Колпаковые печи из металла своими руками

Принцип колпаковых печей был известен давно, но детально разработан и приспособлен для устройства домашних обогревательных приборов был благодаря известному печнику и изобретателю Игорю Викторовичу Кузнецову . Получил широкое распространение не только в России, но и за рубежом.

О чем эта статья

Принцип действия печи

Большинство конструкций печей действуют за счет непосредственного нагрева стенок от сгорания топлива в камере сгорания или за счет прогрева кирпичной кладки от печных газов проходящих через сложную систему воздуховодов в которых раскаленные печные газы отдают тепло кирпичной кладке.

В первом случае теплоемкость печи определяется толщиной стенок. Чем они толще, тем более теплоемкой будет печь. Недостатком их является большое потребление топлива для прогрева. Как только прекращается горение печь начинает остывать.

Печи со сложной системой воздуховодов позволяет более равномерно прогревать «тело» нагревательной конструкции, но длительное прохождение печных газов по сильно изогнутым воздуховодам предъявляет повышенные требования к тяге и высоте печной трубы.

Колпаковые печи лишены этих недостатков благодаря своей конструкции, в которой образуются два независимых контура аккумулирующих тепло. Внутренний, сильно прогретый контур колпака находится внутри наружного, менее нагретого контура. Поэтому остывание при отсутствии непосредственного контакта с наружным воздухом происходит гораздо медленнее. Печь остается теплой значительно дольше. Все нагретые печные газы остаются внутри и не выбрасываются наружу.

Виды колпаковых печей

И.В. Кузнецов разработал более полутора сотен моделей печей, которые могут использоваться для самых разных целей.

При этом их конфигурация и размеры могут варьироваться в зависимости от расположения колпаков. Обычно, в целях экономии площади занимаемой печью, колпаки располагаются вертикально. Друг над другом. Но могут быть расположены горизонтально. В этом случае печь получается низкой, но длинной.

Впервые столкнувшись с печами Кузнецова на его сайте, печники-любители путаются в маркировке печей, не зная, какую конструкцию выбрать для конкретных целей.

Система маркировки Кузнецовым своих печей не представляет сложности:

• ИОК – чисто отопительная печь ;
• ОВИК – отопительная-варочная без использования шамотного кирпича ;
• ОВИК БК – отопительно-варочная с боковым камином ;
• ОВИК ЗК – отопительно-варочная с задним камином ;
• ОВИК Л – отопительно-варочная с лежанкой ;
• Буква « Д » добавляется в индекс маркировки при наличии духовки ;
• ПКИК 1 К – печи со встроенным калорифером ;
• БИК – банные печи ;
• РТИК – колпаковые русские печи.

Ориентируясь на маркировку, можно выбрать необходимый тип печи. Достоинством любого проекта печей Кузнецова является то, что для каждого из видов существует несколько размеров с различной производительностью теплоотдачи. И каждый проект дается в привязке к планировке и площади отапливаемого помещения. Поэтому нет необходимости производить самостоятельные довольно сложные расчеты , чтобы остановить выбор на том или ином варианте.

Особенности колпаковых печей

1. Отличительной чертой печей Кузнецова является изолированный от основной кладки топливник (камера сгорания) которая выполняется из шамотного кирпича. Это обусловлено высокой температурой внутри камеры, которая может достигать 1200 °С . Неравномерное расширение шамотного кирпича и обычного керамического без устройства зазора между топочной камерой и стенкой неизбежно привело бы к растрескиванию печи. Пространство между топливником и стенкой обычно составляет 5 мм. В целях повышения теплоотдачи оно заполняется минеральным уплотнителем: асбесто — или минеральным картоном.
2. Второй особенностью коппаковой печи является наличие «сухого шва» — узкой (20 — 30 мм) щели в стенке топочной камеры, которая заполняется воздухопроницаемым минеральным материалом (минеральной или асбестовой ватой). Сухой шов предназначен для дополнительного притока воздуха в топочную камеру из внутреннего объема печи. Приток нагретого воздуха повышает температуру горения топлива и способствует более экономичному расходованию дров.
3. Еще одной особенностью колпаковой печи является расположение калориферов, водогрейных баков и духовок в объеме второго колпака. Такое расположение исключает непосредственный контакт труб или металлического корпуса дополнительного оборудования непосредственно с открытым пламенем или раскаленными газами. Температура во втором колпаке обычно не превышает 400 ° С , что вполне безопасно для металла.
4. Колпаковая печь имеет относительно короткий дымоход. Его задача – отведение продуктов горения, и только во вторую очередь создание тяги в печи.
5. КПД колпаковых печей некоторых моделей достигает 80% по сравнению с max. 60% для печей других конструкций. Благодаря небольшим размерам топочной камеры расход топлива очень экономичный. Он на 20 — 50% ниже, чем в печах с прямоточным отведением печных газов.

