У цій статті буде розглянута робота і конструктивні особливості Колпакової печі Кузнєцова, що використовує як паливо звичайні дрова.
Що таке піч Кузнєцова?
Принцип дії печі Кузнєцова
Піднесіть палаючу паличку донизу банки і спостерігайте за тим, як дим заходить в банку, піднімається, накопичується, остигає і йде вниз. Теплий дим легше холодного повітря, тому він піднімається як повітряна куля. У банку, димовий газ розширюється і займає весь доступний йому обсяг. Це фундаментальне властивість всіх газів. Охолонувши, щільність газу підвищується і він стає важче. Тому під впливом сили тяжіння дим опускається вниз.
Тільки що ви самостійно виконали досвід, який візуально демонструє принцип дії вільного руху газів. На цьому принципі побудовані всі печі Ігоря Вікторовича Кузнєцова.
Тобто, що у вас вийшло в досвіді з банкою? Гарячий дим, маючи меншу щільність, пішов вгору. Потім охолов, став важчим і опустився вниз. Якщо ви хочете побудувати піч Кузнєцова своїми руками, то вам потрібно дуже добре для себе усвідомити суть цього принципу. На ньому тримається вся теорія і практика колпакових печей.
ковпакові печі
Охолонувши, під дією сили тяжіння пічні гази почнуть опускатися вниз. Їх місце займуть інші, поки ще гарячі і легкі. І так буде відбуватися до тих пір, поки в топці будуть горіти дрова. Ось тут проявляється головна позитивна властивість Колпакової печі. Гарячий газ завжди буде знаходитися під ковпаком до тих пір, поки стіни не заберуть в себе всю теплову енергію від прогрітого повітря.
Відбувається приблизно те ж саме, що і з димом в банку. Теплий дим з усіх боків закритий склом - стінками ковпака. Єдиний вихід знаходиться внизу. І щоб диму вийти, йому потрібно бути холодним і важким. Остигаючи, дим виходить з банки. Тобто з ковпака.
Конструктивні особливості печей Кузнєцова
Насправді, всередині будь-якої печі під час згоряння палива відбуваються складні фізико-хімічні процеси. На їх дослідження пішли десятки років і витрачені серйозні кошти. Але нам з вами, для принципового розуміння того, що там всередині відбувається, цілком достатньо експерименту зі скляною банкою.
До речі, для повної ясності потрібно розуміти, що остиглий всередині печі газ, який опускається під власною вагою, не зовсім холодний. Його температура, після проходження ковпака становить кілька сотень градусів за Цельсієм.
Через ці виходи, пічні гази потрапляють в другій ковпак, розташований над першим. Холодні для нижнього ковпака, гази будуть дуже гарячими для верхнього. І тому знову легко піднімуться під самий купол верхнього ненагрітого ковпака. Там вони передадуть свою теплову енергію матеріалу його стінок. Охолонуть, вийдуть вниз, покинувши теплу повітряну пробку і вийдуть в трубу, маючи температуру всього 120-130 о С.
Ось і вся газова механіка процесу. Природно, як у всього простого і геніального, в конструкції Кузнєцова є одна маленька і дуже важлива хитрість. Вона називається - суха щілину. Це вертикальний отвір шириною 2-3 см, який з'єднує камеру згоряння з нижнім ковпаком від підлоги до кінця камери. Суха щілину дозволяє остившему і важкого повітрю вийти безпосередньо в трубу. не змішуючись з гарячим і не знижуючи загального ККД згоряння палива і всієї печі.
Піч Кузнєцова для лазні
За принципом своєї дії, вона в точності повторює роботу описаної вище двухколпаковой печі. А ось конструктивно вона трохи відрізняється. У чому відмінності?
- У нижній ковпак вмонтований піддон з каменями.
- У банному варіанті передбачений доступ для води і вихідні отвори для гарячої пари.
- У печі потовщені зовнішні стінки, тому вона максимально гріє камені і не перегріває простір приміщень.
- У конструкцію ковпака вбудований водогрійний контур для підігріву води в душову.
Підігрів каменів може відбуватися двома способами:
- безпосередньо від розпечених газів.
- в закритому металевому піддоні.
В обох варіантах, камені знаходяться всередині першого ковпака у верхній його частині. За рахунок цього вони дуже добре і, головне, рівномірно прогріваються. Тому що гаряче повітря омиває каміння зверху і знизу.
Для кам'яної завантаження найкраще використовувати округлі камені. Округлості сприятимуть конвективному нагріванню, добре пропускаючи гаряче повітря. Камені можна розбавити чавунними чушками в кількості 25-30%.
Порядовка та збирання банної печі Кузнєцова
Якщо ви добре розібралися з принципом дії колпакових печей з вільним рухом газів, то банна піч Кузнєцова для вас буде простий в збірці. Схему порядовки цегляної кладки можна знайти на офіційному сайті І.В. Кузнєцова. Там же можна більш глибоко розібратися з теорією руху пічних газів.
У загальних рисах особливості складання банної Колпакової печі виглядають наступним чином.
- Для печі робиться окремий фундамент, не пов'язаний з основним фундаментом будівлі.
- Камера спалювання робиться з вогнетривкого клінкерної цегли.
- У порядовке, між клінкерної кладкою і звичайною цеглою необхідно зробити зазор. Інакше в результаті температурного розширення кладку може порвати.
- Всі металеві частини печі в місцях їхнього зіткнення з цеглою потрібно ізолювати базальтовим картоном.
- В якості сполучного, треба використовувати глину змішану з піском.
- Розмір ковпаків і їх форма можуть бути різними. Головне, не заважати пічним газам вільно переміщатися всередині конструкції.
У колпакових печей Кузнєцова є дуже суттєва перевага. Температура пічних газів на горизонтальному перерізі розподіляється рівномірно. Тобто, на будь-якій висоті печі по горизонту, нагрів кладки буде однаковим. А за рахунок того, що нижній ковпак буде прогріватися сильніше верхнього, температура в приміщенні лазні буде рівномірно розподілятися по всій висоті, без холодних ям біля підлоги.
Крім цього, будь-яка піч вирішує ще кілька додаткових функціональних завдань. А банна несе ще й додаткову специфічну навантаження.
Що повинна робити банна піч
Хороша банна піч повинна виконувати відразу кілька основних завдань:
- нагрівати приміщення;
- гріти воду;
- розпалювати камені і створювати водяну пару.
У правильно спроектованій лазні завжди є три функціональних приміщення:
У всіх трьох завжди дотримується свій температурний режим. Найвища температура повинна бути в парильні. Її величина може коливатися від 60 о С до 120-140 о С. Для душової вона не повинна перевищувати 40 о С. Якщо вона буде вище, то людині в душовій кімнаті буде некомфортно. Найнижча температура буде в кімнаті відпочинку. Її величина 25-30 о С.
Від гарної банної печі потрібно забезпечити нагрівання всіх трьох приміщень, з урахуванням необхідних температурних вимог. При цьому вона повинна ще й як слід прогріти камені. Без гарячих каменів пара не буде і це аксіома.
Ковпакові лазневі печі Кузнєцова чудово справляються з усіма цими завданнями. Крім цього, у них дуже високий ККД і вони дуже довго тримають тепло. Нагрітою водою можна користуватися через дві доби після прогріву лазні. На додаток до цього, тепло прогрітій пічної конструкції добре висушує все лазневі кімнати. А це теж дуже важливо.
Загалом, якщо ви зважилися на будівництво печі по системі Кузнєцова, то ви отримаєте дуже сучасний, зручний і економічний пічної нагрівач для своєї лазні.