Камин с встроенным водяным контуром работает так же, как дровяная печь для отопления, в конструкцию которой вмонтирован теплообменник системы отопления.
Содержание
Типы водяных печей
- установки, работающие на традиционных дровах. Оговоримся, что такие очаги не должны быть слишком производительными, так как неизбежен выход очага из строя раньше, чем это надо.
- печь «Булерьян» отличается тем, что в ней не предполагается установка специального регистра для нагрева теплоносителя. В «Булерьяне» вода или антифриз нагреваются в самой печи, при этом для повышения производительности прибора предусмотрен дополнительный отсек, куда поступает древесный газ.
- тепловые печи, выполненные из прочного чугуна, представляют устройства, в основе которых имеется чугунный корпус, где осуществляется получение тепла. Очень неплохие печи, если говорить простым языком, они покупаются «на века», так как чугун относится к тем материалам, которые обладают высокой долговечностью и надежностью своего использования. Только водяной корпус в приборе выполняется из тепловой стали, все остальное – чугун.
Из чего состоит
Конструкция предельно проста: корпус, топка, теплообменник. Корпус может быть отдельно стоящим. Его иногда вмуровывают в массив стены или декоративное обрамление из кирпича, кованых или каменно-скульптурных изделий. Топка стальная, но колосники обычно чугунные. Теплообменник сварной из цельнотянутых труб. Снизу топки присоединен воздуховод, а сверху — дымоход.
Корпус
Металлический кожух аквакамина внутри полый. Между наружной и внутренней стенками циркулирует вода. Именно здесь начинается ее нагрев, а затем она поступает в верхний регистр теплообменника. Вследствие такого технического решения внешняя оболочка даже теоретически не может нагреться выше 100 °С, поэтому вполне пожаробезопасна.
На верхней плоскости иногда располагают варочную плиту. Такая конструкция актуальна для небольших дачных домиков, где кухня, столовая и гостиная совмещены в одной комнате.
Камера сгорания
Обычные камины имели низкий КПД на уровне 20 % из-за несовершенного отбора тепла при горении топлива. Обогрев комнаты происходил за счет инфракрасного излучения пламени. Спереди был большой портал, чтобы лучи от огня могли согреть максимальную площадь помещения.
Дополнительно небольшое количество тепла нагревало воздух в доме за счет конвективной теплопередачи от раскаленного корпуса. Остальные 80 % тепла улетало через дымовую трубу вместе с продуктами горения — раскаленными газами.
Конструкция аквакаминов предусматривает возможность изменения скорости горения топлива регулированием поступления приточного воздуха в нижнюю часть топки. Портал закрыт жаропрочным стеклом. Оно перекрывает бесконтрольный доступ воздуха к огню, что делает аквакамин пожаробезопасным.
Чтобы уменьшить вероятность возникновения сквозняков, предусматривают поступление воздуха в топку по трубе. Снаружи устанавливают мелкую решетку от грызунов и кошек. Перед камином имеется регулировочный шибер.
Сверху портала находится система «чистое стекло» — продольная щель с направляющими для небольшого количества приточного воздуха из комнаты. Поток холодного воздуха «стекает» по внутренней части стекла, препятствуя загрязнению копотью.
Теплообменник (контур водяного отопления)
В верхней части топки располагается регистр труб для отбора тепла от раскаленных газов. Внутри труб протекает теплоноситель — вода. Если мощность аквакамина очень велика, то дополнительные регистры располагают вдоль боковых и задней стенок топки. Для улучшения теплообмена и увеличения КПД должен быть циркуляционный насос. В результате эффективность аквакамина повышается до 80 %.
При нагревании вода увеличивает свой объем, поэтому необходима установка расширительного бачка. При открытой системе отопления его устанавливают в самой верхней точке — обычно на чердаке. При закрытой — бачок мембранного типа монтируют в любом удобном для обслуживания месте. Рядом монтируют манометр, а также предохранительный клапан.
