Отправляясь в загородный дом, отапливаемый камином, его владелец наверняка планирует не только созерцать живой огонь через обзорное стекло, но и, например, хорошенько отоспаться, не заботясь о регулярной закладке дров в топку. С обычным камином это, пожалуй, не получится, а с теплоаккумулирующим — в полной мере.

Почему аккумулирование

Тепло от камина или печи распространяется двумя способами — конвекцией и излучением. В первом случае энергия передается потоком воздуха, обтекающего нагретую поверхность. во втором — посредством электромагнитных ваш инфракрасного спектра. Как правило, в обогревателе предусмотрено комбинирование этих двух способов.

теплоаккумулирующий камин-1

Обычный камин с закрытой топкой осуществляет нагрев воздуха, а также излучает тепло непосредственно от пламени, через стекло. Такой прибор способен быстро нагреть помещение, но после прогорания дров отдача тепла также довольно скоро прекратится. Современные керамические теплоаккумулирующиие печи создают в доме исключительный комфортный и полезный микроклимат и радуют владельцев целительным теплом.

Закрытые камины могут работать в режиме длительного горения (при ограниченном поступлении воздуха в топку), но это приводит к понижению производительности, и возможно только в не слишком холодные периоды или при поддержке других источников тепла. Кроме того, подобная эксплуатация вызывает загрязнение обзорного стекла (если нет специальной защиты) и всего газового тракта продуктами неполного сгорания древесины. Так что для продления времени между закладками дров и равномерного поддержания температуры в отапливаемом помещении независимо от цикличности горения желательно предусмотреть аккумулирование тепла от камина.

теплоаккумулирующий камин-2

Запасать тепло впрок можно за счет использования достаточно массивной каминной печи, полностью или частично (например, в облицовке) выполненной из теплоемкого материала, оснащения камина встроенными накопителями. Комбинирования его с дополнительными теплоемкими конструкциями, нагрева воды с передачей тепла в накопительный бак системы отопления. Все эти способы находят воплощение в домашних твердотопливных обогревателях.

Перед европейскими производителями отопительного оборудования сейчас стоит непростая задача, над решением которой они неустанно работают: повысить теплоаккумуляционные свойства камина или печи, не увеличивая при этом мощность.

теплоаккумулирующий камин-3

Не все теплоаккумулирующие конструкции предполагают контакт с продуктами горения и воздействие на них высокой температуры. Это не происходит, если накопление тепла идет в облицовке камина. На производстве широко применяются не только огнеупорный талькомагнезит, но и другие виды камня — гранит, базальт, мрамор и т.д. По своим теплофизическим свойствам, не говоря уже об эстетических, горные породы достаточно хорошо соответствуют такому использованию.

Эффективны и облицовки из специальных бетонов. По своим свойствам искусственный камень не уступает натуральному. Даже простой бетон с гравийным наполнителем сравним по характеристикам с природным материалом. Что уж говорить о модифицированных композитах. Иногда на производстве каминов в Норвегии добавляют в облицовочный бетон два десятка ингредиентов и армируют его проволокой.

теплоаккумулирующий камин-4

Отметим, что аккумулировать энергию в конструкции камина можно с передачей тепла облицовочному материалу или без этого. Во втором случае кожух в который помещается каминная топка, делают теплоизолирующим, а накопленное конструкцией тепло отдается циркулирующему воздуху. Такой способ бывает предпочтителен в определенных условиях. Но нагрев облицовочного материала обеспечивает поступление в помещение — лучевого тепла — куда более мягкого, чем от пламени горящих в топке дров, и без конвективных потоков, которые могут переносить пыль и восприниматься как сквозняк.

В отличие от конвективных теплообменников, задача которых — передавать уловленную энергию нагреваемому воздуху, аккумулирующие насадки необязательно имеют развитую наружную поверхность. Но их внутренние каналы должны обеспечивать плотный контакт с дымовыми газами.

Brunner (Германия) выпускает и модульную теплоаккумулирующую систему, которая также врезается в газоотводящий тракт после каминной топки. Она состоит из колен и прямых элементов весом порядка 20 кг, выполненных из плотного керамического материала. Из этих модулей можно собрать накопительный блок нужной массы (вплоть до 1000 кг) и формы, чтобы затем разместить его в примыкающей к камину обогреваемой конструкции — внутренней стене дома, перегородке и т.д.

Компания Spartherm разработала и производит несколько типов теплонакопительных элементов, предназначенных для установки на различные модели своих топок и каминных печей, благодаря которым существенно снижаются энергозатраты и улучшается теплоотдача.

Хорошая теплопроводность исключает ситуацию, когда печь приходится долго топить, прежде чем она начнет отдавать тепло в помещение, а потом после вашего отъезда из загородного дома остается приличный запас уже не нужного тепла. При одинаковой конструкции обогреватель из материала с высокой теплопроводностью отдает энергию более своевременно. Правда, ограждающие элементы теплонакопителя не должны быть и чересчур проницаемы для тепла, иначе «аккумулятор» разрядится слишком быстро.

