Опалювально-варильна піч Ігоря Кузнєцова та інші ковпакові печі: пристрій і переваги

Як влаштовані опалювальні печі Кузнєцова? Чим вони краще традиційних печей з примусовим рухом пічних газів? Які особливості конструктивного виконання потрібно врахувати, якщо ви збираєтеся класти піч своїми руками? Давайте з'ясуємо.

На фото – Ковпакова піч з варильною плитою і лежанкою.

Перше знайомство

Недоліки традиційних печей

Щоб відповісти на питання про переваги конструкції, нам потрібно від чогось відштовхуватися. Які проблеми звичних нам цегляних печей є їх конструктивними недоліками?

Горіння – це екзотермічна реакція окислення вуглецю і водню з утворенням CO і H2O. Однак саме водяні пари і вуглекислота, насичуючи повітря в топці, перешкоджають використанню частини кисню для горіння дров. А ось температуру продуктів згоряння ця суміш (так звані баластні гази) знижує, змішуючись з ними і в результаті зменшуючи ефективність обігріву.
Пічні гази навіть при дуже довгому димоході часто залишають його з досить високою температурою. Чим сильніше розтоплена опалювально-варильна піч – тим сильніше тяга і … тим більше тепла несеться продуктами згоряння.

Нюанс: так, для регулювання тяги служать заслінки. Однак регулювати тягу, покладаючись на суб'єктивні відчуття – все одно, що піднімати стрижні сповільнювач в ядерному реакторі, орієнтуючись на фазу Місяця. Точності ви не досягнете.

Сучасні печі досягли стелі ККД, можливого в рамках конструктивного виконання. Щоб зробити ефективність вищою – потрібна не еволюція, а революція.

Конструкцію, якої багато століть, все ж можна поліпшити.

Вирішення проблем

Основи теорії належать не Ігорю Кузнєцову, а професору Академії Наук СРСР В.Є. Грум-Гріжайло і кандидату наук І.С Подгороднікова, які працювали на початку і середині 20-го століття. А ось практичне втілення теоретичних досліджень вікової давнини – заслуга нашого сучасника.

Сама концепція досить проста. Все, що потрібно зробити – це розташувати відразу після топки ковпак – ємність, що представляє собою щось на кшталт перевернутого склянки. Причому вихід для пічних газів буде розташовуватися в нижній частині ковпака.

Ця конструкція призначена для опалення двоповерхового будинку.

І що нам дасть настільки дивна інструкція по конструюванню димоходу? А ось що:

Пічні гази відразу після топки розшаровуються по температурі. Більш холодні баластні гази продовжують подорож по димоходу; гарячі продукти згоряння затримуються в ковпаку.
Усередині ковпака підтримується висока температура, Адже він розташований в безпосередній близькості від топки, і туди потрапляють продукти згорання, які не віддали своє тепло. В результаті чадний газ, частинки золи і летючі вуглеводні, які в традиційному димоході остигають і несуться в димову трубу, тут догоряють. Очевидний наслідок – збільшення тепловіддачі і зменшення кількості сажі в трубі.

Сажа – одна з проблем неповного згоряння. У нашому випадку її кількість різко зменшиться.

Піч Кузнєцова з опалювальним котлом відрізняється від усіх традиційних печей з водяним опаленням тим, що теплообмінник винесено з топки в ковпак. Він не впливає на температуру полум'я і знову-таки не знижує ККД печі, приводячи до неповного згоряння палива.
Нарешті, головне: гарячі пічні гази фізично не можуть покинути піч до того, як охолонуть, віддадуть всю свою теплову енергію. Природна конвекція усередині ковпака витісняє гаряче вміст вгору; шлях по димоходу можуть продовжити тільки остиглі гази.
Ніщо не заважає встановити на шляху продуктів згоряння послідовно два або три ковпака.В результаті ми не тільки відберемо у пічних газів більше тепла: ми отримаємо в тілі печі кілька зон зі східчасто спадної і відносно постійною температурою.

Наприклад, над першим ковпаком, наступним відразу за топкою – прекрасне місце для розміщення вручений плити. Над другим, більш холодним – сушарка для овочів або тепла лежанка.

Корисно: розміщену над першим ковпаком чавунну варильну плиту краще вибрати цільної, без знімних конфорок. Інакше в силу конструкції продукти згоряння підуть в кімнату.

У печах з примусовим рухом продуктів згоряння навіть при відкритих конфорках тяга віднесе дим і сажу в димохід. Якщо варильна плита знаходиться над ковпаком, дим піде в кімнату.

І ціна всіх цих достоїнств – всього лише незначне ускладнення конструкції опалювальної печі для дому!

Корисні дрібниці

Отже, самостійно складена опалювальна піч Кузнєцова стане джерелом тепла у вашому домі. Що ще корисно знати про неї?

Топку і розташований поруч з нею ковпак об'єднує вузька вертикальна щілина (так званий сухий шов). Ця конструктивна особливість пов'язана з тим, як рухаються в топці і ковпаку конвекційні потоки. Частина баластних газів з невисоким вмістом водяної пари втягується в повторній циркуляції в топці, сприяючи виникненню турбулентності і покращуючи згорання летючих частинок палива.

Робити топку частиною ковпака – неправильно. Дрова повинні згоряти в обмеженому обсязі, в якому може бути створена досить висока температура. В іншому випадку ми отримаємо лише класичну піч зі збільшеною топкою і поганий тягою.

Принципова схема. 1-топка; 2-сухий шов; 3-нижній ковпак; 4-теплообмінник водяного опалення; 5-верхній ковпак; 6-труба.

Над топкою присутній каталізатор – решітка з шамотної цегли, який розігрівається в факелі до високої температури і допомагає допалювати продукти неповного згоряння дров.

Повітря з піддувала надходить не тільки знизу, через колосник, але і в верхню частину факела через порожнини в стінах. Це необхідно знову-таки для того, щоб допалювати летючі вуглеводні і чадний газ. Минулий через колосник повітря до моменту, коли він досягне верхньої межі факела, вже занадто бідний киснем.

висновок

У відео в кінці статті ви знайдете додаткову інформацію про конструктивні особливості колпакових печей. Крім того, багато кваліфікованих пічники можуть запропонувати вам скласти цю конструкцію під ключ (читайте також статтю «Опалювальні печі Термофор – готові рішення для дому та дачі»).