Как использовать камин для отопления дома, какой вид для этого лучше подходит

Планируя строительство дома, приходится решать важный вопрос относительно способа отопления. Система отопления должна выполнять одну возложенную на нее функцию – быстро и эффективно нагревать воздух во всех комнатах и обогревать дом. Любая такая система основана на том, что воздуху, находящемуся внутри помещения, передается определенное количество теплоты, за счет которого он повышает свою температуру. Передать долю энергии воздуху можно непосредственно, нагревая его в специальных камерах, или использовать для этого промежуточное звено, например, воду.

Известно, что камины давно используются в качестве отопительного оборудования для жилья. Вернее, изначально это было их единственное назначение. На протяжении всей своей истории камины практически не усовершенствовались для увеличения своих показателей.

В наше время все чаще камины стали использоваться, как предмет дизайнерского решения в обустройстве интерьера. Дошло до того, что некоторые модели вовсе не могли проявлять отопительные свойства. Однако истинные ценители прошлых традиций формируют спрос на камины, пригодные для обогрева помещений. В условиях удаленных частных домов, где не может быть использована централизованная система отопления, этот спрос особенно актуален.

Современные отопительные приборы настолько совершенны, что пригодны к применению не только в квартире, но и в двухэтажном доме. Однако камин остается единственным устройством, который сочетает в себе качества источника тепла, элемента декора, живого огня. Вопрос эффективности камина для полноценного обогрева дома долгое время оставался открытым, и вот, наконец, передовые технологии внедрились и в эту сферу. Сегодня существует несколько видов устройств, позволяющих не только получать тепловую энергию, но и качественно передавать ее в пространство комнат дома.

Способы разделения на виды

Любой, кто впервые сталкивается с необходимостью установки камина в помещении, испытывает определенные трудности при ознакомлении с технической частью всех возможных моделей. Это связано с огромным количеством вариаций их исполнения.

Подобная неосведомленность может привести к неверным действиям, что скажется на целесообразности выбора устройства. Чтобы избежать проблем, необходимо ознакомиться с самым простым вариантом классификации каминов, а затем постепенно ее расширять по каждому пункту. Разделение может быть произведено по одному из следующих признаков:

• по виду используемого топлива;
• по способу обустройства в помещении;
• по типу топочной камеры.

Разделение по виду топлива

От используемого топлива зависит общее количество теплоты, которое выделяется за условленное время.

• Дровяные камины пришли к нам из далекого прошлого. Несмотря на определенные недостатки, они до сих пор используются, причем с большой популярностью.
• Альтернативой дровам служит природный газ. Повсеместная газификация сделала этот вид топлива общедоступным и недорогим. Помимо перечисленных качеств, газовые камины для отопления обладают еще целым рядом выгодных преимуществ.
• Имитация живого пламени происходит в различных моделях электрокаминов. Но, кроме этого, они оснащаются обогревателями и выделяют тепло в виде инфракрасного излучения. Электрический камин уж точно не может полноценно отопить сразу несколько комнат.
• Еще одним источником визуального эффекта служит биокамин. Он заслужил популярность, благодаря своей компактности. Но выделения тепла при сгорании биотоплива практически не происходит, поэтому рассматривать такую систему следует исключительно как декоративную.
• Печи для отопления, использующие уголь, тоже относят к каминам. Их топка имеет прозрачную дверцу, следовательно, можно наблюдать за процессом горения. В отличие от камина, печь-камин имеет сложный лабиринт дымохода, который позволяет максимально задействовать внутреннюю энергию теплого воздуха.

Разделение по способу обустройства

При выборе камина данная классификация никак не влияет на его характеристики. Выбирать из пристенных, угловых, встраиваемых или островных каминов следует тот, который наиболее гармонично будет смотреться в интерьере и для которого подготовлены условия к установке.

