Ковпакова піч: принцип дії, види, особливості, переваги, порядок
Незважаючи на можливість встановлення різноманітних компактних печей з металу, цегляні опалювальні пристрої, як і раніше, користуються великою популярністю у домовласників. Їхня конструкція постійно вдосконалюється. Класичним варіантом є ковпакова піч. Читайте і дізнаєтеся, що вона є принципом її роботи, різновидами, конструктивними особливостями і перевагами. Розповімо про нюанси визначення теплової потужності та порядкування такої двоковпакової печі з одноконфорковою плитою.
Основні загальні відомості
За всю історію було створено багато різних моделей цегляних печей. У тому числі левову частку становлять конструкції, під час будівництва яких використовується ковпаковий принцип. Він застосовується для створення масивних печей, які можуть мати камінне відділення та лежанку. Цей принцип будівництва також використовується для зведення компактних конструкцій. Ці споруди ідеально підходять для невеликих будинків.
Одним із варіантів мініатюрного, але ефективного пристрою є піч Кузнєцова. Конструкція отримала свою назву на честь відомого пічника. Цей винахідник досконало доопрацював пічну конструкцію ковпакового принципу дії. Завдяки Ігорю Вікторовичу Кузнєцову цей різновид печі став популярним на території Росії та інших численних країн.
Принцип дії
Компактну ковпакову пічну конструкцію просто називають «Ковальовою». У ній продукти горіння рухаються без перешкод. Опалювальна споруда також має й інші особливі конструктивні відмінності. Саме вони вплинули на велику популярність «Кузнецовки».
У переважній частині цегляних печей відбувається пряме нагрівання кладки від енергії, що утворюється внаслідок спалювання палива. В інших моделях стінам передається тепло від диму, що проходить каналами, що мають складну конфігурацію.
У пічних конструкціях із прямим нагріванням стін на значення тепловіддачі впливає товщина кладки. З її зменшенням збільшується величина теплоємності. Однак цей варіант пічної конструкції постійно потребує великої кількості палива. Інакше великогабаритна грубка не буде нормально прогріватися. Коли в ній припиняє горіти паливо, відбувається поступове охолодження конструкції. В цей момент від неї тепло передається кімнатній атмосфері.
Якщо піч відрізняється складною конфігурацією димовідвідних каналів, відбувається більш рівномірне прогрівання конструкції. Однак до такої споруди висувають більше вимог. Зокрема, це стосується висоти димової труби. Вона має забезпечувати хорошу тягу
На замітку! У грубках зі складною конфігурацією вузьких каналів більше скупчується сажі. Тому їх доводиться ретельніше прочищати. У цьому необхідно постійно контролювати прохідність. Найчастіше пробки утворюються на поворотах димовідвідних каналів. Якщо їх постійно не видаляти, тоді потяг суттєво погіршується. При цьому поворотів у таких пічних конструкціях дуже багато.
Ковпакова піч для опалення будинку практично повністю позбавлена перерахованих недоліків. Адже її конструкція має на увазі наявність двох димовідвідних каналів. У цьому вони пов'язані друг з одним. Завдяки їх наявності у пічної конструкції підвищується ККД. Два зв'язані канали значно краще акумулюють теплову енергію.
Один з димовідводів є внутрішнім контуром. Його створюють поруч із топкою чи навіть викладають навколо неї. Такий канал довше залишається гарячим, тому що існує у конструкції ще зовнішній контур. Саме через нього назовні виходить дим.
Важливо! Пічна конструкція з внутрішнім та зовнішнім каналом повільніше остигає. Адже продукти згоряння, перш ніж потрапити до димаря, рухаються складною траєкторією.
Двоковпакова піч також відрізняється наявністю 2-х камер, які нагріваються в результаті роботи конструкції. Їх називають нижнім та верхнім ковпаком. У першому здійснюється циркуляція нагрітих продуктів згоряння. Те саме відбувається у звичайній ковпаковій пічній конструкції.
Після циркуляції у нижньому ковпаку дим переміщається у верхню частину, де заповнює весь вільний простір. В результаті відбувається нагрівання цієї частини пічної споруди. Тільки після цього продукти згоряння потрапляють у димовідвідну трубу.
