Опалення будинку каміном

Добре, коли вдома тепло і затишно. Приємно, коли тепло відчувається вже біля дверей, ніжно пестячи шкіру. Коли в будинку не задушлива спека, а промениста, приємна і оздоровлююча енергія. Сучасний камін для опалення будинку – інноваційне рішення, які дозволяє обігріватись комфортним теплом, використовувати небагато палива, по мінімуму викидати шкідливі речовини в атмосферу. Як вибрати камін для опалення – типи та рішення.

Класифікація камінів

Каміни можна класифікувати наступним чином:

• по вид палива
• по способу роздачі тепла
• по типу камери згоряння – відкрита, закрита
• по місцю монтажа – пристінні, острівні, вбудовані
• по матеріалу виготовлення – цегляні, чавунні, сталеві

Розглянемо детальніше перші два критерії, оскільки вони є ключовими при виборі такого приладу для опалення всього будинку.

Вид палива

По виду палива існує чотири варіанти камінів:

• твердопаливні (в основному дров’яні, іноді пелетні, вугільні)
• газові
• біокаміни
• електричні

Дров’яні

Відразу варто сказати, що класичний камін з відкритою топкою для повноцінного опалення будинку не підходить. Це більше прилад для локального обігріву, комфорту та насолоди. Його ККД не перевищує 20-25%. Досить велика частина тепла просто виходить на вулицю через трубу. До того ж дрова, брикети не згоряють в повному обсязі – частина залишається в вигляді не прогоріли вугілля і золи (близько 15%). Дрібні частинки горючі гази виносять назовні разом з димом (до 85% від незгорілого залишку). З позиції безпеки відкриті топки поступаються закритим – є ризик потрапляння іскор в приміщення, на підлогу, меблі.

Камін може вважатися опалювальним при наявності закритої топки, наявності режимів вторинного допалювання і тривалого горіння. І якщо вторинне допалювання реалізувати в каміні ручної кладки з цегли нескладно – достатньо змонтувати «димової зуб», то режим тривалого горіння технічно здійснити набагато складніше.

Сучасні каміни тривалого горіння – це вже практично готові до установки вироби, топка яких виготовлена ​​з урахуванням всіх умов допалювання і тривалого горіння. Їх принцип дії подібний до газогенераторних (піролізних) твердопаливних котлів. Час горіння однієї закладки дров може сягати 12 годин, а ККД бути вище 85%.

Конструктивно вони представлені на ринку двома видами:

• камінні топки – база, на основі якої роблять будь-який тип каміна (пристінний, кутовий, острівний) з однією, двома або трьома відбивними поверхнями;
• готові до встановлення печі-каміни, які треба тільки «підключити» до димоходу і захистити від високих температур прилягаючі поверхні.

Газові

Як і котли на цьому виді палива, газові каміни доцільно монтувати за умови доступу до природного газу. Зріджений газ, по вартості 1 кВт енергії, знаходиться на третьому місці після дров. А з урахуванням того, що у газових камінів ККД суттєво нижчий, ніж у котлів, різниця у витратах на опалення буде вищою. Крім того, треба врахувати витрати на покупку газгольдера, його монтаж (в тому числі газопроводу до будинку) і обслуговування. Є обмеження і по потужності газового каміна. Зазвичай вона не перевищує 8-10 кВт, цього достатньо для опалення невеликої дачі або будинку (з розрахунку 1 кВт на 10 кв. м при висоті стелі до 3 м).

Біокаміни

Конструкція біокаміна – це топка з вбудованим резервуаром для палива і пальниками. В якості палива для біокаміна використовується етанол, що виготовляється з рослинної сировини. Тому даний тип каміна екологічний, при спалюванні етанолу не виділяється небезпечних продуктів горіння. Завдяки відсутності летючих речовин, при горінні скло біокаміна залишається чистим.

Біокамін може використовуватися як додаткове джерело тепла – стандартні моделі біокамінів при витраті літра палива видають потужність до 5-6 кВт. При розрахунку на кожні 10 кв. м площі житла – потрібно близько 1 кВт енергії на годину, тобто, півлітра біоетанолу. Простий монтаж і використання дозволяють встановлювати біокаміни в міських квартирах.

