По статистике каждый второй застройщик задумывается о строительстве дома с низким энергопотреблением. И если система отопления обычных частных домов устроена на базе отопительного котла, то в хорошо утепленных зданиях с ролью единственного отопительного прибора может справиться теплоаккумулирующий камин, да так, что ни одна калория тепла не пропадет даром
Достоинства
В отличие от печи камин предполагает возможность наблюдать за горящими дровами. Однако КПД устройства с открытой топкой минимален, так что для здания с низким уровнем энергопотребления такой вариант не годится. Поэтому если домовладелец стремится использовать камин не только как составляющую домашнего уюта, но и как источник тепла, то ему нужно приобрести устройство с закрытой топкой, оснащенной дверцей с жаростойким стеклом. Если же есть желание превратить камин в эффективный отопительный прибор, то стоит остановить выбор на теплоаккумулирующем камине. В чем его отличие от обычного?
Благодаря ряду конструктивных решений он способен обогревать помещение не только тогда, когда в топке горят дрова, но и спустя долгое время после того, как они прогорели. Интервал между закладками дров может достигать 8–32 ч в зависимости от типа камина. Камин, который хорошо протопили утром, будет поддерживать комфортную температуру как минимум до вечера. Таким образом, в холодное время года подобное устройство можно использовать как эффективный, а в межсезонье — как единственный источник тепла в помещении, тем самым экономя на отоплении здания с помощью котельного оборудования.
Теплоаккумулирующий камин позволяет поддерживать необходимую температуру в доме при внезапном отключении электроэнергии или перебоях с подачей газа либо дизельного топлива. КПД такого отопительного прибора достигает 85%
Обычные камины со стальной топкой быстро прогревают помещение, но без регулярного добавления дров не позволяют в течение долгого времени поддерживать в нем необходимую температуру. Теплоаккумулирующий камин дает возможность один раз сжечь топливо, а затем за счет накопления тепла материалом, из которого он изготовлен, длительное время обогревать дом. Чем больше масса теплоаккумулирующего материала, тем дольше и равномернее он будет отдавать тепло. Так, камины из талькомагнезита весом около 1000 кг способны отапливать помещение в течение 16–18 ч, а весом более 2500 кг — до 32–34 ч. Правда, тяжелый камин приходится дольше разогревать: понадобится 4–5 закладок дров. Накопление тепла происходит в значительной степени благодаря предусмотренным в каминах дымовым каналам. Они спроектированы таким образом, чтобы максимально использовать тепло дымовых газов: их температура на выходе из каналов составляет около 150–180ºС. Дальнейшее понижение их температуры привело бы к потере тяги.
Важно выбрать место для установки дымохода еще на этапе проекта, чтобы впоследствии избежать дополнительных расходов на фундамент или усиление перекрытия
Топка
Каким образом камин может столь долго обогревать помещение? Это происходит за счет того, что в его конструкции предусмотрены элементы, которые способны накапливать тепло. Прежде всего хранить тепло может сама топка, когда она изготовлена из теплоемкого материала и имеет значительную массу. В частности, высокой теплоаккумулирующей способностью обладает печной шамот, огнеупорная глина. Обратите внимание: на нашем рынке широко представлен индустриальный шамот, предназначенный для применения в качестве огнестойкого негорючего материала в конструкциях промышленного назначения (чаще всего речь идет о продукции отечественных заводов). И для топок он не подходит. Допустимо использовать только шамот, разработанный специально для печных работ, то есть способный длительное время выдерживать высокие температуры и частые перепады температур в большом диапазоне.
Шамотные топки изготавливают из плит толщиной, как правило, 60–90 мм, соединяемых между собой по принципу «шип — паз» и фиксируемых раствором, температурное расширение которого соответствует температурному расширению плит. По мнению специалистов, кирпич непригоден для кладки топок, несмотря на керамическое «родство» с шамотом. Из-за высокого содержания кварца и отсутствия добавок шамота (его материал — легкоплавкая глина) кирпич неустойчив к температурам, которые достигаются в топке, и к значительным перепадам температур.
Эффективность обычных металлических топок можно повысить облицовкой плитами из шамота, талькомагнезита или другого теплонакопительного материала
Высокими теплоаккумулирующими способностями обладают природные камни вулканического происхождения — талькомагнезит и талькохлорит. Топки из этих материалов представляют собой, как правило, каркас из плит толщиной 60–90 мм, соединенных при помощи металлических скоб и специального клея на основе жидкого стекла. Обычно топки футерованы шамотными плитами. Достаточно хорошо накапливает тепло и чугун. Чугунные топки тоже футерованы шамотом. Впрочем, в теплонакопительных каминах используют и топки из жаропрочной стали (опять же защищенные изнутри шамотными плитами). Сталь не обладает высокой теплоаккумулирующей способностью, а потому накопление тепла в таких отопительных приборах осуществляется не за счет топки, а другими способами.
Еще несколько слов о топке. В зданиях с низким уровнем энергопотребления рекомендуют предусматривать возможность забора воздуха, необходимого для горения топлива, из другого помещения, чтобы не обеднять кислородом комнату, где установлен отопительный прибор. На рынке представлены камины, имеющие особую дверцу и специальный патрубок для забора воздуха, который посредством канала может соединяться с подвалом или коридором.
