Сердце современного камина - закрытая топка.
Сердце современного камина - закрытая топка.
В материале о современных каминах мы рассказали читателям о том, что такое камин в сегодняшнем его виде и с какой стороны подходить к его выбору. Можно сказать - прошли по верхам и рассмотрели вопрос теоретически. Перейдем к практике. В этой статье мы рассмотрим основу, можно сказать, сердце современного камина - топку.
В зависимости от конструкции и вида, камины можно разделить на несколько типов.
- с открытой топкой
- с закрытой чугунной топкой
- с закрытой стальной топкой.
Я не случайно разделил закрытые топки по материалу изготовления, чуть ниже мы подробно на этом остановимся.
Итак, привычная взгляду и знакомая как по собственным впечатлениям, так и по кино- и телефильмам конструкция с открытой топкой, по сути, представляет собой очаг, сложенный из огнеупорного глиняного кирпича либо камня. Над очагом располагается дымоход, через который продукты горения отводятся из помещения. В зависимости от конкретных условий установки, помещения и профессионализма установщика, параметры работы такого камина могут значительно различаться. Непременное условие работы такого камина - хорошая тяга и наличие приточной вентиляции. Скажем по другому. Помните роскошный камин в Баскервилль-холле из фильма про одноименную собаку? Так вот, дымоход такого камина на зиму затыкали подушкой - иначе остатки тепла в помещении моментально улетучатся в атмосферу, а место относительно теплого воздуха быстро займет холодный из многочисленных щелей. Все дело в том, что полезное отопительное действие такого камина сводится к тепловому излучению, при отсутствии открытого пламени камин превращается в мощную вытяжку, через которую конвекционным потоком и уносится драгоценное тепло. Однако, с эстетической точки зрения, такой камин безусловно является украшением комнаты, гордостью хозяина и центром его маленькой вселенной. Пылающий очаг, разговоры задушевные - и все в таком духе.
На другой стороне эстетической шкалы стоит закрытая топка. Идея закрытой топки не нова - такую конструкцию в отечестве принято презрительно называть "буржуйкой". Происхождение этого слова навевает мысли о начале прошлого века, классовом неравенстве и мерзнущем пролетариате. Однако, это не совсем так. В своем изначальном виде буржуйка - это закрытая металлическая печь с зольником, топкой и дымоходом. В силу небольших размеров и простоты установки такая печь широко использовалась в домах различных слоев общества, да и сейчас её запросто можно встретить на даче или в загородном доме. Основное отличие буржуйки от открытого камина заключается в намного большей теплоотдаче и, как следствие, - большем КПД, что позволяет говорить о ней как о мощном отопительном приборе.
Как известно, помимо центробежных сил в обществе присутствуют и центростремительные силы, позволяющие избежать крайностей и найти золотую середину между эстетикой и функциональностью. Вероятно, именно благодаря желанию объединить в одном устройстве очаг с живым огнем и отопительный прибор появились камины с закрытой топкой. При этом, ни открытый очаг, ни буржуйка не канули в лету и получили новую жизнь в виде открывающейся топки и печи-камина соответственно.
Поясню: отдельные модели закрытых топок позволяют полностью скрыть стеклянный экран за элементами отделки, превращая прежде закрытый камин в открытый очаг.
Соответственно буржуйка получила прозрачную дверцу топки и элегантную внешнюю отделку, превратившись из чисто утилитарного предмета в часть интерьера.
Таким образом, объединив очаг и закрытую печь, мы пришли к основному предмету нашего описания - закрытой топке.
В предыдущей статье я уже упоминал о значительных отличиях в работе открытого и закрытого камина. Они, в первую очередь, касаются полезного действия камина и его теплотехнических характеристик. Остановимся подробнее на том, как достигаются эти отличия и как, собственно, работает закрытая топка.
Конструкция топки.
Как следует из названия, топка представляет собой закрытый сосуд с отверстиями для притока необходимого для горения кислорода и, соответственно, вывода продуктов сгорания. Перемещение газов в топке, в соответствии с законами физики происходит путем конвекции, или, как принято говорить, тяги. Приток воздуха происходит через нижнюю часть топки - колосниковую решетку и может управляться заслонкой, что в свою очередь позволяет регулировать интенсивность горения и расходование топлива.
Отток продуктов горения в дымоход так же может управляться заслонкой - шибером.