Різновиди печей ковпакового типу
Ковпакова піч Кузнєцова може мати різне виконання. Адже інженером було розроблено безліч варіантів таких конструкцій. Сьогодні налічується понад 150 моделей. З їхньою допомогою здійснюється обігрів різних приміщень.
На замітку! Існуючі варіанти «Кузнецовок» відрізняються технічними характеристиками. Вони також мають різну функціональність. Великий вплив на всі параметри має розташування ковпаків опалювальних споруд.
Популярною моделлю є двоковпакова піч Кузнєцова, що відрізняється розташуванням одного ковпака над іншим. Цей різновид опалювальної цегляної конструкції має невеликі габарити, що дозволяє її створювати навіть у маленьких будинках.
«Кузнецовка» може мати одну з таких скорочених назв:
- ІОК – піч виключно для опалення.
- ОВІК - опалювальна конструкція з варильною панеллю. Виготовляється ця споруда з керамічної цегли. При цьому для кладки топки не застосовуються вогнетривкі блоки.
- ОВІК БК – піч Кузнєцова цегляна для будинку на дровах варильно опалювальна, в конструкції якої є бічне камінне відділення.
- ОВІК Л – опалювальна пічка, оснащена варильною панеллю та лежанкою.
- ОВІК ЗК – опалювальна споруда з варильним відділенням та каміном, що знаходиться в задній частині конструкції.
- ПКІК1К - піч з калорифером.
- РТІК - російська традиційна пічна конструкція ковпакового типу.
- БІК – опалювальна споруда для лазні.
Дана конструкція також може мати духову шафу. Для позначення такої споруди використовується абревіатура, в якій є буква «Д». Скорочені назви дозволяють швидко зрозуміти призначення конкретної конструкції. Кожна абревіатура використовується для позначення цілого модельного ряду, в якому опалювальні споруди мають схожі розміри, форму, технічні характеристики.
Визначення теплової потужності печок ковпакового типу
Експлуатаційні параметри пічної конструкції завжди визначаються першому етапі її розробки. Це дозволяє спроектувати ефективну опалювальну споруду, яка добре обігріватиме будинок.
Окрім розмірів, завжди визначають теплову потужність печі. Параметр є тепловіддачею. Ця характеристика повинна відповідати габаритам однієї чи кількох кімнат, які забезпечуватимуться теплом від печі. Під час розрахунку обов'язково також обліковуються тепловтрати. Вони присутні, навіть якщо споруда дуже добре утеплена.
Ще фахівці беруть до уваги товщину цегляної кладки. Цей параметр впливає на рівень акумулювання теплової енергії.
Безпомилково розрахувати всі параметри пічної конструкції можуть лише фахівці. Обчислення здійснюють з урахуванням таких правил:
- на обігрів 10 м² площі будинку, що має якісне утеплення, витрачається 0,5 кВт потужності опалювальної цегляної споруди;
- у житлових спорудах, зведених у холодних регіонах, на обігрів 10 м² витрачається 0,75 кВт потужності печі.
Нерідко фахівці рекомендують скористатися готовими проектами пічних споруд. Це прискорює процес будівництва конструкції у будинку. Хоча при зверненні до професіоналів звичайна або двоковпакова опалювальна піч буде спроектована за мінімальний проміжок часу. Адже фахівці мають досвід і чудово знають всі нюанси розробки кожної моделі «Кузнецовки».
Основні відмінні риси печей ковпакового типу
Правильний вибір неможливо виконати, якщо не знати основних особливостей опалювальної споруди. Так, ковпакова піч для опалення, будівництво якої часто виконується у приватних будинках, відрізняється:
- Практично повною ізоляцією топки від ковпака . Це одна з основних відмінних рис «Кузнєцовки». Топкове відділення викладається вогнетривкою шамотною цеглою. Адже ця камера розігрівається до 1000℃ чи навіть 1200℃.
На замітку! Звичайні та шамотні блоки відрізняються щільністю. З цієї причини між ними обов'язково створюють 5-міліметровий зазор, який запобігає утворенню тріщин у цеглах, коли вони нагріваються та розширюються. При цьому не залишають порожній простір, а заповнюють його азбестом. Зазвичай такий матеріал має вигляд листів.
