Кирилл Борисов - Строим печи и камины
На рис. 80, д изображена печь-камин с кирпичными дымооборотами. Продукты сгорания в ней проходят сначала через подъемный (1), потом через опускной (2) газоход (разрез 1–1), а затем направляются в дымовую трубу. Газоходы со всех сторон окружены каналами с циркулирующим воздухом (3). В нижнюю часть этих каналов (разрез 2–2) поступает холодный, а через душник (4) выходит нагретый воздух. Стенки каналов (3), заключенные в стальные футляры, выкладываются в четверть кирпича. Дальнейшие модернизации каминопечей еще более приблизили их конструкцию к печной.
Основным отличием камина от печи является большое сечение топочного отверстия, что с технической точки зрения имеет следующие недостатки: во-первых, в топливник проникает большое количество избыточного воздуха; во-вторых, иногда из-за каких-либо случайных причин происходит временное опрокидывание тяги.
Для того чтобы устранить недостатки, камины начали оснащать двойными дверками (рис. 80, д) , которые перекрывали все сечение камина, причем наружная дверка выполняла декоративную функцию, а внутренняя, снабженная поддувальными отверстиями, была рабочей. Топка, как правило, производилась при открытой наружной и закрытой внутренней дверке. Камин также можно было топить и с двумя открытыми дверками.
Таким образом, в результате длительного усовершенствования конструкции каминов к настоящему времени определились три основные их разновидности:
— закрытые или встроенные в капитальные стены;
— полуоткрытые или пристроенные к стене;
— открытые или свободно стоящие.
Конструкция закрытого камина показана на рис. 81, а . Топочное пространство такого камина, так же как и дымоход, утоплено в массиве стены. Закрытый камин удобен тем, что он не занимает полезной площади помещения.
Рис. 81. Конструкции каминов: а — закрытый; б — полуоткрытый; в — открытый
На рис. 81, б изображены полуоткрытые камины, пристроенные к стене. Дымоходы от этих каминов могут быть проложены внутри стены или пристроены к ней, но не связаны с ее конструкцией.
Наиболее выразительными в эстетическом отношении являются полностью открытые камины (рис. 81, в) . К тому же они сравнительно просты в исполнении. В отличие от встроенного в стену камина теплота от открытых каминов распространяется во все стороны.
Однако, наряду с несомненными достоинствами, следует назвать также и ряд недостатков открытого расположения каминов. По сравнению с другими типами открытый камин занимает гораздо большую площадь в помещении. К тому же тем, кто решил построить такой камин в своем загородном доме, придется предпринять дополнительные меры противопожарной без опасности.
При выборе конструкции камина следует также правильно подобрать его размер в соответствии с площадью помещения (табл. 3 и 4) .
Таблица 3. Размеры каминов (мм) в зависимости от площади помещения
Таблица 4. Конструктивные размеры (см) закрытых и полуоткрытых каминов при высоте дымовой трубы 10 м
В зависимости от способа подачи тепла в помещение все камины можно подразделить на камины с чистым излучением (старогерманский) (рис. 82) и с излучением и дополнительным конвективным подогревом воздуха (рис. 83) .
Рис. 82. Камин с чистым излучением (старогерманский): 1 — зольник; 2 — золовой канал; 3 — решетка топливника; 4 — заслонка; 5 — отверстие для чистки газохода
Рис. 83. Камины с подогревом воздуха: а — с калорифером: 1 — выход нагретого воздуха; 2 — дымовая заслонка; 3 — решетка; 4 — вход холодного воздуха; б — с каналом для нагрева приточного воздуха: 1 — выход нагретого воздуха; 2 — вход холодного воздуха
В каминах первого типа эффект излучения усиливается за счет установки задней и боковых стенок под наклоном. Кроме того, чтобы увеличить излучение, применяют так называемые зеркальные отражатели — листы нержавеющей стали, которыми закрывают наклонные стенки.
В каминах второго типа боковые и задняя стенки выполняются двойными. Воздух в них нагревается за счет естественной циркуляции (конвекции) во внутреннем кожухе.
С целью повышения обогревательной способности разработаны комбинированные конструкции, состоящие из обычного радиационного камина и отопительной печи. Возможно также сочетание камина с водяным отоплением. Для этого на задней стенке топки устанавливают водяные нагревательные элементы (радиаторы), по которым циркулирует вода из системы отопления. Такая конструкция предусматривает наличие в топке камина колосниковой решетки, на которой сжигается топливо.