• Пристенные камины могут использовать все виды топлива и характерны наличием обрамления в виде портала. Устанавливаются вдоль стены.
• Угловые модели созданы исключительно для маленьких помещений. Отсюда вытекает сомнение в возможности использовать такие камины для отопления дома. Но не стоит забывать про эффективные меры повышения КПД и про то, что некоторые дома, например, дачные, могут состоять из одной теплой комнаты.
• Встраиваемые варианты устанавливаются в нишах стен, в углублениях. Этот вид, как и угловой, создан для экономии места в помещении.
• Островные камины обстраиваются по центру комнаты, они обрамлены жаропрочным стеклом, обладают низким КПД и их, как правило, нельзя использовать, как основной источник тепла.

Разделение по типу камеры сгорания

Такая классификация состоит всего из двух составляющих:

1. Камины с открытой топкой являются источником только живого пламени. Их устройство принципиально ничем не отличается от пришедших к нам из древности каминов с тех пор, как стали задумываться о выведении дыма наружу. Многие ошибочно полагают, что открытое пламя очень эффективно прогревает помещение. Но на самом деле, огромная часть тепла улетучивается вместе с дымом, а отапливает всего лишь 20% выделившейся энергии.
2. Другое дело обстоит в закрытых топках, используемых в высокоэффективных каминах. Дверца топки, которая может быть выполнена из огнеупорного стекла, герметично закрывает камеру сгорания. Воздух для горения попадает через специальный канал, способный его дозировать и направлять в верхнюю часть уложенных дровяных поленьев. Горение дров начинается сверху и распространяется вниз. Интенсивность пламени низкая и дрова или пеллеты практически только тлеют. Но общее количество освободившейся энергии остается неизменным. Таким образом, доля полезной энергии достигает 80%. Это серьезная заявка на возможность отопления частного дома.

Воздушная система отопления

Наиболее эффективные решения, связанные с производством и установкой каминов, мы уже рассмотрели. Но выделить тепло и максимально ее использовать – это два различных вопроса, которые придется решать отдельно друг от друга.

Вспомним физику и учтем, что теплопроводность воздуха низкая. Следовательно, наполнить комнату теплым воздухом можно только переносом вещества, то есть, конвекцией. Естественная конвекция хороша тогда, когда в каждой комнате находится свой источник энергии. Для того чтобы один отопительный камин или печка нагрели целый дом, необходимо потоки воздуха от него направлять во все комнаты.

Топка камина устроена таким образом, что холодный воздух поступает снизу. Так как возможность естественной конвекции сразу исключается, то используется вентилятор для нагнетания холодного воздуха. Попадая в пространство между топочной камерой и корпусом, он быстро нагревается.

Здесь необходимо понимать, что максимальная площадь поверхности камеры способствует увеличению КПД. Но размеры камеры не должны превосходить размеры корпуса, к тому же слишком малый зазор между стенками создаст лишнее сопротивление. Технологические расчеты и эксперименты позволили добиться оптимальных геометрических параметров. Вот почему отопительный камин теоретически сделать самому можно, но не рекомендуется.

Нагретый воздух попадает в воздуховоды и разносится по разным комнатам. Подобный метод удобен тем, что служит отоплением для двухэтажного дома. Желательно камин для отопления дома планировать еще при проведении строительных работ. Ведь дымоход и воздуховоды должны быть вмонтированы в стену. Единственный недостаток воздушной системы заключается в ее зависимости от электропитания и в чрезмерной шумности вентиляторов.

Водяная система отопления

Другая идея произвести отопление камином заключается в том, что нет необходимости транспортировать воздух в комнату, находящуюся на расстоянии. Теплоемкость воздуха мала и он может значительно снизить свою температуру, пока дойдет по воздуховоду до нужного места. Можно использовать промежуточное звено – воду. За счет большой теплоемкости она длительное время сохраняет тепло и может обеспечить транспортную функцию для энергии.