Особенности банных печей Кузнецова

Широко используемые банные печи из металла обладают несколькими недостатками – малой теплоемкостью , расположением топочной камеры непосредственно в помещении парного отделения что вынуждает загружать топливо непосредственно в помещении парной, а это – неизбежный мусор . Самым существенным недостатком таких печей является нагрев только внутри парного отделения. Предбанник и помывочное отделение остаются не отапливаемыми.

Банные печи « кузнецовки » лишены этих недостатков. Конструкция печи предусматривает ее установку в простенке между парной и помывочным отделением/предбанником.

В помещении парной находится только каменка и кран бака с нагретой водой.

Основное тело печи и дверца топочной камеры расположены со стороны предбанника. Так же бак для воды обслуживается через подсобное помещение. Это позволяет избежать повышенной влажности из-за испарения во время нагрева печи.

Благодаря высокой теплоемкости печь, после окончания помывки, длительное время остается горячей. За счет этого происходит высушивание бани, не остается влажных поверхностей влекущих разрушение древесины, а вода в баке длительное время остается горячей.

Порядовка банной печи по проекту Кузнецова:

Отопительно-варочные колпаковые печи

Главное их достоинство – совмещение в одной приборе функций варочной печи и отопителя помещения. Благодаря тому, что наиболее разогретая зона расположена внутри печи готовить на ней комфортно. Не ощущается чрезмерного жара от стенок. Не происходит перегрева верхней части печи и создания под потолком зоны повышенной температуры. Конвекция воздуха в помещении происходит равномерно.

Хозяйки смогут оценить достоинство печи Кузнецова не только пользуясь плитой, но и духовкой. В ней никогда не произойдет обугливания блюда, так как температура в верхнем колпаке печи никогда не поднимается выше 400 ° С , даже при самой интенсивной топке. Обычно она держится на уровне 200 — 250 °С . Постоянная конвекция печных газов внутри колпака равномерно разогревает духовку со всех сторон, не перегревая одну из стенок или дно.

Порядовка отопительно-варочной печи:

Печь с камином

Совмещение открытого очага с полнофункциональной печью создают особую атмосферу. Обычный камин обогревает помещение только во время горения дров.

Комбинированная с камином печь предусматривает различные варианты использования: одновременно оба отопительных прибора или по отдельности.

Камин, в зависимости от проекта может находиться:

1. Сбоку от топочной камеры ;
2. Над топочной камерой ;
3. На задней стенке печи.

Это позволяет зонировать помещение, отделяя зону отдыха от собственно кухни.

Порядовка печи с камином:

Колпаковые печи Кузнецова сложны в кладке. На постройку печи самой простой конструкции уходит 2–3 недели. Самостоятельно приступать к постройке следует только в том случае, если есть навыки в кладке более простых конструкций.

И.В. Кузнецов охотно делится своим опытом и раскрывает секреты строительства, правила выбора и обработки материалов для печей на своем сайте: http://www.stove.ru

На нем , в открытом доступе, есть несколько десятком наиболее распространенных и универсальных печей для любых нужд. От простых отопительных, до специальных хлебных, превосходящих по своей функциональности популярные ныне тандыры или помпейские печи.

Металлические печи для дома имеют свои преимущества и недостатки перед кирпичными. К достоинствам относится меньшая цена и вес, прочность и высокий КПД, а также развитая технология обработки самого металла. Все эти факторы определяют интерес к нюансам, которые дает эксплуатация такого котла.

Подробнее о преимуществах

Металл намного мягче керамики, однако по прочности он сопоставим с ней. Его можно плавить, резать и гнуть, ковать и сверлить, после чего он не требует дополнительных трат энергии на обжиг. Есть много способов обработки металла с широкой научной базой, и это является еще одним плюсом в пользу материала.

При создании металлической печи можно применять различные конструкционные новшества, которые улучшают технические характеристики. В результате КПД кирпичной печи в среднем составляет 70%, а металлические печи имеют показатель равный 85-90%.