Електричні

На відміну від інших пристроїв, які працюють на дровах або іншому паливі – електрокамін працює від електрики. У сучасних моделяхабо спеціальний екран, на який проектується горіння полум’я, або вбудований парогенератор. В останньому випадку в каміні присутній резервуар з водою, що перетвориться в пар, який підсвічується світлодіодними лампами.

Завдяки такій технології «вогонь» в каміні абсолютно безпечний, вогнище не вимагає складного догляду і витрат палива. Він не забруднюється, не вимагає спеціальних дозволів для установки. При цьому, ефект полум’я практично не відрізнити від справжнього. У нових моделях є звукові ефекти потріскування дров і візуальні – розлітаються іскор, що дозволяє створити повноцінне відчуття справжнього каміна навіть в міській квартирі.

У електрокамінах реалізована функція обігріву – такий прилад здатний обігріти приміщення площею до 15-20 м2. Показники споживання електроенергії залежать від конкретної моделі. Виробники камінів прагнуть зробити електронагрівачі найбільш енергоефективними. Такий камін буде корисний як додатковий прилад для обігріву в приміщенні. Але існує обмеження щодо використання каміна на нагрів, у різних моделей камінів воно варіюється, а в основному це 4-5 годин.

Роздача теплової енергії

Можна виділити наступні способи доставки тепла від каміну:

• традиційний (відокремлений)
• повітряний
• водяний

Традиційний дров’яний

Традиційний дров’яний камін з відкритою топкою відноситься до найбільш поширених видів камінів. Опалення приміщення проводиться променистою енергією каміна під час горіння. Чи справедливо його розглядати з точки зору джерела опалення будинку?

Якщо в будинку з відкритим каміном немає системи опалення (повітроводи, вентилятори, труб і т.д.), то після згасання такий камін порівняно швидко остигає і коефіцієнт його корисної дії рідко перевищує 15 – 35%. Для якісного опалення будинку таким каміном дуже важливо витримати правильне співвідношення розмірів топки (ширина, висота, глибина), перетину димоходу до кубатури приміщення, де він буде стояти. Таблиця підбору оптимальних параметрів каміна:

На стабільність роботи відкритих камінів впливає багато факторів, серед яких правильне розташування в кімнаті. Так, наприклад, його не можна
встановлювати біля вікон, на протязі. Має свої особливості розміщення біля сходів або на кухні. Незважаючи ні на що, даний вид камінів можна вважати придатним для опалення невеликого будинку. Хоча доцільніше все ж таки розглядати його тільки з позиції альтернативного джерела опалення – обігрів будинку в міжсезоння та для комфорту.

Іноді такий камін поєднують з традиційною опалювальною або опалювально-варочною піччю (грубкою). Насправді це два роздільних опалювальних приладу, кожен з яких укомплектовано окремим димовидаленням. Такі комплекси добре зарекомендували себе в будинках, де люди живуть не постійно, наприклад, на дачах. По приїзду, спочатку слід розтопити камін, який відразу почне гріти приміщення. Піч тепло почне віддавати через два – чотири години після розпалювання, але, на відміну від каміна, буде зігрівати протягом тривалого часу кілька приміщень.

Розглянемо далі камінні системи з розводкою тепла по будинку.

Повітряне опалення каміном

У таких камінах тепло передається по повітропроводам. При такому підході каміном можна опалювати не тільки приміщення, де він розташований, але і весь будинок. Система повітропроводів буває стельова, підпільна, в стінах, і змішана. Найкраще камін для опалення проявляє всі свої позитивні якості в місцях, де є труднощі з підключенням до газу. Актуально це і для регіонів, де низькі ціни на дрова (є камінні топки, що працюють на вугіллі, дровах і пелетах).

Кімната, де встановлюється камін, повинна мати обсяг не менше 30 куб.м з постійним і достатнім припливом повітря. Для згоряння одного кілограма сухої деревини, необхідно 8-10 куб.м повітря. Тому часто його в топку подають по спеціальному каналу з вулиці. Для побудованого, згідно норм (кліматичних зон) будинку, потужність опалення можна приймати на рівні Q = F / 10, кВт, де F-площа приміщення. Це все вірно при висоті
стель до 2,8 м і при якісному утепленні підлоги, стін, стель.

