Классификация каминов

1.Классификация каминов. Классический (английский) открытый камин.

Прежде, чем мы начнем разбираться с классификацией и устройством каминов, внесем ясность в применение термина «портал». Под ним следует понимать всю лицевую часть камина от пола до стола включительно; окно камина, как составная часть портала, является основным элементом камина. Размеры этого окна имеют отправное значение и характеризуют камин в целом: от его величины зависят все остальные параметры камина. Вот термины, которые обычно применяются для его обозначения: «окно портала», «окно камина», «чело камина», «зев камина». Иногда в равноценном значении применяется и слово «портал». Им и будем пользоваться.

К этому добавим, что каминные порталы (в изначальном значении) могут быть и покупными, декоративными. Обычно такими изделиями дополняют кирпичные камины для создания «образа» камина. В покупных порталах размеры окна могут превышать действительные габариты окна камина. В тех случаях, когда потребуется применить этот термин к обозначению портала-изделия, то это будет оговариваться отдельно.

Классический камин представлен на рис. 2.1, поясним его. Топливник камина определяется тремя размерами: шириной (она же является шириной портала) - размер А, высота портала - размер В; глубина топливника - размер С. О других размерах (G, L, М), представленных на рисунке, будет сказано в других главах.

Рис.2.1. Устройство камина:
а) поперечный разрез, в) фасад, с) внутренний контур, скрытый за фасадом камина; 1 - труба, 2 - дымосборник, 3 - топливник, 4 - под, 5 - зуб и наклонная стенка, 6 - боковые стенки топливника, 7 - каминный стол, 8 - металлическая корзинка для дров.

Высота трубы Нтр и высота дымосборника Нд составляет эффективную высоту трубы: Нэф = Нтр + Нд. Нэф учитывается в расчетах каминов. В ориентировочных расчетах используется условная высота трубы Ну, равная высоте от уровня пода до конца оголовка трубы над крышей дома. Если же высота основания (от пола до пода топливника Носн) невелика (до 30 см), то ею в ориентировочных расчетах пренебрегают.

Верхняя часть каминного зуба (рис. 2.1 а) изображена наклонной в отличие от общепринятой горизонтальной. В соответствии с английскими источниками такая форма зуба является предпочтительной, т.к. она создает меньше завихрений (уменьшается и сопротивление тяге, которое необходимо преодолеть) при формировании потока газов в трубе. Однако и горизонтальное положение верхней части зуба не отвергается.

На рис. 2.1 топливник камина изображен с задней наклонной стенкой, переходящей в зуб камина, боковые стенки топливника поставлены под углом к фасаду камина. Такое конструктивное решение позволяет лучше отражать тепло из топливника в помещение и повышает теплоотдачу камина в целом.

В некоторых упрощенных конструкциях каминов, в зависимости от тех или иных соображений (например, для облегчения кладки камина), этими решениями пренебрегают. В таких каминах отсутствует каминный зуб, топливник камина приобретает прямоугольную форму (в поперечном сечении), переходящую непосредственно в дымосборник. Заметим, что и дымосборники зачастую делают упрощенными, с прямоугольными (внутренними и внешними) формами.

Высота дымосборника Нд на рис. 2.1 ограничена высотой каминного стола, что не является обязательным условием для классического камина. В отдельных конструкциях каминов дымосборник (в виде пирамиды) может значительно возвышаться над каминной полкой.

Чем же характерен классический камин?

  1. Расположением трубы над камином, причем положение трубы над серединой топливника наиболее желательно.
  2. Минимальной глубиной топливника (размер С). Увеличение глубины топливника уменьшает теплоотдачу камина. Обычно размер С зависит от величины камина и лежит в пределах 25 - 50 см. Для больших каминов размер С может быть и больше.
  3. Открытым порталом камина (портал не закрыт дверкой).
  4. Наличием элементов, о которых говорилось выше (наклонная задняя стенка, каминный зуб, угловое положение боковых стенок топливника). Их отсутствие говорит об упрощенной разновидности камина. Упрощенные камины не имеют отношения к классическим каминам. Но они существуют и могут успешно (без дымления) эксплуатироваться.