Тогда камин для отопления дома должен иметь теплообменник или контур и служить завязкой на системе отопления. Известные нам радиаторы будут играть роль вторичных источников тепла в каждой комнате и нагревать воздух.

В большинстве вариантов исполнения система отопления является открытой. Это значит, что над жидкостью создается атмосферное давление и наивысшая точка представляет собой расширительный бак. Подобная схема позволяет использовать камин как полноценный котел. Но у этой системы есть недостаток – температура теплоносителя ограничена его температурой кипения.

Тот факт, что при увеличении давления поднимается температура кипения, использован в закрытых системах. К такому увеличению давления приводит тепловое расширение жидкости. Для циркуляции используется специальный насос. Камин для отопления с контуром способен работать на дровах и на газе. Но у него есть еще одно важно полезное свойство. Если контур соединить с магистралью водопровода, то энергия топлива будет отдаваться воде. Ее можно использовать для купания или мытья посуды.

Подводя итоги

Для того чтобы производить отопление дома камином, необходимо учитывать многие условия, которые, на первый взгляд, никак не влияют на производительность устройства. Среди этих условий выделяется этажность здания.

Двухэтажный коттедж нагреть гораздо сложнее, чем одноэтажный, идентичный по суммарной площади. Это следует из элементарного закона сохранения энергии. Чтобы поднять теплоноситель на высоту, требуется затрата лишней энергии. Идеальным вариантом в данном случае будет служить установка камина в одном корпусе с разными топками и разными дымоходами. Визуально кажется, что дымоход один, однако в одном корпусе имеется два канала, которые могут использоваться автономно.

Следующий параметр, который придется учитывать, — мощность камина. Она приведена к общей единице для всех типов устройств. Традиционно считается, что подбирать мощность нужно так, чтобы на каждые 10 м 2 приходился 1 кВт энергии. Но опытные мастера рекомендуют по этому параметру иметь небольшой запас.

Камин в качестве основного источника тепла рекомендовано устанавливать только в дачных домах. В связи с тем, что хозяева периодически покидают дом, там не нужно устраивать водяную систему отопления. Ведь при минусовых температурах потребуется каждый раз перед отъездом сливать воду или в качестве теплоносителя использовать другую жидкость с низкой температурой кристаллизации.

Есть универсальный вариант устройства системы отопления. Он заключается в том, что в одну систему можно врезать камин с контуром и котел. Котел будет одним полноценным источником, а камин – второстепенным.

Справочник | Инженерные системы

Вы здесь

Общая характеристика каминов

«Камин» в переводе с латинского означает «очаг». Он представляет собой каменную нишу с выложенным в ней костром, дым от которого отводится через специально оборудованный для этой цели канал. По сравнению с отопительными печами коэффициент теплоотдачи каминов составляет всего лишь 15—20%, поэтому полностью заменить печь камины не могут.

В наши дни камины служат, как правило, не для отопления, а для украшения жилых помещений, создания комфорта и уюта. Они создают в жилище особую атмосферу спокойствия. Такое изменение функционального назначения каминов позволило строителям изобрести конструкции, которые не только прекрасно вписываются в интерьеры комнат, но и сравнительно просты в исполнении, так что их строительство стало под силу большинству мастеров-любителей.

Принцип работы камина основан на излучении теплоты от горящего топлива и разогретых стен топочного пространства, а также на быстрой отдаче лучистого тепла. В отличие от устройства печи конструкция камина не предусматривает наличия петлевых дымооборотов, поэтому горячие газы, не встречая на своем пути никакого препятствия, напрямую выходят в дымовую трубу.

Камин не аккумулирует теплоту, вследствие чего обладает малой теплоемкостью. Греет он в основном только во время горения топлива. При этом он начинает отдавать тепло сразу, поэтому обеспечивает быстрый обогрев холодного помещения. Кроме того, камин способствует перемещению воздуха, а следовательно, и вентиляции комнаты, в которой он установлен. Благодаря этому воздух не застаивается, что препятствует образованию сырости. Для того чтобы камин быстро прогревался и начинал излучать теплоту, его стены рекомендуется делать массивными.

