Как сделать теплоемкий камин
Кладка камина своими руками
Недорогие камины дровяные на даче или в собственном доме можно сложить из кирпича собственными силами. Печка камин для дачи на дровах строится начинается с изготовления под ним основания. Под массивный камин лучше сделать настоящий фундамент так как просадка может разрушить кладку.
Камин в стиле кантри
Основание
Фундамент можно сделать сплошным или столбчатым. Для этого выкапывают котлован глубина которого напрямую зависит от несущей способности самого грунта. Нельзя устанавливать фундамент на насыпных грунтах так как насыпной грунт постоянно уплотняется и в результате фундамент осядет. Дно котлована засыпают слоем щебня или гравия и утрамбовывают его заливают строительным жидким раствором. На этой готовой подушке можно возводить любой фундамент. Между фундаментом под камин и фундаментом под дом не должно быть связи и должен быть зазор не менее 50 см который засыпается песком и тщательно утрамбовывается. Связи не должно быть потому, что осадка здания и осадка камина будет разная. Между готовым фундаментом и кирпичной кладкой камина нужно укладывать слой гидроизоляции из 2 слоёв рубероида или толи.
Камины для дома дровяные фото
При кладке камина своими руками нужно соблюдать некоторые правила:
Сначала нужно определить в каком месте он будет стоять так как по местоположению бывает камин пристенный, центральный и камин угловой дровяной.
Даже так делают камины дровяные своими руками
Чтобы сложить камин своими руками в первую очередь нужно сделать необходимые проёмы в перекрытиях и кровле через которые будет проходит дымоход. При этом нужно учитывать и выдерживать зазоры между дымоходом и сгораемыми частями перекрытий по правилам расстояние от дыма в дымоходе до сгораемых вещей не должно быть меньше 30 см. Выкладывать камины для дачи дровяные начинают с укладывания основания из двух рядов кирпича. Раствор для кладки камина лучше приобрести в магазине.
Самодельный камин делать начинают с основания
Для первого ряда нужно использовать хорошо обожженный кирпич тщательно железнёный цементным раствором. Выложив первый ряд нужно всю поверхность выравнять по уровню с помощью цементного раствора. Поверх укладывается слой гидроизоляции состоящий из двух слоёв рубероида или толи чтобы грунтовые воды поднимаясь по фундаменту не проникали в вышележащую кладку. После этого укладывается второй ряд кирпичей который тоже выравнивается по уровню с помощью цементного раствора.
Кладка
Кирпичи для самого камина должны быть хорошо обожжены и не иметь сколов и трещин. Кирпичи железнёные, недообожженные и с примесями известняка не подойдут для кладки камина. Толщина стен камина зависит от конструкции камина и может быть выполнена в 1, 1/2, 1/4, 3/4 кирпича. Стены в один кирпич выкладывают поочерёдно рядами тычков и ложков то есть сначала укладывается ряд тычком, а следующий ряд ложком. Стены в 3/4 кирпича выкладывают двумя рядами, первый ряд кирпичей укладывается ложком в полкирпича, а второй ряд кирпичей укладывается ложком на ребро. При выкладывании дымохода из кирпича швы нужно заполнять так чтобы они были заполнены раствором вровень с кирпичами и не было выступаний или выемок на которых может осесть сажа и ухудшить тягу.
Делается опалубка и можно сложить печь камин
Перекрытие верха топки между стенками обычно выполняют в виде арочного свода но иногда укладывают лист железа который закладывается кирпичами.
Топку изнутри со всех сторон нужно облицевать огнеупорным кирпичом. У камина имеется один важный элемент это декоративное обрамление камина которое называется порталом. Количество порталов может быть разным всё зависит от того какой у вас камин трехсторонний, двухсторонний или односторонний.
Двухсторонний камин
По форме портал можно выполнить в любом исполнении.
Любая печка камин для дома обязательно должна иметь дымосборник который при разогреве камина предотвратит опускание холодного воздуха по дымоходу. Дымосборник это пирамидально расширенная нижняя часть дымохода в котором собирается первый горячий дым. Также в дымосборнике скапливается сажа и копоть которые можно удалить через специальный люк сделанный в задней стенке камина. Между дымосборником и топкой устанавливают заслонку которая не даст холодному воздуху попасть в помещение когда камин не горит.
Еще в задней части дымохода делают газовый порог или по другому его называют дымовой зуб. Этот газовый порог делают в виде выступа который помогает смешиваться холодному воздуху и горячему дыму и в результате выходу дыма наверх по дымоходу. Ширина и вынос газового порога должна быть на 1 см больше ширины дымовой трубы. Напротив порога нужно сделать герметично закрывающуюся дверку для чистки этого порога от сажи.