Выбор камина
Если домовладелец предполагает использовать камин как устройство для обогрева, то необходимо еще на стадии проекта коттеджа рассчитать, каков будет объем помещения, которое планируется отапливать, и каковы будут потери тепла на 1 м². И на основании этого выбрать мощность отопительного прибора. Важно сделать такой расчет еще на этапе проекта, чтобы при строительстве здания предусмотреть фундамент для обладающих значительной массой дымовых каналов, а также соответствующую камину конструкцию дымохода, возможность забора воздуха для горения топлива из другого помещения и пр. Кроме того, на этом этапе следует определить оптимальное место для камина в комнате. Обратите внимание: не стоит располагать его вблизи наружной стены, иначе неизбежны потери тепла.
Дымовые каналы
Повысить эффективность камина позволяют предусмотренные в нем устройства, которые отбирают тепло при выходе дымовых газов из топки. Наиболее действенное решение — пристраивать к топке систему дымовых каналов, выполненных из теплоаккумулирующего материала. И тогда горячие газы не направляются сразу же в дымоход, а попадают в каналы и, двигаясь по ним, отдают их стенкам свое тепло. На выходе из каналов дымовые газы оказываются в дымоходе. Конфигурация, длина и сечение каналов зависят от разных факторов, в том числе от материала, размера, геометрии топки, от конструктивных особенностей камина и пр. Чем больше масса этого сооружения, тем больше тепла оно может накопить.
В современных каминах часто используют технологию двойного сжигания топлива, которая повышает КПД устройства и сокращает выброс углекислого газа в атмосферу
К шамотным, стальным и чугунным топкам обычно пристраивают каналы из печного шамота. Обратите внимание: допустимо подсоединять их только к тем металлическим конструкциям, в технической документации к которым указано, что температура дымовых газов на выходе из топки составляет 540–700°С (такие устройства имеют специальный теплоизолированный купол для работы в условиях очень высокой температуры). Для топок стандартных размеров подходят шамотные дымовые каналы сечением 180 × 180 мм и толщиной 25–40 мм. Благодаря большому количеству фасонных шамотных элементов можно создавать «лабиринты» из каналов разнообразной конфигурации. Плиты для обустройства каналов стыкуют между собой по тому же принципу, что и плиты, из которых изготавливают шамотные топки. Толщина плит — 30–40 мм. Длина «лабиринтов» обычно составляет 1,5–6 м.
В случае каминов с топками из талькомагнезита или талькохлорита дымовые каналы делают из того же материала, что и каркас топки. Толщина плит, используемых для устройства каналов, — 60 мм. Соединяют их скобами и клеем. Сечение конструкций, пристраиваемых к небольшим каминам, — чаще всего 150 × 150 мм. У таких отопительных приборов на выходе из верхней части топки предусматривают один или два канала, которые делают оборот, уходят вниз и в нижней части камина подсоединяются к дымоходу (притом два канала на входе в дымоход объединяются в один).
Менее эффективное решение в сравнении с дымовыми каналами — устанавливать на стальных и чугунных топках определенных типов дополнительные аккумуляторы тепла. Это хвостовые или конвективные поверхности нагрева из металла (сталь или чугун) или шамота. Поскольку их закрепляют поверх топки, для них существуют ограничения по массе (в зависимости от материала, размера топки и пр.), чем и объясняются их не самые высокие отопительные способности.
Дымовую трубу нужно очищать от сажи (как правило, не реже двух раз в год), используя стальные, полимерные или комбинированные щетки
Теплоаккумулирующий камин – это камин с большим подом, имеющий современный внешний вид и обогревающий помещение мягко, без перегрева. Его преимущество в том, что, придя вечером домой после работы, вы находите комнату все еще теплой, ведь камин продолжает излучать тепло. К тому же он не высушивает воздух и не способствует образованию вихревых потоков пыли. Особенностями такого камина являются панорамное стекло и теплоаккумулирующая конструкция из печного шамота, позволяющая максимально использовать тепло, выделяющееся при сгорании дров. Это достигается благодаря, во-первых, самому материалу, обладающему высокой теплоаккумулирующей способностью, во-вторых, «лабиринту» дымовых каналов, отбирающих тепло у дымовых газов, и, в-третьих, подовому принципу сжигания топлива, когда в топку подается воздух в том объеме, который нужен для эффективного сгорания топлива.
Внешняя оболочка
Еще одно решение, позволяющее камину накапливать тепло, — установка внешней оболочки из теплоаккумулирующего материала: шамота, кафеля, талькомагнезита, талькохлорита. В качестве экономичного варианта оболочки может выступать кирпич. Создавая наружный контур камина, можно комбинировать разные материалы, например облицовывать шамотные плиты печными изразцами или использовать талькохлорит либо талькомагнезит. В зависимости от конструктивного решения производителя топки или камина, оболочку пристраивают с воздушным зазором или без него. Обычно оболочка, предполагающая зазор, является самонесущей.