Термографические исследования немецкой компании Schmid показывают: хорошо протопленная каминная печь с современной массивной облицовкой продолжает достаточно равномерно отдавать тепло в помещение в течение не менее четырех часов после предшествующей топки такой же продолжительности.

Каминные печи с теплоаккумулирующими облицовками из натурального камня и (или) термобетона выпускают многие компании. Теплоаккумулирующие камины Schmid, например, можно демонтировать и перевозить, как мебель.

теплоаккумулирующий камин-5

Изразцовые теплоаккумулирующие камины

Говоря о теплоемких облицовках, нельзя не упомянуть изразцы. Выполненные из обожженной гончарной глины, они имеют хорошую аккумулирующую способность, а конфигурация их поверхности увеличивает долю тепла, передаваемого облицовке, а от нее — в помещение.

Значительно продлить время отдачи тепла каминной печью можно за счет встроенного накопителя из натурального камня или термобетона. Целый ряд фирм предусматривают его в базовой комплектации или предлагают в качестве опции.

Известный финский производитель теплоаккумулирующих обогревателей из талькомагнезита компания Tulikivi традиционно использует этот камень для изготовления внутренней и внешней части своих каминных печей. Кроме того, для облицовки фирма применяет керамику и композит Tulikivi Figure, представляющий собой смесь огнеупорной массы из талькомагнезита и позволяющий создавать интересные фактурные и цветовые решения. В каминах Tulikivi также реализуется пиролизное сжигание древесины — с подачей первичного и вторичного воздуха в соответствующие зоны горения.

теплоаккумулирующий камин-6

Вихревые каминные топки

Новая вихревая топка, разработанная инженерами фирмы, футеруется огнеупорными керамическими плитками. Горючие газы задерживаются в ней на более продолжительное время и при подаче вторичного воздуха полностью сгорают с минимальным образованием вредных веществ. Аккумулирующая способность каминов-печей Tulikivi из талькомагнезита характеризуется следующими средними цифрами: время отдачи 100% максимальной мощности — около 5 ч. 50% — почти 15 ч. 25% — существенно дольше — 24 ч.

Компания также выпускает массивные (весом более тонны) теплоаккумулирующие керамические печи-камины. Их внутренности сделаны из специального керамобетона Celsius, имеющего такой же коэффициент теплового рассеивания, что и у керамики, использующейся для отделки. Благодаря этому циклы нагрева-остывания никак не сказываются на отделке печи.

Схема подачи в топку воздуха для горения обеспечивает, во-первых, пиролиз древесины внизу топки, а во-вторых, чистое высокотемпературное сжигание образовавшихся газов. За счет правильного использования производителем свойства структуры талькомагнезита с разной скоростью проводить тепло по ходу чешуек талька и в поперечном направлении энергия быстро распространяется в конструкции печи (в том числе и от дымовых газов, обтекающих топку по боковым каналам). Но в окружающее пространство она отдается дозированно, излучением с поверхности печи, температура которой не превышает 70 ‘С. По выкладкам специалистов компании 60-70% тепловой энергии аккумулируется именно в топливнике.

теплоаккумулирующий камин-7

Не только тепловой аккумулятор

Оснащение камина аккумулирующей насадкой на топку позволяет не только запастись тепловой энергией, но и повысить КПД. Ведь в данном случае речь идет о тепле, которое без такого устройства попадает в дымоход, а оттуда — в окружающую среду. Выполняя функцию дополнительного дымооборота и утилизируя тепло дымовых газов, насадка-накопитель излучает его на внутреннюю поверхность каминной облицовки и отдает циркулирующему через камин воздуху (если модель с конвекцией). В отличие от конвективных теплообменников, задача которых — передавать уловленную энергию нагреваемому воздуху, аккумулирующие насадки необязательно имеют развитую наружную поверхность. Но их внутренние каналы должны обеспечивать плотный контакт с дымовыми газами.

Компания Schmid предлагает насадку-теплонакопитель, которая состоит из массивных шамотных дисков, помещенных в металлический кожух. Внутри проходит пучок прямых дымовых каналов. В зависимости от массы такая насадка может продлить отдачу тепла в помещение на два-четыре часа.

Вернувшись к дымоходным насадкам, следует упомянуть аккумулирующие диски фирмы Kratki (Польша). Они отлиты из чугуна и имеют сложную конфигурацию — с тремя полузакрытыми отверстиями и вертикальными ребрами по всей окружности. Собранные в определенном порядке элементы образуют три спиральных дымовых канала, герметичность которых обеспечивается массой дисков — 21 кг для каждого. При поставке комплектом данный аккумулятор включает в себя четыре пли пять дисков, а также присоединительные скобы — опорную и замыкающую. Подобная насадка — достаточно эффективный и высокопроизводительный теплообменник для камина с конвективным нагревом.

теплоаккумулирующий камин-8

В ассортименте упомянутых в этой статье производителей, а также некоторых других компаний, есть насадки для нагрева воды. Как и камины со встроенным водяным теплообменником. они позволяют организовывать «складирование» энергии в накопительной емкости системы отопления.