Читайте в статье
Сегодня «Печи Кузнецова» являются известным брендом, синонимом сочетания красоты и эффективности.
Хотя стоит заметить, что не все печники согласны с такой оценкой. Тем не менее, те, кто пользовался ими хотя бы один сезон, очень довольны такими отопительными приборами, отмечая их экономичность и хороший равномерный прогрев.
Предыстория
С момента «приручения» огня человек старался обогревать свое жилище, делая его более комфортным и, желательно, с минимумом затрат. Сначала это были простые костры в пещерах, затем очаги, которыми дома или избы топили «в черную».
Еще во времена древнего Рима бани и дома патрициев обогревали дымовыми теплыми полами, то есть под полом прокладывали дымоходы, по которым дым от печей через трубу уходил наружу. Все это было сложно, дорого и неэффективно.
Первый серьезный прорыв произошел в XV веке, когда неизвестный ныне мастер придумал новую конструкцию печи. Он переосмыслил и упростил древнеримскую систему каналов, расположив их вертикально так, что они образовывали теплую стенку – дымоход. Поскольку произошло это в Нидерландах, то такую печь стали называть «Голландкой».
Такой вариант печи является оптимальным для сибирских широт нашей страны. Шло время, появлялись новые открытия и технологии, но на территории Российской Империи большинство населения использовало обогрев для дома как встарь, то есть «в черную», из-за чего нередко выгорали деревни и города, ведь большинство строений были деревянными.
Причем для этого использовали русские печи, которые во время топки запасали тепло, а потом отдавали его, нагревая пространство вокруг себя. Дым с таких печей выходил не через трубу, а в дверь, из-за чего потолок был постоянно черным, от чего и произошло название такого способа топки.
С начала XVIII века дворяне и купцы начали отказываться от топки «в черную», пристраивая к традиционным русским печам дымоходы, но в деревнях топка «в черную» сохранялась до начала XX века.
За это время в России появилось много печников, но все они лишь повторяли чужие работы, оптимизируя привычные конструкции к разным условиям, и полноценной школы печного дела не было. После окончания гражданской войны во время эпохи массовых строек и бурного развития страны требовалась максимально эффективное, доступное печнику средней квалификации отопительное устройство.
К делу подключили ученых, среди которых были инженер-теплотехник Владимир Ефимович Грум-Гжимайло и его ученик, И. С. Подгородник. Они разработали новый принцип движения газов от топки до дымовой трубы, исключающий запасающие тепло каналы.
Вместо движения по каналам, они предложили использовать колпак, в котором горячие газы всегда идут вверх, вытесняя оттуда холодные и вынуждая последние уходить в трубу. Такой подход получил название «система свободного движения газов».
В середине 60-х годов ХХ века Игорь Викторович Кузнецов использовал и улучшил наработки Подгородника и Грум-Гжимайло, разработав новый тип печей, за которыми закрепилось название «Печи Кузнецова» или «Кузнецовки».
Принцип работы
Несмотря на то, что все отопительные и варочные печи используют для создания тепла сгорание дров или угля, отличия «Кузнецовок» заключаются как в организации процесса горения, так и в способах изъятия тепла из дымового потока.
Одним из главных преимуществ кирпичных отопительных устройств этого типа в том, что они работают даже на слабой тяге, то есть не требуют высокого дымохода, а зимой при двухразовых топках в них можно сжигать даже сырые дрова без серьезного вреда для печи или дымохода.
Свободное движение газов
Принцип свободного движения газов (СДГ) был известен много веков назад, но применяли его только в промышленности, а печники избегали, предпочитая проверенные временем решения. Горячий дым стремится вверх, а по мере остывания опускается, образуя своеобразную циркуляцию даже при отсутствии тяги.
Поэтому не только «Кузнецовки», но и любые колпаковые печи избавлены от главного недостатка канальных печей – необходимости в высоком дымоходе, что очень удобно, если делать печь с варочной плитой.
Есть у СДГ и недостаток – неравномерный прогрев колпака, ведь верхняя часть, где скапливаются самые горячие газы, нагревается заметно сильней и быстрей нижней, но его тоже можно обратить в преимущество, что реализовано в печах Грум-Гжимайло и Подгородника.
Если верхнюю часть колпака сложить в кирпич или полкирпича, а нижнюю в полкирпича или в четверть, то прогрев станет гораздо более равномерным.
