Что представляет собой качественная банная печь? В чем заключается её отличие от обычных печей, например, отопительно-варочных? Какие структурные характеристики следует учитывать при собственном создании? Эти вопросы являются весьма существенными и требуют внимательного рассмотрения.
- Что такое печь Кузнецова?
- Печь Кузнецова для бани
- Порядовка и сборка банной печи Кузнецова
- Что должна делать банная печь
В этой статье будет рассмотрена работа и конструктивные особенности колпаковой печи Кузнецова, использующей в качестве топлива обыкновенные дрова.
Что такое печь Кузнецова?
Принцип действия печи Кузнецова
Представьте себе колпак. А ещё лучше возьмите обычную стеклянную банку и переверните её кверху дном. Теперь зажгите ароматическую палочку. От неё вам нужна струйка дыма. Запах может быть любым.
Поднесите горящую палочку книзу банки и наблюдайте за тем, как дым заходит в банку, поднимается, скапливается, остывает и уходит вниз. Тёплый дым легче холодного воздуха, поэтому он поднимается как воздушный шар. В банке, дымовой газ расширяется и занимает весь доступный ему объём. Это фундаментальное свойство всех газов. Остыв, плотность газа повышается и он становится тяжелее. Поэтому под воздействием силы тяжести дым опускается вниз.
Только что вы самостоятельно проделали опыт, который визуально демонстрирует принцип действия свободного движения газов. На этом принципе построены все печи Игоря Викторовича Кузнецова.
То есть, что у вас получилось в опыте с банкой? Горячий дым, имея меньшую плотность, пошёл вверх. Затем остыл, стал тяжелее и опустился вниз. Если вы хотите построить печь Кузнецова своими руками, то вам нужно очень хорошо для себя уяснить суть этого принципа. На нём держится вся теория и практика колпаковых печей.
Колпаковые печи
Горячие газы, которые получаются в результате сгорания дров, поднимаются в верхнюю часть печного колпака. Там они будут находиться до тех пор, пока не отдадут часть своей тепловой энергии материалу, из которого сделаны стенки колпака. Обычно это кирпич.
Остыв, под действием силы тяжести печные газы начнут опускаться вниз. Их место займут другие, пока ещё горячие и лёгкие. И так будет происходить до тех пор, пока в топке будут гореть дрова. Вот здесь проявляется главное положительное свойство колпаковой печи. Горячий газ всегда будет находиться под колпаком до тех пор, пока стенки не заберут в себя всю тепловую энергию от прогретого воздуха.
Происходит примерно то же самое, что и с дымом в банке. Тёплый дым со всех сторон закрыт стеклом – стенками колпака. Единственный выход находится внизу. И чтобы дыму выйти, ему нужно быть холодным и тяжёлым. Остывая, дым выходит из банки. То есть из колпака.
Конструктивные особенности печей Кузнецова
На самом деле, внутри любой печи во время сгорания топлива происходят сложнейшие физико-химические процессы. На их исследование ушли десятки лет и потрачены серьёзные средства. Но нам с вами, для принципиального понимания того, что там внутри происходит, вполне достаточно эксперимента со стеклянной банкой.
Кстати, для полной ясности нужно понимать, что остывший внутри печи газ, который опускается под собственной тяжестью, не совсем холодный. Его температура, после прохождения колпака составляет несколько сот градусов по Цельсию.
Дровяное топливо сгорает при температуре примерно 700–800 оС. То есть, поднимающийся после сгорания горячий воздух в начальной стадии будет иметь примерно такую же температуру. По мере подъёма кверху колпака, температура будет падать. Остывая, холодный для печи, но очень горячий для человека, он будет опускаться вниз к выходным каналам. Они в конструкции обязательно расположены в самом низу колпака, на первом ряду кирпичной кладки.
Через эти выходы, печные газы попадают во второй колпак, расположенный над первым. Холодные для нижнего колпака, газы будут очень горячими для верхнего. И поэтому снова легко поднимутся под самый купол верхнего ненагретого колпака. Там они передадут свою тепловую энергию материалу его стенок. Остынут, выйдут вниз, покинув тёплую воздушную пробку и выйдут в трубу, имея температуру всего 120–130 оС.
Вот и вся газовая механика процесса. Естественно, как у всего простого и гениального, в конструкции Кузнецова есть одна маленькая и очень важная хитрость. Она называется – сухая щель. Это вертикальный проём шириной 2–3 см, который соединяет камеру сгорания с нижним колпаком от пола до конца камеры. Сухая щель позволяет остывшему и тяжёлому воздуху выйти напрямую в трубу, не смешиваясь с горячим и не снижая общего КПД сгорания топлива и всей печи.
Печь Кузнецова для бани
По принципу своего действия, она в точности повторяет работу описанной выше двухколпаковой печи. А вот конструктивно она немного отличается. В чём отличия?
