 14,5 кирпича. При укладке у 2-х блоков верхнюю поверхность стесывают под углом, чтобы можно было в дальнейшем уложить колосник. При этом он будет убираться на выступающие кирпичные блоки предыдущего ряда.

На этом этапе верх нижнего колпака делится кирпичом на 2 канала. Ближний проход необходим для соединения этой части печи с верхним колпаком, а дальний канал в дальнейшем оснащается задвижкой, которая позволит использовать отопительное сооружение в летний период. Разделяющий кирпич спереди и снизу стесывают наискосок, чтобы дым мог свободно уходить в канал.

• 6 ряд из 12 кирпичей. На этом этапе закрепляют дверку топки. Зазоры между ней и кирпичами уплотняют жаростойким материалом. Для крепления дверцы используют проволоку.
• 7 и 8 ряд из 11,5 кирпича. При монтаже блоков в районе дальнего правого угла топки оставляют 20-миллиметровый зазор.
• 9 ряд из 12 кирпичей. Блочными элементами перекрывают дверцу топки. Блоки именно над ней срезают под углом. При монтаже этого ряда сохраняют зазор в дальнем углу. Для завершения данного этапа работ берут еще 1 кирпич, правую сторону которого сверху и снизу стесывают, чтобы он подходил к ранее уложенным блокам.

• 10 ряд из 12,5 кирпича. При укладке блоков в районе плиты используют элементы с вырезами. Они позволят закрепить металлическую варочную деталь толщиной 5 мм и 3-миллиметровую прокладку из асбеста. При этом уровень плиты должен быть ниже поверхности кирпичей на 4 мм. При укладке 10 ряда также делают проход шириной 6 см. Его создают в правом углу топки. Он нужен для соединения с каналом нижнего колпака.
• 11 ряд из 12 кирпичей. Строительство печки продолжают путем формирования варочного отсека.
• 12-15 ряд из 12 кирпичей. Продолжают выкладывать варочную камеру и дымоходные каналы.
• 16 ряд из 17 кирпичей. Во время укладки перекрывают нижний колпак и срезанными с торцов блоками правую и левую стенку варочного отсека. Не закладывают только дымотводящие каналы. Здесь же закрепляется задвижка для летнего использования печки. Завершается этот этап монтажом 2-х дополнительных кирпичей над плитой.
• 17 ряд из 17 кирпичей. Площадь печки перекрывается целыми кирпичными блоками.
• 18 ряд из 11,5 кирпича. Формируют основание для дальнейшего строительства верхнего колпака. Здесь же устанавливают две дверцы для его очистки.

• 19 ряды из 11,5 кирпича. Поднимают стенки верхней части конструкции.
• 20 ряд из 11,5 кирпича. Перекрывают дверцы для чистки печи.
• 21-27 ряд из 13 кирпичей. Выкладывают основной дымоотводящий канал. Самые нижние кирпичи 21 ряда подрезают, чтобы продукты сгорания могли плавно повернуть в дымоход.
• 28 ряд с 13 кирпичей. Продолжают формировать основной дымоотводящий канал и подготавливают место с вырезами для монтажа задвижки.
• 29 ряд из 19 кирпичей. Вся площадь печной конструкции перекрывается блоками. Углы некоторых из них подрезаются для увеличения прочности сооружения. Оставляют открытым только отверстие для дыма.
• 30 ряд из 17 кирпичей. Площадь печки перекрывается целыми блоками за исключением дымоотводящего канала.
• 31 и 32 ряд из 5 кирпичей. Создают основу для насадной дымовой трубы.

Коротко о главном

Колпаковая печка досконально разработана инженером Кузнецовым. Она имеет два связанных канала для дыма. Один из них – это внутренний контур, а другой используется для удаления продуктов горения за пределы сооружения. Двухканальная система позволяет печке медленнее остывать.

Разработана также схема конструкции с двумя колпаками – нижняя и верхняя камера. В каждой из них продукты сгорания нагревают печное сооружение и только потом уходят наружу.

Существуют конструкции колпаковых печек только для отопления дома или бани, с камином, варочной плитой, лежанкой, калорифером. Все они имеют высокий КПД – примерно 80%. Их профессионалы быстро возводят. Тепловая мощность этих печек составляет 0,5-0,75 кВт на 10 м².

Возводятся конструкции на монолитном бетонном основании. Их порядовку выполняют строго по схемам, доказавших свою эффективность.