Печь Кузнецова для отапливания теплиц

Колпаковая печь Кузнецова: основные функции

Большая часть территории России находится в климатических условиях, где земледелие и выращивание разнообразных фруктовых, ягодных и овощных культур представляет собой достаточно рискованное занятие. Поэтому владельца дачных участков вынуждены прибегать к дополнительным мерам, которые могут обеспечить их растениям хотя бы необходимый минимум тепла и света, достаточный для выживания и образования плодов. Так, многие уже ранней весной высаживают дома в ящиках рассаду. Затем в течение нескольких недель садоводы и огородники выжидают, когда, наконец, установятся достаточно высокие среднесуточные температуры и почва прогреется достаточно для того, чтобы растение выдержало нахождение в ней. Только после этого уже подросшую рассаду можно будет перенести из ящиков на подоконнике в открытый грунт, где она, согреваемая естественным теплом солнца, сможет набрать силу и принести желаемые плоды.

Колпаковая печь Кузнецова.

Схема движения газов в печи: а – многооборотная; б – однооборотная с одним опускным каналом; в – однооборотная с тремя опускными каналами; г – бесканальная.

Это, однако, не единственный способ “перехитрить” суровые климатические условия, в которых проживает большая часть российских садоводов и огородников. Другим популярным способом обеспечить растениям необходимую для роста и созревания температуру является устройство теплиц – специальных конструкций, которые способны создавать для них комфортные температурные условия. Большая часть таких конструкций, имеющихся сегодня в садах и огородах, использует энергию естественного солнечного освещения, которая проникает сквозь прозрачные стенки и потолок теплицы и в течение дня аккумулируется под ее поверхностями, обеспечивая внутри помещения более высокую температуру по сравнению с открытым грунтом. Однако, применив дополнительные источники обогрева теплицы, можно добиться гораздо большего эффекта от ее использования, включая круглогодичное выращивание фруктовых, ягодных и овощных культур.

Одним из наиболее популярных источников дополнительного обогрева на сегодняшний день являются так называемые колпаковые печи. Садоводы и огородники применяют несколько различных вариантов конструкций такого источника тепла, однако большей популярностью пользуется печь, изобретенная российским специалистом Игорем Кузнецовым. Разработанная им технология устройства печи может быть применена с различными целями: существуют варочные печи Кузнецова, хлебные печи, изготовленные с использованием его идей, и другие варианты этой конструкции. Колпаковая печь Кузнецова, предназначенная для обогрева теплиц, имеет свои существенные особенности.

Идея, положенная в основу технологии конструирования печи

Схема устройства печи.

Основная идея автора при разработке устройства печи заключалась в том, чтобы добиться более эффективного использования применяемого топлива. Решение этой задачи было достигнуто за счет особенной конструкции топливного отделения печи, которая позволяет добиться наиболее высокой температуры сгорания топлива, а значит максимального коэффициента полезного действия (КПД) с минимумом неиспользованных остатков.

Более подробное описание этой печи выглядит следующим образом.

Стандартная конструкция печи состоит из 2-х основных отделений – топки и пространства, расположенного непосредственно над ней, которое и называется колпаком.

Именно благодаря этому конструкция, созданная Игорем Кузнецовым, получила название колпаковой печи. При этом каждое из этих отделений печи имеет свою конкретную функцию и должно быть устроено с соблюдением всех необходимых требований, сформулированных автором разработки. Только тщательное следование его рекомендациям позволит добиться того впечатляющего эффекта, которым характеризуются колпаковые печи.

Основные элементы конструкции

Схема устройства колпаковой печи Кузнецова.

Топливное отделение, которое часто называют попросту топкой, представляет собой часть печи, в которую загружается топливо. Там же происходит процесс его сгорания. Что касается специфических характеристик топливного отделения, автор разработки рекомендует делать его не слишком большим по объему, поскольку только в этом случае возможно достижение максимальной температуры сгорания топлива, которая обеспечит минимальный объем отходов горения.

Емкость, расположенная над топкой, или колпак, представляет собой сопоставимое с ней по объему отделение печи, которое предназначено для циркуляции газов, получающихся в результате горения. При этом отверстие, предназначенное для их выхода, необходимо располагать в нижней части конструкции. Такое требование имеет под сбой сразу несколько обоснований, которые лежат в основе эффективности колпаковой печи.