Открытый камин должен располагаться в центре помещения, чаще всего гостиной, столовой, реже спальни. При выборе места для его установки следует учесть тот факт, что камин, хотя и создает сквозняки, сам их «не любит», поэтому размещать его необходимо в стороне от дверных и оконных проемов.

Перед камином следует оставить достаточно свободного пространства, где могли бы разместиться отдыхающие. Сам камин не должен загораживать проходы. С эстетической точки зрения не рекомендуется устанавливать непосредственно над камином ярко горящие светильники, потому что на их фоне горящий в камине огонь будет выглядеть не так эффектно, как хотелось бы. Низкий тепловой КПД камина объясняется тем, что при топке в его открытый проем попадает в 10—20 раз больше воздуха, чем это необходимо теоретически. Воздух уносит в атмосферу значительную часть теплоты. К сожалению, это явление сохраняется даже в модернизированных вариантах каминов.

Исторически камины первыми пришли на смену открытому очагу и переняли от него некоторые достоинства и недостатки. К несомненным достоинствам камина относится, конечно же, доступный для наблюдения огонь, украшающий интерьер помещения, особенно в вечерние часы. Так как камин обладает малой теплоемкостью, растопить его можно довольно быстро, поэтому он обычно используется в качестве средства отопления в периодически посещаемых помещениях гостиниц, турбаз, комнатах отдыха в банях и саунах, а также в садовых домиках.

Среди недостатков камина необходимо назвать следующие: во-первых, он быстро остывает, как только в нем полностью сгорает топливо; во-вторых, в случае необходимости длительного обогрева камин приходится топить непрерывно, а это очень неудобно. К тому же даже во время топки он обогревает только видимую зону, поэтому у сидящего рядом человека обращенные к камину части тела подвергаются перегреву, а расположенные с теневой стороны не обогреваются совсем.

Попытки усовершенствования конструкции камина с целью повышения его теплоотдачи предпринимались еще в XVII веке, когда в России был создан камин со встроенным в топливник вентиляционным калорифером (рис. 1, в). Он представлял собой глухую коробку, снабженную патрубками для входа холодного и выхода нагретого воздуха. В результате нагрева приточного воздуха часть вырабатываемой таким камином теплоты утилизировалась, что способствовало некоторому повышению теплового КПД.

Рис. 1. Камины и каминопечи: а — камин: 1 — дымовая труба; 2 — под; б — камин с чугунной решеткой: 1 — дымовая труба; 2 — решетка; 3 — таган; 4 — под; в — камин с воздушным калорифером: 1 — коробка; 2, 3 — входной и выходной воздушные патрубки; г — камин с трубой: 1 — душник; 2 — дымовая труба; 3 — воздушный канал; д – печь-камин: 1 – подъемный газоход; 2 – топочная дверка; 3 – опускной газоход; 4 – душник

Позднее камины начали оснащать дымооборотами, превратив их тем самым в каминопечи (рис. 1, г), которые первоначально снабжали дымооборотами, изготовленными из металлических насадных труб. Насадная дымовая труба (2) проходила внутри воздушного канала (3). Циркулировавший наружный или комнатный воздух, поднимаясь вдоль раскаленной трубы, нагревался и через жаровой душник (1) попадал в помещение. Такая конструкция имела два недостатка: насадная труба обладала малой теплоемкостью, а в результате сильного ее разогрева при топке печи воздушная пыль пригорала на ее поверхности.

На рис. 1, 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. 1, 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. 2, 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.2. Конструкции каминов: а — закрытый; б — полуоткрытый; в — открытый

На рис. 2, 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. 2, 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.

Размеры каминов (мм) в зависимости от площади помещения