Размеры портала (размеры А и В) влияют на габариты всего камина, его корпуса. Они диктуют и соответствующий подбор параметров трубы (сечение трубы и ее высоту Н). Произведение размеров А х В (размеров портала) и параметров трубы камина находятся в прямой зависимости. Это означает, что увеличение портала камина (соответственно и его корпуса), требует увеличения и сечения трубы. Это объясняется тем, что увеличивать высоту трубы зачастую невозможно (высота трубы задается конструкцией здания).

В большей степени на размер портала, соответственно и корпуса камина, влияет размер А, который может быть 50 и более см. Заметим, что его нижний предел (50 см, длина двух кирпичей) устанавливается из субъективных соображений (возможен и меньший вариант, например, А = 38 см, но каково будет ощущение от камина при малом портале?). А в верхний предел закладываются соображения чисто практические, в том числе экономические, также учитываются размеры и объем помещения, в котором будет установлен камин.

В старинных замках Западной Европы имеют место камины с шириной портала (размер А) 2-3 и более метров с трубами, в каналах которых может пролезть человек. У нас такие камины являются большой редкостью. Преимущества больших каминов над меньшими очевидны: при их работе появляется ощущение, как от настоящего костра. Такое чувство невозможно получить от работы малого камина.

Благодаря отражающей способности стенок топливника (особенно задней), они обладают и большей теплоотдачей.

На рис. 2.2 дан пример упрощенного варианта - камин Рязанкина, в котором предельно упрощены и топливник камина, и дымосборник.

2.Другие виды открытых каминов

Трубу камина можно установить и рядом с камином. Такой вариант характерен для каминов финского и эстонского типов (рис. 2.3). Подчеркнем, что названия, как и в первом случае (английский камин), являются условными. На рисунке видно, что каминные трубы расположены за задней стенкой камина.

Такое расположение трубы создает дополнительное сопротивление тяге в трубе по сравнению с классическими каминами. Однако оно же создает и ряд преимуществ при эксплуатации камина, например, для чистки труб и сбора остатков горения в трубе, которые в камин при чистке трубы, практически, не попадают.

Но важнейшим достоинством этих каминов является удобство использования отдельно стоящих капитальных труб (коренных труб) или трубных каналов (которые зачастую закладываются в стены капитальных домов). Это позволяет не только сокращать затраты на строительство каминов, но и дает возможность на любом этапе и в любое время без существенных затрат и перестроек обновлять камин. Практика показывает, что такие проблемы в процессе эксплуатации каминов рано или поздно возникают.

Рис. 2.3. 
Подключение каминов к коренной трубе (схема): а - финский камин; в - эстонский камин.

В решении задач по изготовлению каминов этого типа следует придерживаться тех же принципов, что и в классических каминах:

  1. Труба и задняя стенка топливника камина должны быть на минимально возможном расстоянии друг от друга.
  2. Глубина топливника не должна быть большой.
  3. Наличие элементов: наклонная задняя стенка, каминный зуб, угловое положение боковых стенок - желательны для повышения эффективности работы камина.

По существу, такой камин будет мало чем отличаться от своего аналога - классического камина.

3.Закрытые камины.

Выше уже говорилось о закрытых каминах, о том, что они по сути своей являются каминными печами и лишь по некоторому недоразумению они получили свое название. Поэтому можно также считать условным допущением и рассмотрение каминных печей в разделе, предназначенном для каминов.

В настоящее время производство закрытых каминов налажено многими европейскими изготовителями, присутствующими на рынке каминов. Одной из ведущих фирм является французская «Supra». Поэтому при рассмотрении устройства этого вида каминов будем опираться на модели упомянутой фирмы.

Чугунная каминная топка (топливник) со стеклянной дверкой напоминает хорошо всем известную печку «буржуйку». Обратим внимание читателя на простоту такого устройства.

Необходимость применения приемов повышения теплоотдачи, используемых в открытых каминах (минимальная глубина топки, наклонная задняя стенка, угловое положение боковых стенок), отпадает. Объясняется это просто: устройству, которое обладает и без того высоким, печным КПД, это вовсе и не нужно. Сохранение же таких особенностей в конструкции топливника ничего полезного ему не добавило бы. От понятия открытого камина остаются лишь размеры портала (размеры А и В), закрываемого дверкой, и наличие дымосборника и патрубка для подсоединения трубы, имеющего сечение, которое должно удовлетворять работу топки при открытой дверце. Режим работы таких топок с открытой дверкой полностью соответствует режиму работы открытых каминов.