Сравнение

Опять же, если сравнивать металл и керамику, то прочность кирпича при уменьшении толщины падает, а у металла, наоборот, растет. В результате вес и себестоимость тепла печей из металла меньше в 10-20 раз, чем у оборудования из кирпичей. На современном рынке хорошее отопительное оборудование из металла для дома в 100 м2 можно приобрести за 300 долл., а оборудование «с рук» — и вовсе за 50-100 долл.

Помимо этого, это цельная конструкция – она легко транспортируется, устойчива к толчкам, ударам, падениям. Ее мобильность сочетается с отсутствием необходимости устраивать фундамент. Весь монтаж сводится к установке дымохода в дымовой канал. Если надобность в печке отпала, то ее легко демонтировать и хранить.

Другой плюс – высокая теплопроводность металла. Из-за этого теплоемкость печи невелика, и дом быстро нагревается. Этот фактор дает высокий КПД.

Например, в кирпичной конструкции почти 20% тепла уходит в трубу в процессе топки пока в печи не выровняется теплообмен, и она не станет выделять энергию.

Бытовая эксплуатация и сертификация

Также металлическое изделие однороднее кирпичной кладки и не обладает пористой структурой. Оно не боится сырости и отопительных перерывов, ему не нужны разгонные протопки. В такую конструкцию легче встроить варочную плиту и водогрейное оборудование из-за высокой теплопроводности металла и быстрого догорания дымовых газов.

Если металлическая печь выпущена на заводе, то ее можно сертифицировать в части пожаробезопасности как полностью готовое к работе изделие. Разрешение пожарной инспекции получить намного проще, чем на другое печное строение. Некоторые модели печек из металла заводского производства вообще не требуют оформления документов – нужен только отдельный от вентиляции дымоход.

Выбор: нюансы

Чтобы выбрать металлический котел, нужно понимать разницу между материалами изготовления.

Из обычной стали

Один из популярных вариантов – обычная сталь. Так, предел прочности этого вещества при длительном воздействии составляет порядка 400°С (при 2 часах – возрастает до 600°С). Толщина стали берется от 4 мм, но от интенсивной топки печка быстро выгорает, поэтому для климата с сильными морозами она не подойдет.

Однако есть печи длительного горения, которые не сохраняют длительный нагрев корпуса более 600°С, а те детали, которые максимально раскаляются, делаются массивными и заменяемыми. Они подходят для больших домов и морозов.

Из жаропрочной стали

Второй материал – жаропрочная сталь, которую часто используют в промышленном производстве. Такие спецстали берутся толщиной в 3 мм и дают срок службы больше 20 лет, КПД – выше 80%, а также имеют небольшой вес. Такие фирменные агрегаты монтируются на пол и нуждаются лишь в подключении к дымоходу. Они сертифицированы и вполне безопасны при интенсивном нагреве, а значит, хорошо подходят для суровых зим.

Оснащенность варочной поверхностью и «водогреем» позволяет использовать их как на даче, в загородном доме, так и в постоянном доме проживания. Произвести их самостоятельно очень сложно, нужно владеть замысловатой технологией сварки (TIG/MIG) и соответствующим дорогим оборудованием. Легче приобрести готовый аппарат.

Из чугуна

Известен и весьма уважаем в качестве основы чугун – это своего рода металл, но и не совсем металл. Он такой же прочный, как сталь, но и такой же хрупкий и теплоемкий как керамика. Чугунные печи греют после протопки до 3 часов, а прогреваются минут 40.

Толщина чугуна берется в пределах 6-25 мм: не толще, чтобы не сработал во вред коэффициент расширения от нагревания, но и не тоньше – агрегат будет хрупким.

Высокий КПД чугунных печей возможен лишь при обогреве домов площадью не более 60 м3 – т.е. для больших помещений такой отопительный прибор не подойдет. Однако он не боится перерывов в топке, сырости.

Потому чугунная печь – идеальный вариант для небольших хозяйственных построек (сарая – для содержания живности, теплицы, дачи и т.д.). Изготовить такой агрегат своими руками нельзя – после отливки на заводе материал не подлежит механической обработке домашними мастерами. Максимум – это покраска.

Конструкционные варианты

Отопительно-варочные печи для бытового использования по своей конструкции могут быть несколько типов.