Газовая вьюшка
Одно из самых весомых преимуществ колпаковых печей перед канальными называется эффектом газовой вьюжки. Когда кто-нибудь открывает дверцу топки, то в камеру сгорания заходит холодный воздух, который, не успев нагреться, поступает в каналы дымохода, охлаждая их.
А в колпаковых устройствах холодные фракции не поднимаются, а уходят в расположенное внизу отверстие дымохода. По тем же причинам печи с системой СДГ гораздо менее чувствительны к не закрытой после прогорания топлива вьюжке (заслонке), поэтому разогретый колпак не теряет своей температуры.
Сухой шов
Сухой шов, то есть щель шириной 1–3 см в топливнике, через которую низкотемпературные фракции продуктов горения должны уходить напрямую в дымоход, долгое время являлся отличительной чертой «Кузнецовок». Фактически, он дублировал работу газовой вьюжки, при этом ослабляя топливник и сокращая срок его службы, поэтому сегодня его предлагают гораздо реже.
Кроме того, полноценных исследований влияния сухого шва на процессы, происходящие во время сгорания топлива, не проводили, поэтому его эффективность не доказана, но для многих именно он является обязательным атрибутом настоящей «Кузнецовки».
Подача вторичного воздуха и дожиг дымовых газов
Сгорание топлива в печи происходит в несколько этапов. Сначала под действием высокой температуры древесина или другое горючее проходят через процесс пиролиза, когда из них выделяются пиролизные (горючие) газы. Затем уже эти газы смешиваются с воздухом/кислородом и окисляются, выделяя тепловую энергию.
Процесс пиролиза не зависит от количества кислорода и происходит даже без поступления кислорода, поэтому важно не только подать воздух в зону горения, но и сделать это так, чтобы не охлаждать само ядро.
Подогрев и подача первичного/вторичного воздуха
В печах Кузнецова применен двойной способ подачи воздуха. Первичный поступает как обычно, через колосники или открытую дверку топки. Он проходит через ядро и охлаждает его, поэтому чем меньше его подача, тем лучше. Но сильное ограничение объема поступающего воздуха приводит к снижению интенсивности окисления пиролизных газов, а значит снижает КПД печи.
Так он не снижает температуру зоны пиролизного разложения угля или древесины, но делает более интенсивным процесс окисления пиролизных газов.
В некоторых Кузнецовках первичный и вторичный воздух подогревают, проводя его через каналы, находящиеся снизу или сбоку топки, благодаря чему ядро меньше охлаждается и возрастает эффективность печи.
Это усложняет конструкцию, но если позволяют финансовые возможности и достаточно пространства для реализации такой системы, то не стоит отказываться от повышения КПД, ведь это позволит получать то же количество тепла при меньшем расходе дров или угля.
Дожиг пиролизных газов
Еще одной отличительной чертой не только Кузнецовок, но и всех купольных/колпаковых печей является эффективное дожигание пиролизных газов.
Одной из главных проблем канальных отопительных приборов является то, что выходя из горячего ядра, дымовые газы, то есть смесь воздуха, пиролизных газов и продуктов их окисления, сразу же оказываются не только в заметно менее горячем, но еще и узком канале, из-за чего они плохо догорают.
В печах Грум-Гжимайло дымовые газы заполняли всю площадь колпака, перемешивались в нем, максимально окислялись и после охлаждения уходили через отверстие дымовой трубы. Этот же принцип реализован и в печах Кузнецова, в которых колпак выполняет функцию камеры дожига.
Даже в отопительно-варочных Кузнецовках, где объема топки недостаточно для полноценного окисления пиролизного газа, его дожиг происходит в первом или единственном (зависит от конструкции) колпаке, размер которого обеспечивает качественное перемешивание всех компонентов.
В результате температура газов в колпаке заметно выше, чем в первом канале канальных печей, а это как увеличивает КПД, так и делает прогрев более равномерным.
Преимущества и недостатки
Все преимущества отопительных приборов этого типа унаследованы от печей Грум-Гжимайло, то есть:
- увеличенный КПД;
- более полное сгорание топлива;
- нижний прогрев.
Главным же недостатком стало увеличение требований к квалификации печника. Погнавшись за эффективностью и красивым внешним видом, Игорь Викторович потерял простоту печей Грум-Гжимайло.