Теоретично «нагнати температуру» з каміна можна будь-яку, все залежить від потужності каміна і камінного вентилятора, виду палива (дров) і т.д. Нормальна (відчутна) температура, починається від 40С, робоча 70-90С, можна підвищити до 120-150С. Тому бажано встановити термодатчики, що регулюють приплив повітряного потоку і його розподіл.

Повітроводи бувають круглого, прямокутного (квадратного) перетину. Переріз повітропроводів найчастіше має діаметр 100-200 мм. Варто відзначити, що круглі мають найменший опір і є кращими для систем з природною конвенцією. Повітропроводи обов’язково повинні бути з металу. Труби можна і не утеплювати, якщо гілка коротка і не проходить через горище, яка не потребує опалення. Метал нагрівається і починає випромінювати тепло, тим самим
нагріваючи простір. Якщо повітроводи треба утеплювати, то використовують фольговану мінеральну вату.  Стики клеять алюмінієвою стрічкою.

Обсяг повітря, що поступає регулюється камінним вентилятором (регулятором оборотів), кінцевими повітророзподільниками (гратами, диффузорами) і клапанами. Кожна гілка доставки тепла прораховується. Розміром перетину визначається необхідна кількість повітря для повітряного опалення.

Значно зручніше систему розводки теплого повітря від каміна врахувати на етапі проектування будинку. В цьому випадку не доведеться ламати голову, як обійти бетонну або дерев’яну балку. Якщо тепле повітря буде рухатися за допомогою природної конвекції, то в системі не повинно бути крутих поворотів, а всі канали повинні бути приблизно однакової довжини. Повітроводи, якщо це можливо, краще виконати круглими і утепленими. У місці виходу каналу в опалювальне приміщення обов’язково потрібно встановити ґрати, що дозволяє регулювати потік вхідного повітря. При такому способі опалення по будинку протягом години переміщаються сотні кубів повітря, і тому обов’язково необхідно закласти повітроводи для повернення його з приміщень розташованих особливо віддалено. У топках великої потужності обов’язково (а в невеликих бажано) забезпечити приплив необхідної кількості свіжого повітря з вулиці. Для запобігання тепловтрат і протягів повітропідвідному канал потрібно обладнати закриває клапаном.

Гаряче повітря від топки може бути передане по приміщеннях не тільки способом природної конвенції, а й за допомогою камінного вентилятора. Це особливо актуально, для опалювання великого будинку, для кімнат, значно віддалених від каміна. Потужність вентилятора найчастіше буває від 100 до
600-800 м. куб / год. Ця величина залежить від кубатури приміщення, довжини повітропроводів і потужності камінної топки. Дуже зручні вентилятори з плавним або ступінчастим регулюванням швидкості обертання, і як наслідок обсягу переміщуваного повітря. при монтажі обов’язково потрібно витримати напрямок потоку повітря, вказаний на корпусі вентилятора, передбачити місце для його обслуговування. Систему опалення, укомплектовану камінним вентилятором, часто доповнюють змінним фільтром. рідше комплектують гравітаційним клапаном, системою «зима-літо».

В каміні, обладнаному камінною топкою, повітря нагрівається, проходячи через порожнину між самою топкою і зовнішнім облицюванням каміна. цей зазор (якщо немає інших рекомендацій виробника топки) витримують шириною 10-12 см. Для збільшення тепловіддачі корпус топки забезпечують тепловідвідними ребрами. Нагріте повітря збирається у верхній частині топки. Найчастіше така камера монтується з гіпсокартонних профілів, утеплюється теплостійким фольгованим утеплювачем і «зашивається» гіпсокартоном. Рідше над топкою встановлюється спеціальний металевий короб з
отворами для тепловідвідних каналів.

Для збільшення тепловіддачі каміна застосовуються керамічні теплонакопичувачі або радіатори з нержавіючої сталі. Сучасний керамічний теплонакопичувач, наприклад, масою до 150 кг і здатний видати додаткові 10 кВт. При цьому економляться дрова і продовжується період тепловіддачі.

Існують камінні топки безперервного і періодичного горіння. Перші, після розпалу здатні підтримувати горіння тривалий час (деякі навіть місяцями) і стабільно віддавати тепло. Другі призначені для короткочасної експлуатації, тобто протягом декількох годин. При тривалому ж використанні вони приходять в непридатність.