Можно считать, что именно в закрытых каминах наиболее эффективно разрешается вопрос повышения теплоотдачи каминов. Для открытых каминов такая теплоотдача недостижима. И разница объясняется просто: установка дверки в камин превращает его в печь.

Конструкция и принципы работы чугунных топок показаны на рис. 2.7, 2.8 и 2.9. Фирма предлагает каминные топки в 2-х основных вариантах:

  1. Топка в обычном исполнении предназначена для размещения в тщательно изолированной базальтовыми плитами камере, откуда теплый воздух через специальные окна - отверстия поступает в помещение за счет небольшой тяги (перепад входа холодного воздуха и выхода теплого - 2-2,5 м), в т.ч. движения теплого воздуха вверх;
  2. Топка обеспечивается дополнительной металлической рубашкой, снабженной 1-2 патрубками для подсоединения трубопроводов для отвода тепла. Возможна продувка пространства между топливником и рубашкой с помощью электровентилятора. В таком случае горячий воздух через трубы можно подавать в любое место, в том числе в помещения верхнего этажа (рис. 2.8 и 2.9).

Рис. 2.7. 
Топливники (кассеты) для закрытых каминов фирмы «SUPRA»:
а) стеклянная дверка может убираться вверх или открываться в сторону;
б) стеклянная дверка открывается в сторону (справа налево)

Рис. 2.8. 
Устройство закрытого камина:
1 - каминная топка, 2 - дверка, 3 - труба, 4 - корпус камина, 5 - короб декоративный, 6 - тепловая труба, 7 - окно для выхода нагретого воздуха, 8 - плита, изолирующая потолок помещения)

Рис. 2.9. 
Принцип работы чугунной каминной топки, заключенной в металлическую рубашку)

По данным фирмы, экономия топлива в таких конструкциях, по сравнению с открытыми каминами, составляет до 3-х раз в первом варианте, а во втором варианте и более. КПД таких каминов не уступает КПД печей и достигает 70 и в некоторых случаях даже 80%.

Для удобства эксплуатации каминов с такими топками дверки могут открываться в сторону или убираться вверх под короб, ограждающий металлическую трубу над камином. Такие камины могут работать как в режиме открытого камина, так и закрытого (печного), более экономичного варианта.

Управление заслонкой в этих каминах выведено на переднюю панель, сбор золы осуществляется в металлический выдвижной ящик. На передней панели топливника устанавливаются жалюзи для регулирования количества подаваемого в топку воздуха. Температура воздуха, поступающего в помещение через гибкие трубы, может достигать 100 и более градусов Цельсия. Декоративный короб над каминной полкой выполняется из гипсокартонных плит, закрепляемых на металлическом каркасе. Для теплоизоляции стенки короба и корпуса камина изнутри обклеиваются базальтовыми теплоизолирующими плитами.

В зависимости от величины топочного пространства мощность таких каминных топок составляет от 8 до 12 КВт. Для сравнения: батареи центрального отопления (радиаторы) подбираются из ориентировочного расчета 60-120 Вт на один квадратный метр отапливаемой площади помещения (нормы зависят также от теплоизоляции наружных стен, от высоты помещения и климатического пояса). Для обогрева помещения 40 м2 достаточно использование радиаторов на 4 КВт. Таким образом, теоретически мощности каминных топок хватило бы для обогрева площади от 80 до 120 м2.

Сказанное выше сопоставим с открытыми каминами повышенной теплоотдачи и еще раз обратим внимание на их невысокую теплоотдачу и желательное повышение КПД. Однако при выборе каминов для использования их при отоплении дома следует учитывать, что, в отличие от печного отопления, тепловая энергия каминов практически не аккумулируется. Поэтому для соблюдения теплового режима в помещении требуется постоянно поддерживать огонь в камине хотя бы на минимальном уровне, например, в тлеющем режиме. Следует признать, что в условиях климата большинства районов России, отапливаться открытыми каминами невозможно, поэтому оптимальным следует считать сочетание центрального или печного отопления с каминным.

Однако иное отношение должно быть и к закрытым каминам, надо не забывать, что они являются каминными печами и работают в режиме печи без аккумулирования тепла, проще говоря, в режиме печи - «буржуйки».

На рис. 2.12 показана новая система распределения тепла, разработанная фирмой «PIAZZETTA».

Рис. 2.12. 
Система равномерного распределения тепла фирмы PIAZZETTA