- Відсутність прямого контакту бака для води та духової камери з полум'ям та нагрітими продуктами згоряння . Ковпакова піч з котлом водяного опалення та духовкою є продуманою конструкцією. Адже ємність для води та додаткове відділення знаходяться у верхньому ковпаку. Такий пристрій опалювальної споруди вибрано, тому що вгорі максимальна температура становить 400 ℃. Вона не дозволяє перегрітися металу. Тому його цілісність не порушується. При цьому такої температури достатньо, щоб вся конструкція функціонувала повноцінно.
- Коротшою димарем, ніж у інших подібних опалювальних споруд . Ковпакова піч для лазні або житлової будівлі повинна мати димар, який, в першу чергу, дозволяє видаляти продукти згоряння без порушення чинних правил. Це його основне призначення у такій опалювальній конструкції. Тільки в другу чергу він повинен забезпечувати потрібну тягу.
- Високим ККД, значення якого сягає 80%. Порівняно з іншими подібними опалювальними спорудами – це чудова технічна характеристика. Адже в аналогічних пічних конструкцій такого призначення ККД не перевищує 65%.
Важливо! Ковпакова піч з котлом водяного опалення, порядок якої дозволяє створювати компактну топку, сприяє економії дров. Завдяки продуманій конструкції витрата палива може зменшитись до 40% порівняно з пічками, у яких продукти згоряння виводяться прямоточним способом.
- Наявністю так званого сухого зазору в топці . Його ширина зазвичай варіюється від 2 до 3 см. Шов створюють, щоб покращити тягу. При цьому зазор дозволяє зберегти в камері згоряння необхідну температуру. Це стає можливим завдяки поступовому видаленню продуктів горіння.
Важливо! Так званий сухий проміжок може знаходитися в будь-якому місці цегляних стін опалювальної конструкції. При цьому шов обов'язково створюється таким чином, щоб він був каналом, який з'єднаний з ковпаком печі.
Корисне відео
Переваги цегляних печей ковпакового типу
Порівнюючи з іншими аналогічними конструкціями такого ж призначення, ковпаковка піч має ряд переваг:
- Будівництво виконується при використанні меншої кількості розчину кладки і цегли.
- Зведення здійснюється швидше і легше, тому що у спорудженні оптимальна кількість внутрішніх каналів для руху продуктів горіння. З цієї причини звичайна або двоковпакова опалювально варильна піч Кузнєцова, порядок якої зрозумілий навіть майстрам з невеликим досвідом, набув широкого поширення в приватних будинках.
- Невелика вага через меншу кількість необхідних будівельних матеріалів. Тому легка конструкція зводиться на невеликому фундаменті.
- Інтенсивне горіння палива у топці, яка майже повністю ізольована. Тому після спалювання дров утворюється мінімальний обсяг твердих відходів. В результаті поверхні в камері топки і димових каналах менше покриваються сажею.
- Просте технічне обслуговування. Адже пічну конструкцію цього типу простіше очистити від сажі через ширші димовідвідні канали.
- Не скрутна модернізація обраного проекту, якщо необхідно побудувати опалювальну споруду з духовкою або баком для нагрівання води. Адже практично будь-яка піч Кузнєцова цегляна для дому на дровах має ковпак значних розмірів.
- Швидке прогрівання, що дозволяє за короткий проміжок часу нагріти повітря в приміщенні до потрібного значення.
- Рівномірне нагрівання всіх стін. Тому пічна конструкція відрізняється високою тепловіддачею.
Зазвичай у ковпакових печах духовка знаходиться вгорі. Коли духова шафа розташовується внизу, тоді вона обов'язково відокремлюється від топки стінкою. Вона захищає металевий короб духовки від надмірного нагрівання. Навколо нього температура вбирається у 400℃. При цьому всередині духового короба вона досягає значення не більше ніж 250℃.
На замітку! У ковпаку повітря циркулює довкола духовки. Тому здійснюється рівномірне нагрівання металевого короба. Це сприяє кращому пропіканню страв, що готуються.