За способом відкриття топки діляться на типу гільйотини і з боковим відкриттям дверцята. У свою чергу топки типу гільйотини мають ланцюговий привід або привід тросом. Другі, як правило, коштують значно дешевше, але мають ряд недоліків.

Помилково вважається, що топка повинна бути неодмінно чавунною. Це не так. Багато виробників, особливо в дорогому сегменті, виробляють топки з якісного сталевого зварного листа. Критерії, за якими обирається топка, включають в себе:

• потужність
• естетичні якості, форма і розмір
• вартість
• площа будинку

Визначити реальний ККД приладу не просто. Потрібно вирахувати дійсні тепловтрати приміщення і шляхом вимірів визначити, скільки ж все-таки залишилося тепла в будинку. Систему розрахунків треба вести з поправкою на систему вентиляції, світлотінь і інше.

Водяне опалення каміном

Камін з водяною сорочкою призначений для спалювання деревини (бажано листяної) і служить для опалення будинків,  квартир і адміністративних приміщень, де він встановлений. Частіше він використовується як додаткове джерело тепла, хоча може бути й основним. Може підключатись до теплового вузла з водопідігрівачами або живити безпосередньо систему центрального опалення.

Облицювання каміна повинно надати можливість монтажу та демонтажу обладнання без його пошкодження. Воно повинно забезпечити доступ повітря,
необхідного для горіння і вентиляції з використанням відповідних решіток, а також легкий доступ до димохідної трубі або дросельної заслінки.

Розглянемо типову конструкцію такого виробу. Основною частиною каміна з водяною сорочкою є сталевий / чавунний ватержакет (16), в якому знаходиться камера згоряння (1). В передній стінці камери згоряння є чавунні дверцята (2) з жароміцним склом або без нього (3), засув (4). Осі встановлені в чавунну раму, прикріплену до кожуха топки (5). Знизу топкова камера (1) обмежена чавунним листом (6), на який встановлені шамотні плити і чавунний колосник, на якому відбувається згорання завантаженого в топку палива. Над чавунним листом встановлюється чавунна решітка (10), на якій відбувається згоряння палива. Решітка зольника повинна бути розміщена ребрами вгору. Чавунний парканчик топки (11) захищає від висипання
розпеченого палива з камери згоряння після відкриття дверцят (2).

Топкові відходи: зола і залишки незгорілого палива накопичуються в шухляді зольника (7), що знаходиться під гратами. У передній частині ящика зольника встановлюється віконечко (8), забезпечене дроселем з ручним керуванням (9), який регулює кількість первинного повітря потрібного для згоряння палива. Вторинне повітря служить для допалювання летючих продуктів газифікації, а також для догорання дрібних частинок палива, винесених з шару потоком газів, і захищає жароміцне скло (3) від задимлення, потрапляючи через щілину у верхній частині скла.

Над камерою згоряння знаходяться димохідні труби, які є природними конвекційними каналами для відводу продуктів згоряння, а також пристроями, що інтенсифікують теплообмін.

Під час експлуатації після розпалювання палива гази від згоряння омивають стіни камери згоряння і, протікаючи між димохідними трубами, потрапляють в димар (12), а потім через димохід в димовідвод. У димоході встановлюється регульований шибер (13). Для регулювання кута відкриття шибера, за допомогою спеціального механізму (14), служить шишка (15).

Приплив циркуляційної води з установки в камін з водяним комплексом відбувається за допомогою нижніх патрубків (18). Відведення підігрітої води, яка живить систему центрального опалення (з каміна з водяною сорочкою) відбувається теж за допомогою верхніх патрубків (19). Інші верхні патрубки (20), (21) використовуються для установки датчика температури (МСК), змійовика (21) і датчика термоклапана (22).

Чи можна отопити будинок тільки каміном?

Відповідь – так!

Сучасний камін з водяною чи повітряною сорочкою цілком може працювати як єдине джерело тепла в будинку. Хоча спеціалісти все ж таки рекомендують розглядати його як елемент комфорту та як додаткове джерело тепла. Котел вимагає менше уваги, має більший ККД, більш відпрацьоване та надійне обладнання, тому в якості основного джерела краще використовувати його.