Во-первых, такая специфическая форма расположения основных пространств в печи обеспечивает незамедлительное разделение продуктов горения сразу после их образования: в силу известного закона физики горячие газы направляются в верхнюю часть конструкции, благодаря чему во внутренней части колпака быстро достигается весьма высокая температура, которая поддерживается в течение длительного времени. Помимо этого, такая концентрация печных газов в колпаке приводит к тому, что твердые частицы, попавшие туда в результате воздействия направленного потока воздуха, полностью сгорают в условиях высокой температуры, обеспечивая тем самым минимальное количество отходов процесса горения. Дополнительным преимуществом указанного эффекта является то, что изнутри печь подвергается очень незначительным загрязнениям, поэтому, в отличие от традиционной печи, ее придется чистить гораздо реже.

Порядовка кладки печи: продольные (А-А, Б-Б) и поперечные (В-В, Г-Г) разрезы.

Более холодные печные газы, температура которых изначально была ниже, или те, которые успели остыть в процессе циркуляции, вследствие действия того же закона физики опустятся в нижнюю часть колпака. Именно там расположено отверстие, предназначенное для выхода газов, поэтому они будут устранены из печи и не будут снижать общую температуру, которая поддерживается внутри нее.

Таковы основные общие принципы, используемые при конструировании колпаковых печей Кузнецова, предназначенных для самых различных целей. Попытаемся теперь разобраться, чем будут отличаться печи, основной функцией которых является обогрев теплиц, и как обустроить их на практике.

Практические принципы конструирования печи Кузнецова

Схема колпаковой печи Кузнецова.

Сам разработчик, принимая во внимание, что одним из требований к такой конструкции является ее экономичность как в создании, так и в эксплуатации, рекомендует устраивать в соответствии со своими принципами не только саму печь, но и теплицу, в которой она расположена. Именно такой симбиоз позволит сделать процесс эксплуатации печи наиболее удачным с точки зрения достижения желаемого эффекта. Наиболее эффективным будет расположить теплицу так, чтобы ее длинная сторона была ориентирована с восточного направления на западное. Как и обычно, основную часть поверхностей такой теплицы следует покрыть светопрозрачным материалом: стеклом, сотовым поликарбонатом, полиэтиленовой пленкой или другим.

Однако одну ее стенку, которая ориентирована на северное направление, следует совместить с наружной стенкой печи, которая должна быть встроена непосредственно в наружную стену теплицы. Эту стену в таком случае лучше выстроить из кирпича, поскольку она в большей степени подвержена воздействию негативного природного влияния и должна обеспечивать максимальную защиту внутреннего пространства конструкции от него. Для того чтобы обеспечить использование естественной энергии солнца, Игорь Кузнецов рекомендует покрывать эту кирпичную стенку черной краской или лаком, что обеспечит ей дополнительную температуру за счет солнечного нагрева.

Схема топливника колпаковой печи Кузнецова.

Остальные стенки печи также неплохо изготавливать из кирпича, поскольку этот материал обладает прекрасными характеристиками в плане способности удерживать тепло. Если для их возведения используется именно кирпич, рекомендуется выбирать его огнеупорный вариант во избежание разрушения под действием высоких температур. Однако в случае, если требуется более экономичный способ возведения колпаковой конструкции, они вполне могут быть изготовлены из металла, причем в качестве сырья для из конструирования вполне можно использовать подручные средства: металлические бочки с толстыми стенками, металлические трубы с достаточным диаметром и другие подобные изделия. После того как печь построена, ее нужно просушить, используя топливо, дающее не слишком высокую температуру, чтобы кирпич не потрескался. Затем можно эксплуатировать печь в полную силу.

Дополнительные возможности использования колпаковой печи

Чтобы добиться желаемого эффекта, то есть хорошего обогрева тепличного помещения и минимального объема остаточных продуктов горения, достаточно того, чтобы колпаковая печь, созданная по технологии Игоря Кузнецова, включала в себя 2 основных части – топку и колпак, расположенный над ней. Вместе с тем указанная конструкция может быть снабжена дополнительными элементами, которые обеспечат более эффективную эксплуатацию печи.