Дымоход
Для отвода газообразных продуктов горения применяют керамику или металл. Керамические дымоходы долговечны, но дорого стоят и отличаются трудоемкостью монтажа.
Труба дымового канала глазурована при изготовлении. Это препятствует налипанию сажи, облегчает очистку. Она отделена от корпуса дымохода термостойкой теплоизоляцией. Внизу расположена емкость для сбора конденсата.
Основные характеристики керамических дымоходов:
- срок службы — свыше 25 лет;
- стекловидная поверхность препятствует отложению сажи;
- пожаробезопасны;
- не прогорают;
- значительная масса должна опираться на фундамент;
- высокая стоимость комплектующих;
- сложный монтаж.
Устройство и функционирование топки для камина с водяным контуром
Благодаря своим основным функциям топка имеет конструкцию, которая в значительной степени отличается от устройства обычной печи, в которую встроен теплообменник. Принцип работы устройства, предназначенного для камина, заключается в следующем:
- топочная камера нагревается постепенно во время сгорания дров или угля;
- Теплоноситель циркулирует в контуре и нагревается от воздуха, поднимающегося в топке кверху;
- Нагретая вода поступает в систему отопления, отдавая свое тепло приборам, которые и нагревают пространство в доме.
Остывший теплоноситель возвращается обратно в водяной контур. Обеспечивают все эти показатели пустоты, которые располагаются внутри топки – они также заполняются теплом, обеспечивая беспрерывный нагрев воды или антифриза внутри контура.
Благодаря этому показатели по теплоотдаче намного выше, чем при использовании обычного камина или небольшой печки. Именно поэтому топка может использоваться в качестве единственного источника тепла в помещении.
Для того чтобы достичь максимальных показателей по обогреву или протопить большой дом, затратив минимум ресурсов, рекомендуется применять систему «топка-котел».
В этом случае прогрев помещений будет происходить беспрерывно, так как во время отсутствия в доме людей основную работу возьмет на себя котел, а в период, когда в доме кто-то находится, задействуется каминная топка.
Как выбрать
Водяной камин, цена на который зависит от выбранного производителя, мощности и функциональности оборудования, требует тщательного подбора. Перед покупкой необходимо обратить внимание на ряд следующих факторов:
- Если помещение или суммарная площадь комнат является достаточно большой, вам понадобится оборудование с большим объёмом топочной камеры. При этом такие модели с большой топкой требуют закладки большого количества дров или угля. Следовательно, расход у таких каминов большой, в сравнении с моделями, имеющими небольшую топку, которые подходят для установки в маленьких дачных домиках;
- Для эффективности обогрева достаточно большого дома с множеством комнат или несколькими этажами, лучше все6го отдать предпочтение топкам с водяным контуром, которые будут дополняться бойлером и электрическим насосом;
- Большую роль играют габаритные размеры каминной топки. Для квартиры или дачного домика подходят миниатюрные угловые модели, в то время как для просторного дома, в гостиной можно установить массивный пристенный или островной камин с порталом.
Возможности использования
Хорошо, когда загородный участок газифицирован. Выбор отопления однозначен. В связи с повышением цен на энергоносители, для многих проблема поиска альтернативного обогрева становится актуальной. Ситуация не критичная, если использовать камины печи для отопления. Их задействуют в паровом, водяном или воздушном отоплении. Мощность устройства и выбранная система будут определять степень интеграции водогрейного прибора.
В качестве основного источника отопления
Классические камины и печи хороши для небольших домов и дач. На что рассчитывать владельцам таунхаусов и коттеджей? На помощь придут твердотопливные камины с водяным контуром.
Водяная система отопления самая популярная из-за своей функциональной простоты, практичности и доступности материалов. К тому же она может быть полностью автономна при устройстве с естественной циркуляцией теплоносителя. Присоединив камин с контуром отопления к водяной системе, обеспечивается равномерный обогрев жилого здания.
