Основные показатели грамотно спроектированной кирпичной печи это повышенная теплопередача и хорошая тяга . Эти показатели взаимоисключающие, поэтому нужно найти «золотую середину», чтобы дым задерживался как можно дольше, но тяга при этом не ухудшалась. Одним из лучших решений этой проблемы является печь Кузнецова.
Все существующие печи Кузнецова (насчитывают более 150) по выполняемой функции можно разделить на несколько групп: банные; варочные (для приготовления пищи); отопительные; грили; камины; комплексные. Наиболее популярными из них являются комбинированные варочно-отопительные конструкции. Описанные выше печи работают по одному принципу. Непосредственно за топочной камерой размещается воздушный колпак, разделяющий горячие дымные газы. Входное отверстие здесь находится снизу, а не сверху, как делали раньше. Разогретые газы в колпаке поднимаются вверх, а остывшие и, соответственно, отяжелевшие выходят наружу. Вскоре горячие газы также остывают и аналогичным образом покидают колпак.
Скептики и сегодня считают описанную технологию неэффективной – задержка дыма должна приводить к ухудшению тяги. На самом деле все не так, а ошибочность этого мнения доказать достаточно легко. Показатель разрежения воздуха под колпаком – 0,18 hРа, что по отношению к нормальному давлению в атмосфере можно считать отрицательной величиной. Отсюда и естественная конвекция. Другим важным моментом является открытая дверка поддувала. Она уплотняет воздушный поток, регулярно замещающий разреженный воздух под колпаком. Длина трубы также играет немаловажную роль. Это и есть воздушный трубопровод, пропускающий весь поток дымных газов и, следовательно, обеспечивающих максимальную скорость их движения. С помощью печи Кузнецова можно обеспечить не только индивидуальное отопление, но и подачу горячей воды. С этой целью заднюю часть колпака оборудуют стальным теплообменником.
Расслоение дымных газов по температуре непосредственно после топочной камеры. На пути газов можно установить не один, а сразу два или три колпака. В результате дым отдаст больше тепла, а сама конструкция будет состоять из нескольких зон с перманентной температурой. Колпак расположен рядом с топкой и в него попадают дымные газы, еще не отдавшие своего тепла. В результате зола, угарный газ и летучий углеводород, которые в обычной печи уносятся дымоходом, в данной конструкции догорают под колпаком. Это приводит к увеличению теплоотдачи и минимизирует количество сажи в дымоходе. Благодаря естественной конвекции продукты горения физически неспособны покинуть печь до того, как отдадут все тепло. Теплообменник в печи Кузнецова, в отличие от других типов конструкции, расположен в колпаке, то есть вне топочной камеры. Он никак не может повлиять на температуру огня и как следствие, не снижает КПД.
При выполнении всего комплекса мероприятий по строительству печи Кузнецова понадобятся следующие материалы:
кирпич полнотелый — 754 шт.;
песок — 140 кг;
кирпич шамотный — 63 шт.;
огнеупорная глина — 130 кг;
дверка на поддувало;
проволока из стали;
стальной уголок 35х40х40 см;
колосники;
задвижка.
Соорудить печь такого типа достаточно просто даже людям, занимающимся этим впервые. Важно, чтобы при этом соблюдалась технология возведения, а также порядовка.
Фундамент.
В случае выполнения основания для печи одновременно с фундаментом дома необходимо лишь подогнать размеры под выбранную конструкцию. Но если такового нет, то связывать его с основным фундаментом нежелательно – лучше залить отдельно и сделать несколько шире (на 12-15 см) площади будущей постройки. Сам И.Кузнецов советует возводить глухой фундамент из силикатного кирпича.
2. Укладка.
Следует заранее продумать правильное расположение дымохода в помещении и на крыше. Оно должно соответствовать определенным требованиям.
Порядовка.
Ряды №1 и №2 необходимо выложить из шамотного кирпича. Главное – не применять для этого раствор, замешанный ранее для сооружения фундамента. С ряда №2 можно начинать вывод дымовых каналов, но желательно сделать дно печи несколько толще.
Для дымовых каналов, улучшающих теплоотдачу, устанавливается четыре чистки: одна сзади, вторая в поддувало, третья и четвертая сбоку. Длина и ширина чисток определяются индивидуально, а для проверки горизонтальности/вертикальности используются строительный уровень и уголок.
Главной сложностью может стать кладка половинок кирпичей. Для более качественной резки желательно использовать болгарку. Формируется стенка между поддувалом и остальной печью, а также все внутренние перегородки. Во время укладки ряда №5 устанавливается колосник. Печь Кузнецова. Кладка В рядах №№17-18 сооружается перекрытие колпаков, а в №21 оставляется пара проходов, идущих вдоль левой и правой внутренних стенок. В целом имея наглядную порядовку на руках, возвести печь Кузнецова достаточно просто и никаких затруднений при этом, как правило, не возникает.
3. Проверка.
По окончании кладки необходимо провести первую растопку. Используется минимальное количество топлива, чтобы конструкция нагревалась медленно. При этом произойдет обжиг печи, проверится ее работоспособность, а также герметичность соединений дверок и задвижек. При обнаружении малейших дефектов их следует немедленно устранить. Предельная мощность описанной конструкции составляет 10 кВт – этого вполне достаточно для обычного загородного дома. Что еще следует знать Топочная камера соединяется с колпаком вертикальной щелью, которую называют сухим швом. Необходимость в таком конструктивном решении вызвана движущимися в обоих отсеках конвекционными потоками. Часть дымного газа, содержащая большое количество пара, затягивается в топочную камеру для повторного цикла, что улучшает сгорание летучих частиц и вызывает турбулентность. Поддувало заполняется воздухом не только через колосник, но и сверху, посредством полостей в стенках. Опять же это требуется для полного сгорания летучих частиц, ведь воздух, поступивший через колосник, при достижении верхней части факела практически не содержит кислорода. Над топочной камерой располагается решетка из огнеупорного кирпича, именуемая катализатором. Она разогревается до высоких температур и как бы дожигает все, что остается после неполного сгорания топлива.
Общие рекомендации по укладке колпаковых печей:
Нельзя делать топочную камеру частью колпака, т. к. топливо должно гореть в ограниченном пространстве для создания достаточно высокой температуры. Если соединить колпак с топкой, то получится традиционная русская печь, но с плохой тягой.
Обжиг следует начинать с минимальной температуры, постепенно усиливая интенсивность горения. При высокой температуре кирпич расширяется, из-за чего внутренний шамотный короб может «подвеситься», то есть со всех его сторон образуется пустое пространство. По окончании кладки весь кирпич желательно покрыть специальным огнеупорным составом. Каждый второй ряд кладки следует прокладывать стальной проволокой для усиления связки. При установке дверки топки и заслонки необходимо учесть коэффициент теплового расширения металла.