- В нижний колпак вмонтирован поддон с камнями.
- В банном варианте предусмотрен доступ для воды и выходные отверстия для горячего пара.
- У печи утолщённые внешние стенки, поэтому она максимально греет камни и не перегревает пространство помещений.
- В конструкцию колпака встроен водонагревательный контур для подогрева воды в душевую.
Подогрев камней может происходить двумя способами:
- напрямую от раскалённых газов.
- в закрытом металлическом поддоне.
В обоих вариантах, камни находятся внутри первого колпака в верхней его части. За счёт этого они очень хорошо и, главное, равномерно прогреваются. Потому что горячий воздух омывает камни сверху и снизу.
Для каменной загрузки лучше всего использовать округлые камни. Округлости будут способствовать конвективному нагреву, хорошо пропуская горячий воздух. Камни можно разбавить чугунными чушками в количестве 25–30%.
Порядовка и сборка банной печи Кузнецова
Если вы хорошо разобрались с принципом действия колпаковых печей со свободным движением газов, то банная печь Кузнецова для вас будет простой в сборке. Схему порядовки кирпичной кладки можно найти на официальном сайте И.В. Кузнецова. Там же можно более глубоко разобраться с теорией движения печных газов.
Любая фото- и видеоинформация будет очень полезна. А информация от автора разработчика будет полезна вдвойне.
В общих чертах особенности сборки банной колпаковой печи выглядят следующим образом.
- Для печи делается отдельный фундамент, не связанный с основным фундаментом здания.
- Камера сжигания делается из огнеупорного клинкерного кирпича.
- В порядовке, между клинкерной кладкой и обычным кирпичом необходимо сделать зазор. Иначе в результате температурного расширения кладку может порвать.
- Все металлические части печи в местах их соприкосновения с кирпичом нужно изолировать базальтовым картоном.
- В качестве связующего, надо использовать глину смешанную с песком.
- Размер колпаков и их форма могут быть разными. Главное, не мешать печным газам свободно перемещаться внутри конструкции.
У колпаковых печей Кузнецова есть очень сильное преимущество. Температура печных газов по горизонтальному сечению распределяется равномерно. То есть, на любой высоте печи по горизонту, нагрев кладки будет одинаковым. А за счёт того, что нижний колпак будет прогреваться сильнее верхнего, температура в помещении бани будет равномерно распределяться по всей высоте, без холодных ям возле пола.
Кроме этого, любая печь решает ещё несколько дополнительных функциональных задач. А банная несёт ещё и дополнительную специфическую нагрузку.
Что должна делать банная печь
Хорошая банная печь должна выполнять сразу несколько основных задач:
- нагревать помещение;
- греть воду;
- накалять камни и создавать водяной пар.
В правильно спроектированной бане всегда есть три функциональных помещения:
- Комната отдыха.
- Душевая.
- Парилка.
Во всех трёх всегда соблюдается свой температурный режим. Самая высокая температура должна быть в парилке. Её величина может колебаться от 60 оС до 120–140 оС. Для душевой она не должна превышать 40о С. Если она будет выше, то человеку в душевой комнате будет некомфортно. Самая низкая температура будет в комнате отдыха. Её величина 25–30 оС.
От хорошей банной печи требуется обеспечить нагревание всех трёх помещений, с учётом необходимых температурных требований. При этом она должна ещё и как следует прогреть камни. Без горячих камней пара не будет и это аксиома.
Колпаковые банные печи Кузнецова великолепно справляются со всеми этими задачами. Кроме этого, у них очень высокий КПД и они очень долго держат тепло. Нагретой водой можно пользоваться через двое суток после прогрева бани. В дополнение к этому, тепло прогретой печной конструкции хорошо высушивает все банные комнаты. А это тоже очень важно.
В общем, если вы решились на постройку печи по системе Кузнецова, то вы получите очень современный, удобный и экономичный печной нагреватель для своей бани.
Что такое печь Кузнецова?
Печь Кузнецова – это печь для обогрева помещений, которая была разработана русским изобретателем и мастером-кузнецом Иваном Михайловичем Кузнецовым в конце XIX века. Печь Кузнецова отличается от других печей тем, что ее топка имеет форму круглой камеры с решеткой, через которую поддувается огонь. Такая форма топки позволяет достичь более эффективного сгорания топлива и более равномерного распределения тепла по всему помещению.
Печь Кузнецова была широко распространена на Руси и использовалась в народном хозяйстве, а также в деревянных домах для обогрева жилых помещений. Она была проста в изготовлении, экономична в использовании и долговечна. Некоторые модели печей Кузнецова имеют также плиту для приготовления пищи. Сегодня печь Кузнецова используется в качестве элемента дизайна интерьера в загородных домах и коттеджах.