Кроме того, Владимир Ефимович Грум-Гжимайло в своих книгах писал, что печи нужно оббивать кровельным железом, чтобы исключить утечку продуктов горения и отравление ими, от чего Кузнецов отказался ради более красивого внешнего вида.
В теории, Кузнецовки хорошо работают даже с невысоким дымоходом, но неопытный печник, не знакомый с теорией и не умеющий правильно подбирать конфигурацию отопительного прибора, не всегда может верно определить минимально допустимые высоту и сечение дымовой трубы.
Если ее высоты или сечения недостаточно, то печь, особенно с толстыми швами, может стать источником угарного газа, а в особо неудачных случаях из-за слабой тяги дым пойдет в комнату и до изменения погоды протопить такую печку не получится.
Кроме того, неопытный печник не всегда может правильно рассчитать размеры и форму первого колпака, в котором должен происходить дожиг газов, а также не всегда способен грамотно определить мощность топки для печи той или иной конфигурации. Любые ошибки в этих вопросах ведут к снижению КПД, то есть лишают печи Кузнецова их главного преимущества.
Кроме того, любые купольные печи более взрывоопасны, ведь помимо перемешивания газов, внутри колпака образуются локальные участки, заполненные угарным газом. Резкое открытие дверцы для подкладывания топлива, особенно если отопительный прибор работает в режиме нехватки воздуха (длительное горение), может привести к взрыву, что исключено в канальных печах.
Наиболее интересные модели
За шесть десятилетий семейство Кузнецовых придумало и построило множество печей различных типов и размеров, от привычных многим русских теплушек (идею которых на базе русской печи разработал Подгородник) до достаточно необычных уличных. Все отопительные приборы работают на принципе свободного движения газов, а также отличаются высоким КПД и красивым внешним видом.
РТИК
В основе семейства этих печей лежит «Русская теплушка» Подгородника, построенная на базе традиционных русских печей.
У большинства моделей две топки:
- нижняя колосниковая с плитой;
- верхняя подовая.
Обе топки соединены дымоходом с колосниками, поэтому можно использовать отопительный прибор в разных режимах. Когда горит нижняя топка, то нагревается плита, а верхняя топка выполняет функцию первого колпака, при этом ее дверца должна быть закрыта, а воздух поступает через поддувало и колосники.
Предусмотрен летний режим работы, то есть огонь горит в нижней топке, нагревая плиту, а дым выходит через канал летнего хода.
Встречаются модификации только с нижней или верхней топкой. Также часть моделей изготавливают с дополнительным функционалом, например, лежанкой или хлебной камерой. Модели этой серии различаются по размеру, конфигурации и другим параметрам, но общая схема одинакова. Второй колпак выполнен в виде грубы, установленной над массивом печи и бывает различной формы.
Когда загружена нижняя топка, то открывать дверцу верхней нельзя, ведь она выполняет функцию колпака и наполнена дымом. Если же огонь горит в верхней топке, то поддувальце нижней выполняет ту же функцию и для верхней, а когда оно закрыто, то открыв верхнюю дверцу, можно использовать этот отопительный прибор как традиционную русскую печь.
Хлебную камеру можно использовать совместно с любой топкой, но если огонь горит на верху, то температура в камере будет выше.
В отличие от традиционных русских печей, которые прогреваются лишь до уровня пода, все отопительные приборы семейства РТИК нагреваются до пола, это обусловлено системой каналов, проходящих ниже уровня зольника или пода (зависит от типа топки).
БИК
БИК – это семейство печей для бань или саун различных конфигураций. Они не боятся высокой влажности, а также оснащены одной или двумя топками, причем вторую нередко делают в виде камина. У части моделей есть карман с камнями, предназначенный для выработки пара. Нередко такие печи возводят с водогрейным котлом и лежанкой, благодаря чему они получаются универсальными.
Камины
Пришедшие на смену очагу камины обладали низким КПД и грели лишь пока в них горел огонь, однако Кузнецовки с камином построены по всем стандартам купольных печей, поэтому отличаются от подовых или колосниковых устройств только типом топки.
Во всем остальном это полноценные печи различной конфигурации, в том числе с лежанкой или водогрейным котлом горячего водоснабжения (ГВС) или системы водяного отопления (СО).
Встречаются камины Кузнецова с лежанкой или дополнительной трубой, что позволяет им эффективно отапливать несколько комнат. Нередко вместе с камином в них встраивают традиционную колосниковую топку, в том числе, предназначенную для сжигания угля.
