Каміни

Невід'ємною частиною камінів є топки. Різновидів їх не так вже й багато: всього лише дві. І це зрозуміло: топка може бути або закрита, або відкрита. Третього, як кажуть, не дано. Залежно від виду топки ККД каміна або зростає, або зменшується. До числа основних переваг каміна з відкритою топкою відноситься відкрите полум'я вогнища. Це приваблює любителів бути ближче до вогню, до його стихії.

А ось каміни із закритою топкою є ​ обладнанням нового покоління. Тобто, це вже вдосконалена технологія. У зв'язку з чим їх ККД може сягати навіть 75-80%. Такі каміни представлені в основному зарубіжними моделями. Вони надходять на наш ринок у вигляді готових блоків. Тому й особливих труднощів з їх установкою не виникає. Подібні каміни легко зібрати, керуючись інструкціями виробника. Бажано точно їх дотримуватися, щоб уникнути будь-яких непорозумінь.

Щоб зрозуміти принцип роботи цих двох видів топок, зупинимося на кожному з них детальніше.

Відкриті топки

Відкрита топка - це звичайна ніша з вогнетривкої цегли або керамічних блоків. Якщо подумати, то відкриті топки можна умовно розділити на три види.

1. Топка, відкрита з одного боку. Віна являє собою звичну форму каміна. Абсолютно незалежно від його розташування. У всіх випадках до полум'я подібного каміна можна підступитися тільки з одного боку.

2. Ця топка відкривається вашому погляду з двох сторін. Інакше її називають каміном з кутовою топкою. Тобто полум'я каміна вам буде видно з обох сторін. Невеликим мінусом такого каміна буде те, що, як правило, їх необхідно встановлювати в приміщеннях з великими площами. А все тому, що через такий камін проходить багато повітря.

3. Топка відкривається погляду з трьох сторін, тобто в ньому поєднуються модифікації двох типів камінів - закритого і відкритого. У такого каміна задня частина притулена до стіни. Це, в свою чергу, дає можливість підключитися до стінного димоходу. У той же час ви можете мати вільний доступ до полум'я вже з трьох сторін.

Якщо ви звертали увагу на каміни з відкритими топками, то, мабуть, знаєте, що саме завдяки своїй «відкритості» вогонь непогано гріє. Але на цьому, власне кажучи, всі його переваги і закінчуються. Бо ККД такого каміна залишає бажати кращого. Він складає всього лише 5-20%. Чим же викликаний такий низький ККД? Вся справа в тому, що камін з відкритою топкою працює при вільному доступі повітря. З цієї причини доводиться перетин димаря робити досить великим. А це веде до того, що більша частина тепла відлітає разом з газами в ту ж трубу.

Другою причиною, за якої значно знижується ККД подібної топки, є те, що топку облицьовують вогнетривкою цеглою. А це суттєво знижує його відбивну здатність. Відомо, що цегла - досить теплоємний матеріал. Він набагато гірше віддає тепло, ніж металеві поверхні.

Що виходить? Якщо в каміні з відкритою топкою зробити бічні стінки не прямими, а спорудити їх під кутом зі звуженням до задньої стінки, то тепло стане відображатися не тільки від задньої стінки, а ще й від бічних. Задню стінку бажано також встановлювати не прямо щодо стіни, а з невеликим нахилом вперед, починаючи приблизно з однієї третини висоти. Помічено, що це істотно збільшує її відбивну здатність.

Існує ще один варіант збільшення відбивної здатності топки. Досить облицювати стінки металевими, а ще краще - чавунними плитами.

Підвищити тепловіддачу цегельної відкритої топки можна і так. Потрібно виготовити димозбірник і привід до димоходу з металу. Тільки не забудьте про кілька деталей. Навколо металевих частин дуже важливо зробити порожнину і два отвори, віддушини: одне вверху і внизу. Кімнатне повітря стане надходити в нижній отвір, витісняючи таким чином більш легке тепле повітря, яке виходить з приміщення через верхню віддушину. Щоб створити умови для більш повного та якісного згоряння палива в нижній частині топки, варто потурбуватися про встановлення колосникових грат.