Корисне відео
Підготовка до будівництва печі
Після вибору моделі пічної конструкції майстер виконує підготовчі процеси перед початком монтажу опалювальної споруди. На цьому етапі вибирається місце під будівництво пічки, та здійснюється купівля окремих елементів.
Ефективність опалювальної цегляної споруди багато в чому залежить від розташування конструкції. Під час його вибору орієнтуються на вимоги пожежної безпеки. Якщо стіни будинку збудовані з дерева, тоді дотримуються таких правил:
- Найменша відстань від печі до дерев'яних стін має становити 10 см.
- Створюють жаростійкий базальтовий або азбестовий прошарок між стіною будівлі та пічною конструкцією, коли опалювальна споруда вбудовується в раніше підготовлену нішу.
- Мінімальна відстань від димаря до балок перекриття та кроквяних ніг має дорівнювати 15 см.
До підготовчих робіт також належать будівництво фундаменту під пічну конструкцію. Від його міцності залежить довговічність усієї опалювальної споруди.
Важливо! Бетонна армована основа печі не повинна бути монолітно з'єднана з фундаментом будинку. Адже у цих двох конструкцій усадка може відрізнятися, тому що на них діятимуть неоднакові навантаження. При їх об'єднанні не виключена поява тріщин на стінах печі та будинку через взаємний вплив.
Ковпакова опалювальна конструкція – це купольна піч. Незалежно від назви, споруда для обігріву приміщень може бути збудована у будинку, який давно вже введено в експлуатацію. Однак у цьому випадку виконується демонтаж підлоги для влаштування котловану, в якому заливатиметься фундамент.
Важливо! Периметр монолітного бетонного фундаменту повинен бути більшим за основу печі на 0,5-0,8 см.
Іноді будинки будують на плитному фундаменті. Тому пісну конструкцію теж доводиться будувати на такій самій підставі. Щоб мінімізувати можливість деформації споруд, фахівці рекомендують зводити легку піч. Саме нею є «Кузнецовка».
На замітку! Рекомендується заглиблювати в ґрунт бетонну армовану основу пічної конструкції мінімум на 30-50 см.
Корисне відео
Порядок пічної конструкції Кузнєцова
Однією з найпопулярніших пічних споруд Кузнєцова є конструкція з двома ковпаками. Її часто зустрічається модифікований варіант - грубка, названа «Великою крихтою».
Дана модель - це 2-х ковпакова піч Кузнєцова з варильною плитою, яка має одну конфорку. Хоча їх може бути і дві штуки. Наявність однієї конфорки дозволяє побудувати пічку, яка матиме нижній ковпак більшого розміру. Завдяки такій модернізації виходить споруда із збільшеною тепловіддачею. Тому приміщення в будинку швидше нагріватимуться.
При зведенні двоковпакової конструкції з однією конфоркою виконується кладка 32 рядів цегли. Опалювальна споруда являє собою ефективну піч Кузнєцова, порядковість якої здійснюється таким чином:
- 1 ряд із 18 цегли. Кладку здійснюють на гідроізоляційний шар, покладений на підготовлену бетонну основу. Перший суцільний ряд створюють строго по горизонту та рівню чистової статі.
Важливо! Шви між цеглою роблять однаковими із шириною 5 мм.
- 2 ряд із 11 цегли. При монтажі блоків формують основу нижнього ковпака та починають викладати зольний відсік. На цьому етапі закріплюють дверцята для прочищення нижньої зони ковпака і аналогічну конструкцію піддувальної камери.
- 3 ряд із 11,5 цегли. Під час укладання блоків кути 2-х цегляних фрагментів стісають, коли формують отвір під дверцята, які дозволять надалі виконувати очищення ковпака.
- 4 ряд із 14 цегли. Монтованими блоками перекривають отвори під дверцята нижнього ковпака та піддувального відсіку. Також частково закривають спереду і ззаду димовідвідний канал, який знаходиться за зольником. При цьому залишають над піддувальною камерою отвір 26*26 см.
- 5 ряд із 14,5 цегли. При укладанні у 2-х блоків верхню поверхню стісають під кутом, щоб можна було надалі укласти колосник. При цьому він забиратиметься на цегляні блоки попереднього ряду, що виступають.