Положение шибера определяет силу тяги и, следовательно, интенсивность горения и теплоотдачи. Кроме того, закрытый шибер препятствует выводу теплого воздуха в дымоход при отсутствии или низкой интенсивности горения. К слову, шиберная заслонка не перекрывает дымоход полностью, как это делает, к примеру, заслонка в русской печи. Отчасти, это сделано для предотвращения образования угарного газа в топке до полного сгорания топлива.
При сгорании топлива образуются твердые и газообразные продукты горения. Первые, а проще говоря, зола, попадают в зольник - емкость под колосниковой решеткой и могут быть удалены даже в процессе горения.
Вторые, то, что мы называем дымом, через дымовую камеру попадают в дымоход и оттуда - в атмосферу.
Важная часть конструкции закрытой топки - дверца. Именно она определяет эстетическую составляющую закрытого камина и позволяет любоваться живым огнем.
Дверцы современных закрытых каминов выполнены из стеклокерамики - даже в закрытом виде такой камин позволяет любоваться живым, но при этом вполне безопасным "закрытым" огнем. В зависимости от метода установки, стеклокерамическая дверца может открываться вбок или подниматься вверх с помощью системы противовесов. Существуют модели топок для центрально-стоящих каминов со всеми четырьмя прозрачными стенками. Поднимая их, мы получаем практически первобытный очаг.
Тут, кстати, есть нюанс - различают три типа лифтовых механизмов для камина: цепной, рычажный и на основе стальных тросов. Наиболее надежным считается тросовый механизм, он меньше всего засоряется сажей и более отказоустойчив.
В целом, конструкция камина не так сложна, однако существуют определенные правила и закономерности, которые определяют работу, мощность и условия функционирования топки. Эти ноу-хау, как правило, строго охраняются как печниками, так и промышленными производителями топок. Такие знания либо передаются от мастера к ученику ( поэтому отыскать толкового специалиста-печника довольно непросто), либо являются результатом серьезных исследований, что также налагает определенные ограничения на их передачу и распространение.
Поговорим теперь о работе закрытой топки.
Собственно, все, о чем говорилось выше, служит одной единственной цели - получить высокую теплоотдачу при сохранении эстетической составляющей камина. Для достижения этой цели служит способ установки закрытой топки. Основной особенностью монтажа топки является своего рода "двухслойная" конструкция современного камина.
Для того чтобы камин мог стать полноценным отопительным прибором, необходимо создать условия для теплообмена между стенками топки и окружающей атмосферой. Как раз для этого служит конвекционная камера, образованная наружной поверхностью топки (первый "слой") и внутренней поверхностью облицовки камина (порталом, облицовкой дымохода, стеной помещения - второй "слой"). Между этими двумя поверхностями создается подвижная прослойка воздуха, который, попадая из камеры наружу, обогревает все помещение. Конвекционный приток холодного и, соответственно, отток нагретого воздуха из камеры происходит через специальные отверстия сверху и снизу облицовки, их часто закрывают декоративными решетками и оснащают задвижками для управления процессом. Для лучшей теплоотдачи наружную поверхность топки делают ребристой, увеличивая тем самым площадь её поверхности.
Кстати, если мысленно отойти на пару шагов от этого абзаца и взглянуть на всю конструкцию - в закрытом камине можно запросто увидеть все ту же буржуйку, только скрытую от глаз и помещенную в специально спроектированный кожух. На самом деле и без шуток - конструктивно закрытый камин ближе к классу легкий печей, нежели к каминам как таковым.
Безопасность.
Еще одним важным отличием закрытой чугунной топки от открытого камина является безопасность её работы. Поясню. В процессе горения обычного открытого камина от огня вас отделяет максимум подвижная перегородка, она останавливает летящие угли и частично улавливает тепловое излучение при излишне сильном огне. Согласитесь - весьма иллюзорная защита от искр и пламени.
Стеклянная дверца закрытой топки, напротив, надежно удерживает все то, что должно оставаться в камине и ни при каких условиях не попадать в комнату - дым, сажу и угли от трещащих дров. Собственно, такой камин можно смело оставлять без присмотра, плотно закрыв дверцу топки и отрегулировав тягу колосниковой заслонкой и шибером.