КИК
КИК – это семейство водогрейных котлов для ГВС и СО, а их основными отличиями от печей других типов являются:
- слабый нагрев поверхности;
- размещение радиатора водяного контура внутри первого (нередко единственного) купола.
Отопительные устройства этого типа не подходят для прямого отопления дома и помещений, зато хорошо нагревают воду для СО. Они наиболее эффективны в паре с теплоаккумулятором.
Если же подключить теплоаккумулятор, то с одной закладки горючего они смогут обогревать утепленный дом до нескольких суток, но потребуется увеличенная мощность котла. Главным недостатком всей линейки КИК является быстрое обрастание похожей на хлопья сажей.
ОИК
Это семейство отопительных печей не предназначено для приготовления пищи или выпечки хлеба, а единственной функцией является максимально эффективный обогрев одного или нескольких помещений.
Подавляющее большинство моделей семейства оснащены колосниковой топкой и нижним прогревом, но встречаются образцы с подовой или каминной топками. По желанию заказчика их могут оснастить лежанкой, дополнительной грубой или калорифером воздушного отопления.
ОВИК
Семейство отопительно-варочных печей ОВИК, в частности, печь ОВИК 5, включает в себя множество моделей различных размеров и конфигурации, но объединяет их одно – универсальность.
В зависимости от модели и пожеланий заказчика, они могут быть оснащены любыми типами топок, а также лежанкой, духовкой и другими дополнительными устройствами, но в основе лежит двухколпаковая печь Подгородникова с колосниковой топкой и кухонной плитой.
Где брать чертежи и порядовки?
Порядовки и чертежи готовых моделей доступны на сайте. Кроме того, порядовки, да и все, что связано с этими отопительными приборами обсуждают на форуме «Печных дел мастера».
Можно поискать и по другим сайтам, ведь сам Кузнецов не делал тайны из порядовок своих печей, выкладывая их в свободном доступе. Проблема лишь в том, что все его проекты сделаны под конкретные условия, если у вас они хоть немного другие, то придется либо что-то менять в доме, либо изменять порядовку печи.
Требования к печнику
Если есть порядовка и проект отопительного прибора полностью соответствует дому, сложить ее сможет печник средней квалификации, то есть умеющий:
- готовить кладочный раствор, в том числе высокотемпературный, для топки;
- подрезать кирпич по размеру, а также обтачивать его;
- правильно крепить дверцы и задвижки, чтобы они не разрушали кладку;
- футеровать топливник;
- возводить фундамент, выдерживающий вес печи;
- правильно укладывать кирпичи;
- создавать арочные своды.
Игорь Кузнецов написал несколько книг по теории и практике печного дела, которые помогут печнику повысить свою квалификацию, а также лучше понимать процессы, происходящие внутри отопительного прибора.
Кроме того, НП «Развитие Системы Печей Кузнецова», а также другие организации, специализирующиеся на «Кузнецовках», проводят семинары, которые будут полезны как для профессиональных печников, так и для тех, кто хочет сам построить такой отопительный прибор.
Можно ли самому спроектировать и рассчитать печь для дома?
Несмотря на то, что в теории все просто, для грамотного расчета необходимы глубокие знания в разных областях, в том числе теплотехнике, поэтому рассчитать с нуля такую печь крайне сложно.
Несколько проще взять готовый проект и адаптировать его к условиям конкретного дома, но даже тут необходимо понимать, как те или иные изменения повлияют на движение газов и теплообмен внутри печи. По этой причине для самостоятельного расчета лучше использовать более простые конструкции, например, «Русскую теплушку» Подгородникова.
Отзывы и обсуждения на форумах
Чтобы более объективно оценить плюсы и минусы печей Кузнецова, внимательно прочитайте отзывы и обсуждения на различных форумах.
Вот ссылки на наиболее популярные из них:
Полезное видео по теме
Более наглядно с устройством печи Кузнецова вы можете ознакомиться, посмотрев видео ролик:
Заключение
Печи Кузнецова – это современные эффективные отопительные приборы, которые можно использовать для готовки пищи или ГВС и СО. Они работают на принципе свободного движения газов и являются одной из разновидностей купольных печей.
Несмотря на то, что не все печники считают печи Кузнецова хорошими, подавляющее большинство пользователей довольны ими гораздо больше, чем канальными аналогами.