Камерная

Металлическая камерная печь – это классическая «буржуйка», которая в современном производстве очень усовершенствована. У такого агрегата следующие технические характеристики:

Канальная

Принцип работы такой конструкции: газы догорают, а затем остывают и переходят по каналам между перегородками, и отдают тепло корпусу печи. Агрегат должен внутри прогреться до 400°С – тогда в ней произойдет дожигание. Современные буржуйки легко переквалифицировать под канальную схему. В этом случае от газохода оставляют только горизонтальное «колено» и оно отделяет от топки камеру сгорания.

Воздух для горения поступает через щели варочной поверхности или через специальный воздушный дроссель. Канальная буржуйка имеет КПД до 80%, а удельная тепловая мощность больше чем у камерной в несколько раз. Такая печка работает как при длительном горении, так и при пламенном, практически на любом топливе.

При этом мощность регулируется подачей воздуха – эта возможность здесь в 2 раза выше, чем в камерной буржуйке. Плюсом для применения в быту является и температура в дожигателе в пределах 250-300°С, а это удобно для приготовления пищи.

Почти все металлические бытовые печи до 15 кВт мощностью создаются по такой вышеописанной схеме. Корпус обычно создается из обычной стали толщиной от 4 мм, а варочная плита – из чугуна или стали от 8 мм.

Колпаковая

Наконец, колпаковая печь – это схема, в которой газы задерживаются сводом колпака до момента полного догорания, а потом они опускаются вниз и отдают остатки тепла. Такие конструкции обеспечивают более 70% КПД. Эта технология применима и относительно металлических котлов, однако здесь пришлось отказаться от пламени – металлический колпак просто не поглотит столько тепла, сколько выделяет без перегрева. Поэтому такие печи переведены в режим тления – это позволило довести время теплоотдачи до 60 часов (на дровах) или до 30 суток (на угле).

Печи длительного горения из металла могут изготавливаться своими руками и работают на дровах, угле, но не на влажном топливе, так как влажное не тлеет, сколько воздуха ему не дай. Если это специальный угольный котел, то работать на дровах он не сможет – просто не «выдаст» нужный КПД. Корпус такого котла делают из простой стали, окружив его герметичной газовой рубашкой.

Например, можно отделать корпус на расстоянии 70 мм водогрейным регистром ГВС в виде кольцевого бака или змеевика. Это усилит конвекцию и даст горячую воду. Такие котлы подходят для обогрева больших домов (как вариант – дач, загородных коттеджей) с ванной даже в суровых климатических зонах. Отзывы пользователей о таких печках положительные.

Основные производители

Рассмотрим самых популярных производителей на современном рынке металлических печей.

Теплодар

Теплодар – модель «Вертикаль» (увеличенный режим длительного горения дает 8 часов обогрева без докладки топлива), «Печурка» оснащена варочной плитой со съемными кольцами, «Топ-модель» и «Матрица» могут исполнять роль камина из-за огнеупорного стекла в дверцах, откуда видно пламя. Модель «Т-80» может укомплектоваться дымоотводом.

Печки этого производителя рассчитаны на обогрев домов площадью 80-300 м3, а стоимость разбросана в пределах 10-25 тыс.руб.

Эфель и Баярд

Efel – бельгийский производитель, который лидирует на европейском рынке технологий домашнего отопления. Так, модель «Harmony» имеет мощность в 12,5 кВт и работает на дровах и угле с длительностью горения в 10 часов. Т.е печь может работать всю ночь.

Стоимость такой печи высока – от 130 тыс.руб. Bayard 12 – классическая модель с варочной плитой и минимальным выбросом газа (0,28%). Ее цена ориентировочно равна 110 тыс.руб.

Экокамин

Другая надежная фирма – Экокамин. Она выпускает печи, которые совместили в себе качество, безопасность и красоту. Используется высококачественная сталь, а фасад отделывается изразцами – это эстетично.

Так, модель «Бавария Арка» с чугунным колосником и жаропрочным стеклом на дверцах открывает обзор пламени. Эта пристенная печь имеет экономичный расход топлива (чаще дрова), механизм самоочистки стекла. Стоят такие модели порядка 40 тыс.руб.

Модель «Бавария Барокко» с чугунной варочной поверхностью и корпусом из огнеупорной стали толщиной 6 мм дает КПД в 78%.

Компания «Мета» производит дровяные печи, которые максимально адаптированы к российскому климату. Все модели имеют варочную поверхность с прочными конфорками из чугуна, компактны, безопасны.