Как уже указывалось выше, камины с чистым излучением обладают небольшим тепловым КПД. Для повышения теплопроизводительности камина были разработаны конструкции с дополнительным нагревом приточного воздуха. В таком камине задняя и боковая стенки топочного пространства окружены полостью, которая на уровне пола комнаты имеет закрывающиеся жалюзи — отверстия для забора воздуха. Входящий в них воздух направляется в наиболее нагретые участки топочного пространства, откуда, уже теплый, поступает в помещение через выпускное отверстие, устроенное в верхней части кожуха. Эту полость рекомендуется изготавливать в виде короба из стального листа с присоединительными элементами для входного и выходного воздушных отверстий (рис. 83, б) .
Однако описанная конструкция имеет серьезный недостаток: при соприкосновении нагреваемого воздуха с раскаленной кладкой содержащаяся в нем пыль пригорает к ее поверхности. Поэтому отопление лучше проводить не циркуляционным, а приточным атмосферным воздухом.
В Великобритании, где широкое распространение получили камины с воздушным обогревом, специалисты провели исследования по сравнению эффективности каминов обычной конструкции и с дополнительным воздушным подогревом. В ходе исследований было установлено, что в обычных каминах используется всего лишь 15–18 % теплоты, выделяемой сожженным топливом, а в каминах с воздушным подогревом этот показатель увеличивается в среднем в 2 раза и достигает 36 %, причем примерно третья часть от этого количества передается за счет циркуляции воздуха.
В конструкциях с воздушным подогревом нередко отсутствует дымовой карниз, а топочное пространство пирамидально уменьшено до соединения с расположенной над ним дымовой трубой. При этом создается некоторая опасность задувания топочных газов в помещение.
На рис. 84 изображены камины с боковым расположением дымового канала, при котором уменьшается опасность опрокидывания тяги в камине и задувания газов в отапливаемое помещение (рис. 84, б) .
Рис. 84. Камины с боковым расположением дымового канала: а — угольный: 1 — перекидной клапан; 2 — выход нагретого воздуха; 3 — вход холодного воздуха; б — дровяной: 1 — камин; 2 — соединительный газоход; 3 — дымоход
Помимо обычного камина, который отапливается дровами, в Англии распространены камины для сжигания угля (рис. 84, а) . Глубина топочного пространства такого камина составляет 25 см, ширина — 45 см, а высота — 70 см. Уголь сжигается в футерованной топке на колосниковой решетке, под которой находится коробка для золы. Ночью камин может работать на малом огне, с закрытой заслонкой приточного воздуха. Для уменьшения сквозняков конструкция камина предусматривает подачу в камин наружного атмосферного воздуха по каналу, проложенному под полом. Одна часть приточного воздуха через колосниковую решетку попадает в топочное пространство, а другая — в воздухонагревательные каналы. Поступление в камин воздушных потоков регулируется специальными жалюзи.
Устройство и эксплуатация каминов
Наибольшее распространение получили закрытые камины, встроенные в стену. Конструкция одного из них приведена на рис. 85 . Камин состоит из декоративного обрамления, или портала, и топочного пространства (9), которое, в свою очередь, включает днище очага (4), заднюю (5) и боковую (6) стенки, дымовые коробки (7) и трубу (8).
Рис. 85. Камины с боковым расположением дымового канала: а — угольный: 1 — перекидной клапан; 2 — выход нагретого воздуха; 3 — вход холодного воздуха; 4 — днище очага; 5 — задняя стенка; 6 — боковая стенка; 7 — дымовая коробка; 8 — труба б — дровяной: 9 — топочное пространство
Площадку перед порталом выкладывают из огнеупорного или обычного красного кирпича с расшивкой швов. Ширина площадки, начиная от фронта портала, должна быть не менее 50 см, а с боков — перекрывать отверстие на 20 см и более. Площадка имеет не только противопожарное назначение, но и выполняет декоративную функцию, поэтому ее кромки можно обшить деревянными наличниками. Покрытие площадки железным листом уступает кирпичной кладке не только в эстетическом, но и противопожарном отношении. После завершения кладки внутренней конструкции и перед настилкой пола сооружают декоративный кожух портала.
