Эффективные камины

Уют загородного дома немыслим без камина. Наряду с собственной баней, бассейном и собакой каждый горожанин мечтает и о вечерах у камина. И немудрено, что на дачах камин является атрибутом обязательным. Даже если камин не построили сразу, рано или поздно он появляется.

Открытый камин – сооружение по большей части декоративное. Тепло, которое он дает во время горения дров, быстро улетучивается, поэтому в качестве штатного теплогенератора камин мало пригоден. Однако если поработать над его конструкцией, можно получить весьма эффективный источник тепла.

Изолированная (закрытая) топка

У традиционных каминов прямая широкая труба и совершенно открытая топка. По сути, это самый обыкновенный очаг, над которым построен дымоход. Пока дрова горят, от огня исходит мощное инфракрасное излучение, поэтому быстро становится тепло. Но как только камин затухает, помещение стремительно выхолаживается. Считается, что КПД обычного камина не превышает 25%. Это означает, что большая часть скрытой в дровах тепловой энергии в буквальном смысле вылетает в трубу.

В ХХI веке такое расточительство недопустимо. Поэтому современные камины имеют закрытую топку, которую отделяет от помещения стеклянная дверца. Собственно от камина в новом отопительном приборе мало что осталось, но сохранено главное, – мы можем наблюдать пламя и греться его лучистым теплом.

Камины с закрытой топкой на вид могут быть практически идентичны традиционным. Но и каминный портал, и под, и полка – это лишь антураж. Сам отопительный прибор представляет собой металлический короб с дверкой из термостойкого стекла и несколькими технологическими отверстиями. У этого короба есть кожух, необходимый для создания некого конвекционного пространства. Воздух затягивается в отверстия внизу каминного вкладыша, нагревается между кожухом коробом и выходит сверху. При желании можно подключить к этим отверстиям воздуховоды и подать тепло в другие комнаты. Такая схема обогрева позволяет оставлять большую часть полученного тепла в доме.

Но конвекционный обогрев – не единственное отличие каминного вкладыша от обычного камина. Закрытая топка позволяет регулировать подачу воздуха. Чем медленнее будут сгорать дрова, тем больше тепла они смогут отдать помещению, несмотря на то, что калорийность топлива – величина постоянная. Регуляция подачи воздуха позволяет добиться минимальной скорости горения, когда одной закладки поленьев может хватить на 4-5 часов. При этом часть тепла попадает в комнату с камином через стеклянную дверцу в виде излучения. Все предметы, облучаемые пламенем, нагреваются. Чем они темнее, тем сильнее нагрев. В свою очередь, разогретые поверхности отдают тепло помещению посредством конвекции. При ограничении доступа воздуха в топку интенсивность пламени уменьшается, вместе с этим падает и количество лучистого тепла. Поэтому необходимо получать тепло горящих дров каким-то иным способом.

Тепло и теплоемкость

Каминный вкладыш весит, как правило, 100-200 кг, и его теплоемкость относительно невысока. Аналогичную теплоемкость имеют буржуйки и прочие металлические мини-печи. У всех этих приборов имеется общий недостаток – они генерируют тепло, пока в их топке горит огонь. Закрытые топки в режиме медленного горения дров отдают меньше тепла в единицу времени, но сама выработка тепла может происходить непрерывно, при этом не понадобится сжигать кубометры дров.

Очевидно, что теплоемкость отопительного прибора играет не последнюю роль. Большая масса теплового балласта дает возможность запасать тепло впрок. Массивные каменные печи нагреваются во время топки и отдают тепло в течение 12-24 часов после того, как прогорит последнее полено. В то же время большая масса – это всегда высокая тепловая инерция. Печи весом несколько сот килограмм не только долго остывают, но и медленно нагреваются. Если в доме проживать постоянно, то с этим нет проблем: как только температура начинает падать, печь снова растапливают. Но дачники и владельцы загородных коттеджей, наведывающиеся эпизодически, сталкиваются с необходимостью как можно быстрее нагреть холодный дом зимой. А для этого необходимо лучистое тепло, которое может дать открытый огонь.

Закрытые топки со стеклянными дверцами имеются у каминопечей (гибрид камина и печи). Стеклянная дверца не является преградой для лучистого тепла, и если расположиться непосредственно перед ней, то тепло станет сразу, как только в топке разгорятся дрова. В то же время каменная обкладка топки обладает большой тепловой емкостью и способна отдавать тепло помещению еще долго после того, как в ней погаснет огонь.