Помимо температуры, домашний огонь опасен так же продуктами горения, конкретно - угарным газом. Как известно, монооксид углерода (СО) является чрезвычайно опасным и даже небольшая его концентрация в воздухе, 0.1%, способна привести к летальному исходу. Образуется угарный газ при сгорании углеводородов в бедной кислородом атмосфере. Такая ситуация возникает, к примеру, если закрыть печную вьюшку при не полностью прогоревших углях. Я уже упоминал о том, что шиберная заслонка топки не перекрывает дымоход полностью, так вот в случае закрытых каминных топок проблема угарного газа как раз и решается таким вот остроумным способом.
Даже если закрыть шибер, тяга и, как следствие, отвод продуктов сгорания полностью не прекратятся. Важным моментом здесь является наличие приточной вентиляции в помещении, если все сделать правильно, то угарного газа можно не опасаться.
А теперь, последнее по порядку, но не по значению - материал изготовления топки.
Вероятно, мне стоило начать рассказ о топках с материала их изготовления, однако я счел уместным несколько отодвинуть эту часть повествования для того, что бы все сказанное до этого позволило читателю построить собственную логическую цепочку и сделать свои, а не навязанные мной выводы.
Итак, существуют камины каменные и металлические. Металлические, в свою очередь могут быть сделаны из чугуна либо листовой стали. Казалось бы, металл и металл, что тут сложного? Однако здесь кроется одна очень важная особенность выбора каминов и её необходимо понимать.
Работа и эксплуатация закрытой топки камина зависят от материала её изготовления ни чуть не меньше, чем от её конструкции и конфигурации. Ключевые слова здесь - коэффициент температурного расширения и теплоотдача.
Коэффициент температурного расширения на практике означает разницу между размерами холодной топки и той же топки в нагретом состоянии. У стального листа этот коэффициент значительно больше, чем у литой чугунной стенки топки. Это, в свою очередь, означает, что размеры нагретой стальной топки ни вам, ни конструктору доподлинно не известны и могут значительно отличаться от тех, с которым эту топку вам устанавливали. Помимо этого, стальная топка изготавливается путем сварки стальных листов, различных по своим свойствам, что может вызвать различную по степени и направлению температурную деформацию. Проще говоря - стальную топку может просто скрутить от пламени. Вывод - встраивать такую топку в декоративную облицовку можно только с большими оговорками и допусками в размерах.
Кроме деформации всей конструкции, последствия неравномерного нагрева грозят и отдельным листам стали из которой изготовлена топка. Такая ситуация хорошо знакома владельцам складных "чемоданных" мангалов. Однажды использованный, такой мангал уже вряд ли удастся собрать в тот компактный чемоданчик, которым он был при покупке. Стальные листы при воздействии высокой температуры причудливо изгибаются и никак не соответствуют первоначальной форме. Даже увеличивая толщину стальных стенок, такую проблему полностью решить не удается. Особенно такая деформация опасна для подвижных частей топки - дверцы, заслонок и шибера.
В свою очередь, чугунная топка, изготовленная методом литья в форму, прекрасно эту форму держит как в холодном, так и в горячем состоянии. Все дело в меньшем коэффициенте теплового расширения и его (расширения) равномерности. Литой корпус расширяется одинаково во всех направления и не деформируется от высокой температуры.
Вторым ключевым словом я назвал теплоотдачу. Так вот - у чугуна она больше. Это означает, что чугунная топка эффективнее нагревает окружающий её воздух и, как следствие, лучше и быстрее отапливает вверенное ей помещение.
Однако не будем окончательно списывать сталь со счетов - существует целый класс каминов, в которых применение стальных топок обосновано и необходимо. Это, главным образом, камины в стиле модерн. Их основная задача - нести эстетику, а не тепло, и с ней стальные топки вполне справляются.
Подведем итоги и сделаем вывод.
Оптимальной, с точки зрения потребительских и эстетических свойств, конструкцией камина является на сегодняшний день вариант с закрытой чугунной топкой. Многообразие вариантов, конструктивных и дизайнерских решений таких каминов позволяет подобрать очаг как в соответствии с интерьером, так и с собственными вкусовыми предпочтениями.
Изготовленная в заводских условиях закрытая чугунная топка обладает определенным набором предсказуемых потребительских свойств, безопасна и эффективна в использовании и является не только замечательным украшением, но и мощным отопительным прибором, радующим и душу, и тело.
Не забывайте, что обогреть дачу или дом можно не только с помощью камина или печки. Попробуйте тепловые насосы, очень выгодный вариант, особенно для обогрева больших помещений. Устройство такого насоса сравнимо с обычным холодильником, экономия достигается за счет использования возобновляемых материалов для отопления.