В целях пожарной безопасности перед порталом обязательно устанавливают металлическую декоративную решётку или устанавливается специальная топка для камина со стеклом. Для хранения небольшого количества дров делается дровница для камина в виде ниши в самом камине или в стене рядом с камином.
Облицовка
Делается облицовка камина своими руками если его сложили из не облицовочного кирпича. Для этого можно использовать какие-нибудь жаростойкие материалы. Очень красивые получаются изразцовые камины.
Так красиво будут выглядеть изразцовые печи и камины
Изготавливают изразцы для печей и каминов гладкими и потому они очень хорошо очищаются от грязи и пыли и к тому же они спокойно переносят температуру в 90 градусов. В последнее время с появлением термоустойчивых красок камины начали красить.
Такой вид придала краска для камина термостойкая
Окрашенные кирпичные камины выглядят необычно.
Угловой камин порядовка
Покажу один пример как выкладывать из кирпича угловые камины для дома дровяные. В этом примере показано как класть камин рядами. В зависимости от высоты помещения можно уменьшать или увеличивать раскладку камина высотой дымовой трубы.
Обычные угловые камины в интерьере гостиной
В целях пожарной безопасности нужно делать воздушный зазор между стенами дома и стенами топки камина.
Порядовка как выкладывать угловой камин своими руками фото
В третьем ряду делаются два канала по которым будет входить воздух и нагреваясь будет выходить через отверстия душники которые делаются в 17 и 18 ряду на фасаде.
Камин порядовка своими руками
С 13 ряда и по 15 ряд делается газовый порог который не даст быстро поступить холодному воздуху в помещение из вне.
Печь камин порядовка
В 16 и 17 ряду на фасадной стенке устанавливается герметично закрывающаяся дверка с помощью которой можно будет убирать скопившуюся золу на газовом пороге.
Порядовка камина из кирпича
В 33 и 34 ряду делается два канала по которым будет поступать нагревшийся наружный воздух. Рекомендуется кирпичную кладку дымовой трубы армировать стальной проволокой Ф2,5 мм или Ф3 мм.
Теплоаккумулирующие камины и печи
Современные теплоаккумулирующие печи и камины создают в доме комфортный и полезный микроклимат и позволяют не заботиться о регулярной закладке дров в топку. Кроме того, они могут быть компактными, элегантными и уместными в любом интерьере. Перед европейскими производителями отопительного оборудования сейчас стоит непростая задача: повысить теплоаккумуляционные свойства камина или печи, не увеличивая при этом мощность.
Почему аккумулирование
© Schmid Feuerungstechnik GmbH & Co.KG
© Spartherm Feuerungstechnik GmbH
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 волн инфракрасного спектра. Как правило, в обогревателе предусмотрено комбинирование этих двух способов.
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.
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.
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.
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.
Из курса материаловедения
© Spartherm Feuerungstechnik GmbH
© Spartherm Feuerungstechnik GmbH
© Richard Le Droff /«Центр каминов и котлов»
© HARK/«Центр каминов и котлов»
© Schmid Feuerungstechnik GmbH & Co.KG
© Schmid Feuerungstechnik GmbH & Co.KG
Материалы, из которых изготавливаются теплоаккумулирущие камины и печи, должны обладать рядом специальных свойств. Кроме прочности и стойкости к высокой температуре основными значимыми характеристиками являются теплоемкость, теплопроводность, коэффициент теплового расширения, непроницаемость для воды и газов.
Теплоемкость — способность материала или конструкции «вмещать» в себе то или иное количество энергии. В пересчете на массу различие в удельной теплоемкости основных материалов, применяемых в печном деле, не так уж велико: 0,8–1,0 кДж/кг·°C. Но, например, плотность полнотелого кирпича составляет 1,6–1,9, теплоемкого шамота — около 2,4, а талькомагнезита — почти 3,0 кг/дм3. То есть в одном и том же объеме кирпича «вмещается» примерно в 2,5 раза меньше тепла, чем в последнем из перечисленных материалов.
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 при- личный 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. Коэффициент теплопроводности кирпича составляет около 0,64, теплоемкого шамота — 0,82, талькомагнезита — 6,4 Вт/(м·°C).
Насчет коэффициента теплового расширения можно сказать следующее: чем меньше этот показатель, тем ниже вероятность, что со временем, после многократных циклов нагрева и охлаждения, материал и построенная из него конструкция начнут разрушаться.
