Твердотопливные печи-камины

Большинство из нас, услышав слова «жизнь за городом», сразу же представляют себе пылающий в камине огонь. Однако все знают, что таким способом дом не обогреть. В печи-камине «по замыслу её изобретателей» должны были соединиться привлекательность открытого очага и энергоэффективность печи. Именно этот компактный прибор позволяет без особых хлопот решить проблему отопления дачного дома и превратить его в полноценное загородное жильё, готовое принять хозяев в любое время года.

В наши дни печами-каминами называют отопительные приборы, работающие в основном на твёрдом топливе (в редких случаях - на природном газе) и снабжённые дверцей с жаростойким стеклом. Для них не требуется отдельно приобретать и монтировать облицовку, и этим они отличаются от каминных вставок (кассет) и топок.

Вопрос принципа

Мощность печей-каминов варьируется в диапазоне 4 - 20 кВт и даже более (при их выборе обычно руководствуются следующим принципом: 1 кВт на 10 м; площади помещения). По облику, конструкции, габаритам печи-камины невероятно разнообразны. Модельный ряд крупнейших производителей включает десятки наименований, и при этом каждая модель может иметь несколько вариантов исполнения, различный набор дополнительных опций. Проблема выбора осложнена ещё и тем, что продавцы-консультанты каминных салонов оперируют специальными терминами, такими, как «пиролиз», «газогенерация», «дожиг вторичных газов», «КПД печи» и др., иногда до конца не понимая их смысла.

Чтобы не дать ввести себя в заблуждение и не попасться на уловки рекламного характера, необходимо понимать принцип работы современной печи-камина. Хороший отопительный агрегат должен обладать двумя главными «способностями»:

В отличие от классического камина горение дров в печи-камине происходит на колосниковой решётке (а не на поду); кроме того, благодаря наличию дверцы количество подаваемого втопку воздуха можно ограничить. Воздух для горения поступает через отверстия в корпусе или дверце двумя или тремя потоками. Первичный поток направлен в нижнюю часть топочной камеры; как правило, он необходим только на этапе розжига. Вторичный воздух подается через щели в корпусе. Это основной поток, используемый в рабочем режиме, и в большинстве агрегатов его интенсивность регулируют при помощи подвижных заслонок. Через находящиеся вверху отверстия стекло обдувается, и на него попадает меньше копоти. Третичный поток необходим для дожига дымовых газов (подробнее об этом мы расскажем далее). В лучших моделях печей-каминов присутствуют все три потока. Почти любую современную печь-камин возможно отрегулировать таким образом, что продолжительность горения одной порции топлива значительно увеличится при пропорциональном снижении теплоотдачи (так называемый режим длительного горения). Если топка достаточно велика (вмещает9-12 кг сухих дров), одной закладки хватит на 8-12 ч горения, то есть можно спокойно ложиться спать без риска кутру замёрзнуть. Казалось бы, чего же ещё желать? Но есть одна загвоздка. В режиме длительного горения происходит активный процесс газогене рации, или пиролиза (разложение органического топлива на более простые вещества и их возгонка); в результате образуются окись углерода - СО - и другие летучие соединения (формальдегид, пары креозота и фенолов и т. д.). Если просто выбрасывать их через дымоход в атмосферу, мы нанесём вред окружающей среде. И при этом отопительный агрегат работает как неисправный двигатель - с потерей мощности при увеличении расхода горючего. Другими словами, от той же порции дров можно получить гораздо больше тепловой энергии, лишь если заставить газы сгорать в топке.

Наиболее распространённый способ дожига дымовых газов — подача дополнительного воздуха в верхнюю часть топки через инжекторы. Но не всё так просто. СО реагирует с кислородом воздуха при температуре около 700 °С, то есть в первую очередь требуется повысить температуру в топке. Для этого её стенки должны обладать теплоизолирующей способностью (быть достаточно толстыми, двойными или футерованными материалами с низкой теплопроводностью). Кроме того, желательно подавать воздух прогретым (хотя бы до 1.00 ^oС). Есть и другой способ принудить дымовые газы гореть. Температура воспламенения СО понижается до 400-500 °С в присутствии катализаторов - окислов некоторых металлов.Теперь перейдём к вопросу о КПД печей-каминов. Одно дело - заставить дрова гореть с максимальной отдачей энергии, и совсем другое - эффективно эту энергию использовать. Прежде всего следует добиться, чтобы раскалённые газы не слишком быстро покидали печь — в таком случае они отдадут корпусу максимум тепла. Для этого в верхнюю часть топки встраивают перегородки-отсекатели (нечто вроде каминного зуба). Кроме того, можно использовать различные тепло-аккумулирующие элементы - массивные внутренние пластины или верхнюю крышку агрегата. Имеет смысл также «снимать» тепло с первых метров дымохода. Ну а теперь посмотрим, как реализуются описанные принципы высокоэффективного горения на практике.