Что такое эффективность, или КПД, камина? Под КПД принимаем практически получаемое тепло (полезное, идущее на обогрев помещения) при полном сгорании топлива от теоретически возможного, скрытого в сухих дровах.
При сгорании 1 кг березовых дров при 15–20 % влажности теоретически может выделиться около 3,5 кВт/час.
Рассмотрим самый простой – открытый камин. Это, как правило, огороженный с трех сторон открытый очаг, над которым расположен дымосборник.
Как и у любого прибора, у него есть преимущества и недостатки.
К преимуществам открытого камина относятся: исторические традиции в использовании, простота конструкции, относительная доступность по деньгам, ощущение присутствия у открытого огня, тепло через излучение (практически все полезное тепло, получаемое от сгорания топлива, поступает в помещение через излучение от нагретых внутренних керамических или чугунных поверхностей топки). Низкая температура отходящих газов – как следствие применения недорогих однослойных тонкостенных дымоходов.
Недостатки: повышенная пожароопасность в месте установки от летящих искр и выкатывающихся углей. Низкая температура в топке. Дрова сгорают не полностью. Крайняя неэффективность как отопительного прибора. КПД не превышает 20 %. Большой расход дров. Большое количество воздуха, требуемого для горения. Сквозняки в доме. Невозможность поддерживать длительное горение. Быстрое остывание нагретых поверхностей. Неполное сгорание приводит к загрязнению сажей и копотью не только окружающей среды, но и, что более актуально, дымоходов. Заужение сечения приводит к возгоранию сажи, преждевременному разрушению дымохода. Самое страшное – это может привести к пожару в доме. Дымоходы открытых каминов, при их регулярном использовании, приходится чистить как минимум 2 раза в год.
Устранение недостатков открытых каминов. Поверхность пола перед открытым камином должна быть выполнена из несгораемых материалов на достаточную глубину (до 1000 мм). С внешней стороны открытой топки можно проложить воздуховоды, с помощью которых снять тепло с задней стенки топки и повысить ее эффективность. Подвести непосредственно к топке с улицы независимый воздуховод для подачи воздуха для горения. Камин необходимо раз в месяц протапливать специальными дровами, способствующими очищению дымохода.
Более сложный отопительный прибор – это так называемый закрытый камин. Правильнее назвать этот прибор – камин или печь-камин конвекционного типа. Этот прибор представляет из себя закрытую камеру сгорания с дозированным поступлением необходимого для горения воздуха, 70 % полезного тепла, получаемого при работе камина, поступает в помещение посредством конвекции, а 30 % излучением через дверку, оборудованную жаропрочным стеклом.
Преимущества закрытого камина. За счет оптимального режима горения в топке достигается очень высокая температура – до 600–800 °C. Топливо сгорает практически полностью. Эффективность выделяемого тепла таких каминов, печей-каминов, в зависимости от наличия системы дожига вторичных газов, достигает 50–75 % от теоретически возможного. Для получения количества тепла, аналогичного открытому камину, нужно в 2,5–3 раза меньше дров. Загрязнение дымохода значительно меньше, чем при работе открытого камина.
Достаточно одной чистки в 1–2 сезона.
Пожаробезопасность в месте установки камина, печи-камина. Закрытая дверка предохраняет помещение от вылета искр и углей. Быстрый прогрев помещения за счет конвекции, циркуляции воздуха между топкой и внешним контуром. Значительно меньшее, по сравнению с открытым камином, потребление воздуха для горения.
Недостатки: получаемые при сгорании газы, поступающие в дымоход, достигают 400–600 °C. Из-за этого приходится применять дорогостоящие многослойные дымоходы и устраивать большие противопожарные отступы. Топить можно только высокачественными сухими дровами лиственных пород при 10–15 % влажности. В противном случае топка быстро покрывается копотью и выходит из строя. Конвекционные потоки, образуемые при воздушном охлаждении топки, переносят по помещению пыль. Как следствие – аллергические реакции. Отсутствие у большинства закрытых каминов аккумулирующих возможностей приводит к перегреву помещения. При самом оптимальном режиме (минимум поступающего воздуха и препятствие выходу продуктов сгорания) топка от розжига до затухания работает максимум 5–6 часов.
Устранение недостатков закрытых каминов: для понижения температуры отходящих газов, поступающих в дымоход, необходимо снять тепло с внешней поверхности дымосборника, или подсоединительного элемента. Для этого устраиваются воздушные или водяные теплообменники. Водяные теплообменники подсоединяются к отопительной системе дома. Возможно устройство теплонакопительного контура вокруг дымосборника из специальных теплоемких материалов. Кроме понижения температуры отходящих газов, такое решение создает аккумулирующие возможности и улучшает плавность работы камина. Наиболее оптимальным решением по устранению недостатков