Не все теплоаккумулирующие конструкции предполагают контакт с продуктами горения и воздействие на материал высокой температуры. Так, это не происходит, если накопление тепла идет в облицовке камина. Для их производства широко применяются не только огнеупорный талькомагнезит, но и другие виды натурального камня — гранит, базальт, мрамор и т.д. По своим теплофизическим свойствам, не говоря уже об эстетических, горные породы достаточно хорошо соответствуют такому использованию. Например, плотность гранита — 2,8 кг/дм³, удельная теплоемкость — 0,88 кДж/кг·°C, теплопроводность — 3,49 Вт/(м·°C).
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. Ведь, например, компания Nordpies (Норвегия) добавляет в облицовочный бетон два десятка ингредиентов и армирует его мелкорубленой металлической проволокой. Не меньше «колдуют» над своими композитами и другие производители.
Хорошие данные для службы в теплоаккумулирующих обогревателях имеют металлы. Так, чугун характеризуется удельной теплоемкостью примерно 0,54 кДж/кг·°C, плотностью около 7,5 кг/дм³ и средней теплопроводностью в 50–60 Вт/(м·°C).
Безусловно, стоит подчеркнуть особо универсальный материал: специальный печной шамот может быть использован в любой части камина или печи. Его уникальность состоит не только в высокой теплопроводности — шамот объединяет в себе хорошую обрабатываемость и очень высокую механическую прочность, из него можно сделать плиту даже толщиной всего 10 мм. Благодаря высокой пористости материала достигается продолжительная и равномерная теплоотдача. Водяные пары, выделяющиеся при сгорании дров в начальной фазе, поглощаются шамотом без его повреждения.
Базовый вариант
© Schmid Feuerungstechnik GmbH & Co.KG
Именно так можно назвать комбинацию теплоаккумулирующей облицовки с закрытой каминной топкой фабричного производства. Учитывая вышесказанное об облицовочных материалах и то, что масса такого «комплекта» может доходить до нескольких сотен килограммов (с точки зрения аккумулирования тепла большой вес является достоинством), к данному решению стоит присмотреться в первую очередь.
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.
Преимуществом современных каминных облицовок является простой монтаж: все элементы подогнаны и хорошо стыкуются между собой. Более того, теплонакопительные камины Schmid, например, можно демонтировать и перевозить, как мебель.
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 (талькомагнезит, оливин) или термобетона. Целый ряд фирм предусматривают его в базовой комплектации или предлагают в качестве опции.
Что ни очаг, то обычай
Поиграв смыслом этой финской поговорки, можно применить ее к деятельности производителей из страны Суоми, ставших продолжателями национальной традиции изготовлять печи из талькомагнезита. 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 и 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. 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 расширения, что и у керамики, использующейся для отделки. Благодаря этому циклы нагрева-остывания никак не сказываются на отделке печи.
Компания NunnaUuni (Финляндия) применяет высококачественный талькомагнезит, изготавливая из него всю конструкцию каминных печей. 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°C. По выкладкам специалистов компании 60–70% тепловой энергии аккумулируется именно в топливнике.
Не только аккумулятор
© Wolfshoher Tonwerke GmbH
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 (78, 93 и 108 кг — три, четыре и пять дисков соответственно) такая насадка может продлить отдачу тепла в помещение на два — четыре часа.
Вrunner (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. Восьмигранные в наружном сечении элементы системы легко соединяются между собой. Их внутренний канал имеет в разрезе круглую форму, оптимальную с точки зрения аэродинамики, и гладкую поверхность, что снижает потери давления в теплонакопителе. В каминной печи Brunner BSO 03 похожий аккумулятор встроен в модуль-щиток. Условием применения насадок и модульных накопителей производитель ставит наличие в дымоходе тяги не менее 12 Пa.
Керамические насадки на каминные топки есть в ассортименте и других производителей, в частности, Jotul (Норвегия) выпускает теплоаккумулирующую насадку массой около 150 кг. Она тоже собирается из шамотных дисков, отверстия в которых образуют спиральный канал для дымовых газов. По данным изготовителя, оснащение таким устройством чугунной каминной топки Jotul I 18 максимальной мощностью 22,5 кВт дает возможность получить дополнительно 5–8 кВт тепловой энергии, что позволяет существенно сэкономить топливо.
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 или пять дисков, а также присоединительные скобы — опорную и замыкающую. Подобная насадка — достаточно эффективный и высокопроизводительный теплообменник для камина с конвективным нагревом.
В ассортименте упомянутых в этой главе производителей, а также некоторых других компаний, есть насадки для нагрева воды. Как и камины со встроенным водяным теплообменником, они позволяют организовать «складирование» энергии в накопительной емкости системы отопления.
За рамками статьи остались варианты создания теплонакопительных каминных печей по индивидуальным проектам, в частности, с устройством дополнительных дымовых каналов (система «гипокауст»).