Вариант с применением водяного камина в качестве основного водогрейного прибора в системе отопления требует определенных условий:
- Ежедневная работа – для поддержания огня необходимо постоянное проживание в доме.
- Соотношение мощности и площади (объема) помещений. Чем больше площадь, тем более мощный отопительный агрегат требуется для работы. Условием принимается 1 кВт на 25 куб. м помещения.
- Хозяйственные потребности. Помимо отопления, необходимо получить горячую воду и приготовить еду.
- Вид топлива – для более эффективного использования возможно применение угля или пеллет.
- Выбор оборудования (топка), разводки, схемы подключения. Поскольку водяная система отопления имеет различные варианты обустройства – открытая или закрытая; одноконтурная, двухконтурная или трехтрубная, оборудование подбирается согласно выбранной схеме.
Система обогрева проектируется индивидуально для каждого дома исходя из его особенностей.
Вспомогательная роль
Многие рекомендуют использовать камин с водяным контуром отопления в качестве резервного обогревательного устройства. Интегрированный в уже существующую отопительную систему он будет выполнять несколько задач:
- экономия энергоресурсов;
- сохранение декоративной функции;
- увеличение КПД отопительной системы;
- поддержание микроклимата – не сушит воздух.
Варианты слияния могут быть разные: основные источники – газовые или электрические теплогенераторы, твердотопливные котлы. При этом работа основного агрегата может прерываться автоматически или вручную, когда будет подключаться дополнительный. Хотя могут работать и одновременно, скажем, в большие морозы. Удачным сочетанием является работа камина днем, а ночью – электрического или газового котла.
Преимущества
Установка камина придает дизайну изысканность. Комнату можно быстро прогреть при резком похолодании снаружи или после долгого отсутствия в загородном доме. И сразу же заработает система отопления всего здания.
Выгоды от приобретения водяного камина на этом не заканчиваются:
- Причудливо переливающиеся огоньки пламени — это одна из трех картин, на которые можно смотреть бесконечно. Отдых у огня — самый древний, расслабляющий и успокаивающий.
- Конструкция камина не содержит движущиеся механизмы. Там просто нечему ломаться. Долговечность обеспечена тысячелетним опытом использования открытого огня.
- Корпус водяного камина двойной. Внутри циркулирует вода из системы отопления дома. Металл не перегревается от контакта с открытым пламенем, поэтому срок службы изделия измеряется десятилетиями.
- Традиционный камин, оборудованный теплообменниками, подключенный к отопительной системе здания, имеет коэффициент полезного действия (КПД) 80 %. Это уровень современных теплогенераторов.
- К аквакамину можно подключить бойлер для обеспечения коттеджа горячим водоснабжением.
- Пожаробезопасность гарантирует применение термостойкой прозрачной дверцы топки. При этом мягкий инфракрасный спектр пламени свободно проникает сквозь стекло, приятно греет хозяев камина, создает уютную, теплую атмосферу.
- Дешевое топливо: дрова, уголь, топливные брикеты — дает ощутимую ежегодную экономию.
- Печное, каминное отопление полностью автономно, что позволяет строить загородный дом вдалеке от газовых и электрических сетей. Наличие небольшого по мощности электрогенератора обеспечивает возможность применения автоматизированной пеллетной подпитки топки для длительного беспрерывного горения.
- Современные водяные камины достаточно легкие. Их можно установить без фундамента на негорючее основание, например, из керамической плитки.
- Разнообразный дизайн современных каминов имеет общую характеристику — компактные размеры при достаточно высокой тепловой мощности, что важно для небольших комнат.
- Отсутствует инерционность, присущая традиционным массивным печам. За считанные минуты разгоревшееся пламя согреет комнату, где установлен камин с водяным контуром. Если предусмотрен циркуляционный насос, то всему зданию не страшны резкие перепады температур наружного воздуха.