На цьому етапі верх нижнього ковпака ділиться цеглою на 2 канали. Близький прохід необхідний для з'єднання цієї частини печі з верхнім ковпаком, а дальній канал надалі оснащується засувкою, яка дозволить використовувати опалювальну споруду у літній період. Цегла, що розділяє, спереду і знизу стісають навскіс, щоб дим міг вільно йти в канал.
- 6 ряд із 12 цегли. На цьому етапі закріплюють дверцята топки. Зазори між нею та цеглою ущільнюють жаростійким матеріалом. Для кріплення дверцят використовують дріт.
- 7 та 8 ряд з 11,5 цегли. При монтажі блоків у районі далекого правого кута топки залишають 20-міліметровий зазор.
- 9 ряд із 12 цегли. Блоковими елементами перекривають дверцята топки. Блоки саме з неї зрізають під кутом. При монтажі цього ряду зберігають проміжок у дальньому кутку. Для завершення даного етапу робіт беруть ще 1 цеглу, праву сторону якої зверху і знизу стесують, щоб він підходив до раніше покладених блоків.
- 10 ряд із 12,5 цегли. При укладанні блоків у районі плити використовують елементи з вирізами. Вони дозволять закріпити металеву варильну деталь товщиною 5 мм та 3-міліметрову прокладку з азбесту. При цьому рівень плити повинен бути нижчим від поверхні цегли на 4 мм. При укладанні 10 ряду також роблять прохід шириною 6 см. Його створюють у правому кутку топки. Він потрібний для з'єднання з каналом нижнього ковпака.
- 11 ряд із 12 цегли. Будівництво пічки продовжують шляхом формування відсіку варильного.
- 12-15 ряд із 12 цегли. Продовжують викладати варильну камеру та димохідні канали.
- 16 ряд із 17 цегли. Під час укладання перекривають нижній ковпак та зрізаними з торців блоками праву та ліву стінку варочного відсіку. Не закладають тільки димові канали. Тут закріплюється засувка для літнього використання печі. Завершується цей етап монтажем 2-х додаткових цеглин над плитою.
- 17 ряд із 17 цегли. Площа печі перекривається цілими цегляними блоками.
- 18 ряд із 11,5 цегли. Формують основу для подальшого будівництва верхнього ковпака. Тут же встановлюють дві дверцята для його очищення.
- 19 ряди з 11,5 цегли. Піднімають стіни верхньої частини конструкції.
- 20 ряд із 11,5 цегли. Перекривають дверцята для чищення печі.
- 21-27 ряд із 13 цегли. Викладають основний димовідвідний канал. Саму нижню цеглу 21 ряду підрізають, щоб продукти згоряння могли плавно повернути в димар.
- 28 ряд з 13 цеглин. Продовжують формувати основний димовідвідний канал та готують місце з вирізами для монтажу засувки.
- 29 ряд із 19 цегли. Уся площа пічної конструкції перекривається блоками. Кути деяких із них підрізаються для збільшення міцності споруди. Залишають відкритим лише отвір для диму.
- 30 ряд із 17 цегли. Площа печі перекривається цілими блоками крім димоотводящего каналу.
- 31 та 32 ряд з 5 цегли. Створюють основу для димової насадної труби.
Корисне відео
Висновок
Ковпакова пічка досконало розроблена інженером Кузнєцовим. Вона має два зв'язані канали для диму. Один із них – це внутрішній контур, а інший використовується для видалення продуктів горіння за межі споруди. Двоканальна система дозволяє печі повільніше остигати.
Розроблено також схему конструкції з двома ковпаками – нижню та верхню камеру. У кожній з них продукти згоряння нагрівають пічну споруду і потім йдуть назовні.
Існують конструкції ковпакових печей тільки для опалення будинку чи лазні, з каміном, варильною плитою, лежанкою, калорифером. Усі вони мають високий ККД – приблизно 80%. Їхні професіонали швидко зводять. Теплова потужність цих печей становить 0,5-0,75 кВт на 10 м ².
Зводяться конструкції на монолітній бетонній основі. Їх порядок виконують строго за схемами, що довели свою ефективність.