Сьогодні процес удосконалення камінів з відкритими топками триває. Конструктори пропонують все нові і нові ідеї для вирішення проблеми підвищення ККД. В якості альтернативи пропонуються варіанти зі всілякими підсилювачами тепла. Ймовірно і використання спеціальних чавунних відкритих топок, які суттєво збільшують здатність каміна «ділитися» теплом.

Принцип дії відкритого вогнища

Для горіння дров у відкритому вогнищі потрібно 6-9 м3 повітря з розрахунку на 1 кг дров. При такій витраті повітря забезпечується ефективне горіння з утворенням певної кількості диму. Диму, звичайно ж, легше виходити в кімнату, ніж в невеликий отвір у стелі топки. Як цьому перешкодити?

В осередку немає вхідних дверцят, і шлях диму перегороджує тільки потік повітря, направлений з кімнати у вогнище і далі через димар в атмосферу. Практичні вимірювання показали, що такий потік повітря може виконувати функції дверцят, перегороджуючи шлях диму в кімнату, за умови, що швидкість його становить не менше 0,25 м/с.

Таким чином, незважаючи на те, що для горіння дров не потрібно інтенсивного обміну повітря, все ж для запобігання можливості потрапляння диму в відкриту кімнату необхідно забезпечити подачу повітря в 10-15 разів більшу, ніж це необхідно для горіння дров.

Звідси випливає:

♦ камін дуже ефективний у міжсезоння при просушуванні невеликого будинку періодичного проживання (будинок для уїк-енду, дача), він дозволить дуже швидко нагріти приміщення;

♦ в холодну пору року (при температурі нижче -15 ...- 20С) за досить короткий час камін може «вистудити» будинок.

ККД відкритого вогнища

У відкритому вогнищі застосування колосників з отворами сприяє більш повному і рівномірному згорянню дров. Однак кількість повітря, що надходить через отвори в колосниках, становить лише 2-6% від загальної потреби повітря для вогнища, тому роль колосникових грат полягає в тому, що скорочується час використання вогнища і тим самим дещо зменшується кількість повітря, що минає в атмосферу.

Перекриття заслінки не сприяє підвищенню ККД вогнища, оскільки із зменшенням площі поперечного перерізу димоходу зменшується не лише кількість димових газів, що виходять назовні, але також і кількість повітря, що надходить у вогнище, тобто зменшується той приплив повітря, яке необхідне для запобігання потрапляння диму з вогнища в кімнату.

Часто можна чути твердження про те, що подача зовнішнього повітря у відкрите вогнище сприяє підвищенню його ККД в результаті зменшення впливу повітря, що надходить з приміщення. На практиці через димозбірник у вогнище потрапляє лише 10-20% повітря, необхідного для нормального функціонування вогнища, так як площа перерізу такого димозбірника завжди буде менше площі перетину порталу. Лише наявність дверцят (наприклад, орних) дає в цьому випадку досить істотний ефект.

Закриті топки

У таких камінів топка, як правило, закрита спеціальними дверцятами, виконаними з вогнестійкого кварцового скла. Тим самим поліпшуються умови горіння палива. Перевагою закритих топок є те, що вони значною мірою підвищують тепловіддачу за рахунок більш раціонального згоряння палива.

Це дуже важливо в тому випадку, якщо від вогнища не потрібно великої потужності (тобто є постійні житлові приміщення або досягнута необхідна температура повітря всередині приміщення). Для покращення функціонування вогнища слід зменшити надходження в нього повітря. Саме для цього і обладнують вогнище щільно закриваються дверцятами, завдяки чому можна зменшити витрату енергії на опалення будинку.

В Англії, де каміни з повітряним обігрівом особливо поширені, були проведені дослідження з метою порівняння ефективності камінів різних конструкцій. Досліджувалися каміни звичайної конструкції і з додатковим повітряним нагріванням.

Було встановлено, що ККД звичайного каміна складає 15-18%, а каміна з додатковим повітряним нагріванням - 36%, причому теплоти 1/3 передається конвекцією.