- Цена массивного каменного камина или печи вместе с фундаментом и дымоходом превосходит стоимость камин с котлом водяного отопления, монтаж которого достаточно прост, поэтому возможна установка своими руками. А профессионального каменщика сейчас найти сложно, его услуги дорого стоят.
- При комбинированной системе отопления возможна экономия до 50 % начальной стоимости газового оборудования. Максимальная мощность котла рассчитывается на минимальную зимнюю температуру.
Недостатки
- При сильном ветре возможна обратная тяга. Дым, сажа попадают из камеры сгорания в помещение. Чтобы избежать такой неприятности, дымоход должен возвышаться над коньком крыши или быть от него на определенном расстоянии. Точные значения для конкретного случая рассчитываются на основании строительных норм и правил (СНиП). Стабилизировать, усилить тягу поможет установка дефлектора.
- Если загородный дом не предназначен для постоянного проживания, то зимой воду из системы отопления надо сливать на время отсутствия. Иначе трубы лопнут. Долговечность здания, сохранность интерьера будет гарантирована, если внутренняя температура поддерживается на уровне не ниже +10 °С. Этого можно достичь автоматизированной пеллетной подачей топлива или установкой электрического котла для дежурного отопления.
- Монтаж камина дороже, чем подключение электрокотла. Но электроэнергия — один из самых дорогих видов «топлива». К тому же перебои энергоснабжения не редкость.
- Требуется регулярная чистка дымохода от сажи 2 раза в год, а при интенсивной эксплуатации чаще.
Пять причин не делать каминопечь с водяным контуром
Если не делать железный (чугунный, стальной) камин с водяным контуром, то что тогда делать? Конечно, нужно повысить теплоемкость системы или КПД, или и то и другое сразу. При этом, не упуская вопрос надежности.
Сейчас, так сказать, «в тренде» делать большой многокубовый теплоаккумулятор (огромный утепленный бак с водой). Если такой бак нагреть один раз, вода, циркулируя – довольно долго поддерживает тепло в доме. Но это тема отдельной статьи, это экономный вариант и скорее вспомогательный агрегат, чем какой то «волшебный» ключик.
Можно сделать каминопечь с водяным контуром. Какие тут могут быть подводные камни? На самом деле, даже если камни тут подводные, вода в этой реке достаточно прозрачная, но не все смотрят под ноги… когда переходят ее.
- Во-первых, нужно учитывать, что в кирпичных печах встроенный регистр ухудшает эксплуатационные свойства. При холодном теплоносителе, с регистра в колпаковой печи выпадает до двух литров конденсата (стекает на пол). Это, само собой, портит печь и вызывает другие проблемы, потому что, во-вторых, при этом, повышается влажность в печи, в трубе, печь каждый раз приходится просушивать. То есть возникают сложности при растопке. При этом мы не рассматриваем регистры в топке, ведь это каминопечь и она предполагает какую-то эстетику, а не сугубо экономические и технические расчеты.
- Во-вторых, на регистре в колпаковой печи возникает много сажи, причиной тому тот же конденсат – низкая температура теплоносителя. Чистить такую печь достаточно затруднительно, ремонтировать тоже.
- В-третьих, если встроить регистр в простую одноконтурную каминопечь, для поддержания высокой температуры теплоносителя, надо будет все же протапливать достаточно часто, а это повлечет большую термическую нагрузку на кладку. Соответственно срок службы такой печи резко сокращается.
- В-четвертых, возможно, Вам и не нужно делать водяной контур. Об этом далее.
Нужен ли Вам водяной контур – как понять?
Личный опыт. Мы делаем печи с водяным контуром в двух случаях: 1. если планировка дома неудачная для печного отопления (для отопления печью на дровах). Второй случай – заказчик требует 100% полную автономность от электросетей. А дом при этом все-таки больше чем рекомендуемый тепловой контур для одной печи, а печь предполагается одна.