Так, серия «Нарва» с керамической облицовкой и огнеупорной краской поверх металлического корпуса оснащена зольников, дровницей, стеклянной топочной дверцей. Ее мощность равна 6 кВт и способна обогреть дом или дачу в 60 м2. Ее цена в бюджетном сегменте – 20 тыс.руб. «Мета Гном-2» — это самая компактная модель производителя Мета. Ее размеры 363*502*640 мм и весит 38 кг, а мощность – 5 кВт, что подходит для отопления помещения в 50 м2.

Термофор

Наконец, компания Термофор. Здесь известны малоразмерные модели для дачи, хозяйственных построек «Селенга», «Пичуга», «Студент», «Авоська», «Золушка», которые легко переносятся, а также модели для обогрева дома – «Турбо», «Нормаль», воздухонагревательные модели – «Доцент», «Профессор», «БутаковЪ».

Последние варианты весьма большие, монтируются стационарно. Цены находятся в пределах 10-50 тыс.руб. Отзывы о «Селенге» очень хорошие: это красивая модель в восточном стиле, которая хорошо экономит топливо и может обогреть дом в 85 м2.

На протяжении столетий в нашей стране печам отводилась особая роль. Они были обязательным атрибутом любого жилого и производственного помещения, поскольку другие системы обогрева были недоступны для большинства людей. Несмотря на технический прогресс, они до сих пор пользуются большим спросом.

Например, во многих русских деревнях до сих пор во многих новых домах кладут традиционные русские печи. Правда, происходит это все реже, так как печных мастеров становится все меньше.

Современные кирпичные печи существенно различаются по конструкции и функционалу. Одни из них крупные, предназначенные для обогрева больших помещений, а другие — маленькие, способные отапливать теплицы. К слову, в некоторых районах нашей страны лучшим выбором являются печи для теплицы длительного горения. Своими руками их сделать несложно, топить можно опилками, они занимают мало места.

Виды печей

Для отопления теплиц существует несколько типов печей, различающихся по следующим параметрам:

• Принцип теплового излучения.
• Принцип распространения тепла.
• Основные элементы конструкции.
• Тип камеры сгорания топлива.
• Расположение и конструкция каналов подачи воздуха.
• Конвекционные рубашки.
• Дополнительные элементы. Как правило, они у каждого вида печи свои.

Печь для теплицы своими руками сделать несложно. При этом печь на опилках длительного горения сможет эффективно обогреть воздух в большой теплице.

В качестве топлива в печках для теплицы можно сжигать не только опилки, но и следующие виды топлива:

• Пеллеты.
• Гранулы из торфа.
• Обычные дрова.
• Масло и другие виды жидкого горючего.

Стоит отметить, что порядовка печей для отопления теплиц разного размера может существенно различаться. Поэтому перед началом работ рекомендуется тщательно ознакомиться с теоретическим материалом.

Галерея: колпаковые печи длительного горения (25 фото)

Колпаковая печь для теплицы

Если нужно быстро нагреть воздух в помещении, то лучше всего использовать колпаковую печь. Она начинает интенсивно отдавать тепло буквально через несколько минут после начала прогрева. В то же время она при небольших габаритах способна обогреть большое помещение, так как обеспечивает длительное горение топлива.

У колпаковой системы есть один серьезный недостаток – большие тепловые потери. Эти теплопотери не зависят от типа использованного топлива.

Колпаковую печь на опилках своими руками лучше всего делать из металла. В этом случае она будет равномерно нагревать воздух в помещении.

Основным элементом такой печи является металлический корпус. Обычно его изготавливают из тех материалов, которые есть под рукой:

• Цилиндр из стали. Он может быть сварен самостоятельно.
• Пустой газовый баллон.
• Толстостенная металлическая труба большого диаметра.
• Металлическая бочка и бак из-под воды.

После подбора подходящего корпуса для печки на опилках в теплицу нужно приобрести арматуру и полосу стали. Естественно, нужно не забыть о дымоходе.

Можно делать колпаковые печи своими руками на основе бочки:

1. Нужно срезать верхнюю часть бочки или крышку.
2. В полученном элементе вырезать паз и вварить в него отрезок трубы. Это будет дымоход.
3. В стенке бочки прорезывается дверца для закладки горючего материала.
4. Крышка обрабатывается таким образом, чтобы свободно проходить в бочку. После этого ее можно уплотнить заранее приготовленной стальной полосой.
5. На финальном этапе в крышке прорезается еще одно отверстие, к которому приваривается еде одна труба. Это поддув.