Для каминных облицовок характерна равномерная отдача тепла. При этом воздух не сушится, а кроме того, не образуются положительные ионы, как при контакте воздуха с горячим металлом. Такие облицовки могут быть выполнены из камня или термобетона. Сборка из готовых блоков облицовки производится при помощи специальных металлических стяжек. Благодаря этому тепловой балласт легко как собрать, так и разобрать. Термобетон состоит из цемента, шамотной глины и полимерных добавок. Этот современный материал отлично аккумулирует тепло и его используют многие производители каминов и печей.

По теплоемкости с ним может соперничать только натуральный талькомагнезит, теплоемкость которого в 2,5 раза теплоемкость печного кирпича. Талькомагнезит, помимо всего прочего еще и красивый камень. В отшлифованном виде он напоминает мрамор, хотя обладает серым цветом. Камины с талькомагнезитной облицовкой встречаются, прежде всего, в ассортименте финских производителей. В Финляндии талькомагнезит – традиционный материал для печной и каминной облицовки. Фирма Tulikivi разрабатывает модели, вес которых может превышать 1 тонну. Похожие каминопечи производит и немецкая фирма Hark. Талькомагнезит периодически используют и многие другие печные производители, в т.ч. и отечественные.

В русских традициях облицовывать печи изразцами. Обвешивать изразцами можно и современные печи с закрытой топкой. По своей теплоемкости изразцовый обвес ненамного проигрывает талькомагнезитовой облицовке, если сравнивать их с учетом массы.

Теплоаккумуляторы для каминов

Увеличить теплоотдачу камина можно также и при помощи специального теплоаккумулятора, который устанавливается над закрытой каминной топкой и является участком дымохода. Это может быть чугунный оребренный дымоход-конвектор. Таких накопителей может быть два и более, если позволяет высота колпака над топкой. Стальные оребренные накопители значительно легче чугунных, а потому повышают КПД камина лишь в момент горения топлива. В то же время в продаже встречаются стальные теплоаккумуляторы, чья конструкция предполагает заполнение или окружение теплоемким массивом, например кусками талькомагнезита. Различные теплонакопители для каминов можно найти в ассортименте фирмы Schmid. Средняя цена таких аксессуаров на сегодня составляет около 1 тыс. долларов.

Теплоаккумуляторы в виде тяжелых плит, располагаемых над каминной кассетой топкой, иногда входят в ее комплект. Материал «теплового балласта» может быть разным – термобетон, талькохлорит и даже вулканическая пемза, которая, несмотря на свою легкость, хорошо аккумулирует тепло.

Если теплонакопитель необходимого размера не получается установить непосредственно над каминной топкой внутри колпака, то его располагают на полу позади камина или же этажом выше. Внутри напольного теплонакопителя находится сложная сеть каналов. Естественной дымоходной тяги для преодоления аэродинамического сопротивления, создаваемого напольным теплонакопителем, может оказаться недостаточно. В таком случае на оголовке трубы необходимо будет установить каминный электрический вентилятор, который в импортном варианте стоит около 700 долларов.

Тепловой «балласт» можно соорудить из шамотного кирпича, например, пристроив отопительный щиток с 2-3-мя дымооборотами внутри. Такой щиток способен повысить КПД каминного вкладыша до 80-90%. Однако важно, чтобы строительство щитка было поручено квалифицированному специалисту.

Камин-котел. Любопытно, что теплоемкость воды в несколько раз превышает теплоемкость любого камня. Практически все производители закрытых топок выпускают также и водогрейные модели, например, французские камины-бойлеры Godin 851 CH, L'Osmos 680116 или Libourne 680117. Эти источники тепла отлично подходят для владельцев загородных домов и дач, которые зимой наведываются туда эпизодически. Для постоянного использования они не очень подходят, поскольку требуют частой подкладки топлива. Зато владельцы каминов-бойлеров всегда имеют запас горячей воды, которая может служить и теплоаккумулятором.

В европейских странах популярны системы с так называемыми мультибойлерами. К расположенному, как правило, в подвальном помещении теплоизолированному бойлеру подключены всевозможные поставщики тепла, как-то: гелиоколлекторы, теплонасосы, котлы и, конечно же, камины. В свою очередь горячая вода из бойлера поступает в контуры отопления и ГВС. Управляет мультибойлером микропроцессорная автоматика. Таким образом, удается наиболее эффективно расходовать энергоносители.