Рассмотрим первый вариант – неудачная планировка. Неудачной планировкой я называю наличие в доме удаленных спален, куда будет долго достигать конвективное тепло. Так же длинные коридоры, продолговатая форма дома при одном этаже. Но это только первые признаки. При детальном анализе принимается в расчет материал стен и способ утепления, расположение и размер окон. Рассчитываются показатели региона строительства и еще с десяток-другой показателей, важных при отоплении печью.
При требовании заказчика к полной автономности от электросетей, зачастую, не принимается в расчет надежность и долговечность печи. Как правило, такие дома не очень хорошо утеплены (сэкономлено на строительстве). Да и на печи тоже экономия присутствует, т.к. для регистра желательно делать печь-котел, а не просто каминопечь. Не принимается в расчет возможность разместить две печи, или двухэтажную печь. Или две печи – одна на другой, — опять же из соображений экономии.
В проектировании печного отопления кроме ряда базовых параметром желательно учитывать множество факторов и дополнительных параметров. Нужно знать некоторые житейские нюансы, о которых знает не любой проектировщик отопления, и даже не любой проектировщик ПЕЧНОГО отопления.
Допустим у Вас уже построенный, может быть, давно дом. И Вы хотите выложить/переделать печь или каминопечь. В таком случае так же лучше очень обстоятельно подойти к вопросу. Мой опыт показывает что заказчик, сталкиваясь с нюансами печного отопления, не сразу может ответить на вопросы по отоплению дома. Т.е. эта работа не только для проектировщика, но и для заказчика. Ведь у каждой печи, у каждого расположения печи, у каждого варианта планировки есть свои особенности.
Как правильно сделать печь камин с водяным контуром?
Чтобы правильно выложить каминопечь, надо принимать во внимание все вышеперечисленное в статье. Я бы советовал избегать использования воды при отоплении дома печью, для этого надо детально проанализировать Вашу ситуацию.
Если все же встраивать регистр в кирпичную печь, то делать ее надо по типу котла. Для этого нужно делать полностью двухконтурную печь – футеровать шамотом не только топку камина, но и канал где находится регистр. Это повысит теплоемкость и надежность печи. Печь не будет бояться «перетопов», теплоноситель будет медленнее остывать, потому что снизится показатель отдачи тепла «от стенок»/«внутри» (теплоноситель).
Так же такие печи лучше делать гибридными, т.е. встраивать в систему с электрокотлом и термодатчиком – для поддержания температуры теплоносителя. Это оздоровит печь: уменьшит количество конденсата, упростит растопку холодной печи, да и печь не будет так остывать. В такой системе желательно делать давление и насос. Здесь мы уходим от полной автономности. К тому же если рассматривать электричество как дополнительное отопление, то его можно реализовать лучшим образом – чтобы не делать водяной контур. И при расчетах, получится что это может быть
эффективнее и дешевле.
Пеллетный камин
Особняком в рассматриваемой категории стоит твердотопливный камин на пеллетах, его тоже начали выпускать с водяным контуром. Практически все эти агрегаты однотипные: закрытая топка с горелкой, емкостной теплообменник, который расположен за топкой, бункер для пеллет, блок управления.
Подача топлива осуществляется автоматически при помощи шнекового привода, воздух перемещается одним или двумя вентиляторами. Предусмотрен и зольник. Присоединение к отопительной магистрали, как во всех каминах. Производители обращают внимание на применение в качестве дымохода нержавеющих труб, в том числе дымоходов из нержавейки, которые сделаны своими руками.
Большим плюсом пеллетных каминов является автоматизация процесса работы. В бункер можно загрузить 15-20 кг пеллет и этого хватит на полтора–два дня горения при умеренном режиме. При работе на максимальной мощности расход увеличится в два раза.
Два жирных минуса портят репутацию этих устройств. Во-первых, для функционирования не обойтись без электричества, как и в случае с обычными электрокаминами. Во-вторых, необходимо регулярно чистить горелку, а если засыпать некачественные гранулы (довольно частое явление), то она может вообще перестать работать.