Если теплица является большой, количество колпаков, расположенных над топкой, может быть увеличено: это, с одной стороны, обеспечит возможность единовременной загрузки большего количества топлива, что упростит процесс эксплуатации печи, а с другой стороны, увеличит результативность его использования, поскольку площадь поверхности, используемой для обогрева помещения, в этом случае значительно увеличится.

График изменения температуры в топке печи Кузнецова.

Кроме того, дополнительные колпаки могут быть использованы не только для выполнения своей основной функции – обогрева помещения, но и для реализации дополнительных задач, которые могут быть весьма полезны в работе садовода или огородника, особенно в холодное время года. Так, пространства основного или дополнительного колпаков могут быть использованы для того, чтобы устроить там котел, предназначенный для подогревания воды. В зависимости от того, насколько близко к топке будет расположен такой котел, будут различаться скорость достижения водой максимальной температуры и собственно значение этой максимальной температуры. При этом нет необходимости подробно останавливаться на том, насколько полезна может быть горячая вода на дачном участке ранней весной, поздней осенью или зимой: ее можно использовать для полива растений, приготовления пищи, очистки от грязи руки и садового инструмента или других повседневных нужд, которые постоянно появляются у садовода или огородника.

Наконец, и основной, и дополнительные колпаки могут быть использованы для обеспечения функций, которые не имеют непосредственного отношения к самой теплице и растениям, находящимся в ней, однако являются весьма полезными на дачном участке. Они могут применяться для устройства варочных поверхностей, организации камер для сушки продуктов или с другими целями.

Преимущества колпаковой печи для отапливания теплиц

Таким образом, колпаковая печь Кузнецова является тем типом конструкции, где учтены все недостатки и сложности, связанные с эксплуатацией других типов печей для обогрева теплиц. Помимо перечисленных преимуществ, которые достаточно ярко проявляются как в процессе ее создания, так и в ходе эксплуатации, садоводы и огородники констатируют, что она имеет еще несколько положительных характеристик, являющихся важными для ее использования:

• печь Кузнецова в силу простоты своей конструкции и надежности используемых материалов является весьма долговечной. Таким образом, единожды вложив силы и средства в ее устройство, владелец теплицы на долгие годы получает бесперебойный источник обогрева, который, кроме того, весьма прост в обслуживании;
• материалы, используемые при устройстве печи, придают ей достаточно эстетичный внешний вид, что нередко является слабым местом других типов конструкций, используемых для обогрева;
• печь характеризуется большой вариативностью схем конструирования, что позволяет максимально эффективно адаптировать ее с учетом нужд конкретного владельца теплицы. Кроме того, возможность такой адаптации включает в себя наличие значительного количества задач, которые печь способна выполнять одновременно;
• указанная вариативность конструкции, помимо собственно функций, которые способна выполнять печь, подразумевает возможность использования различных видов топлива. Например, если садовод или огородник проживает в непосредственной близости от деревообрабатывающей фабрики, он может устроить колпаковую печь, которая будет работать на опилках, стружках и небольших кусках древесины. Если же он проживает в угледобывающем районе, сырьем для топки печи может стать уголь. Таким образом, каждый владелец теплицы сможет выбрать тот вид топлива, который в наилучшей степени подходит для эксплуатации печи в конкретных условиях;
• с учетом простоты процесса конструирования, небольшого количества материала, необходимого для создания печи, и возможности использования наиболее дешевого из доступных видов топлива колпаковую печь Кузнецова с полным правом можно признать конструкцией, которая обладает высоким уровнем экономичности как в процессе создания, так и в ходе эксплуатации.

Таким образом, колпаковая печь Кузнецова представляет собой довольно простую и эффективную конструкцию, которую практически каждый садовод или огородник может самостоятельно построить на своем дачном участке. Имея в своем распоряжении кирпич или металл, а также некоторое количество свободного времени, владелец теплицы может организовать внутри нее эффективный отопительный прибор, который значительно увеличит время, в течение которого можно выращивать растения.