Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

  

Будівництво та ремонт

Побутові печі, каміни і водонагрівачі


Ю. П. Соснін, Е. Н. Бухаркин

 

РОЗДІЛ I

КАМІНИ ТА ПОБУТОВІ ПЕЧІ НА ТВЕРДОМУ ПАЛИВІ

ГЛАВА I

ВИНИКНЕННЯ І РОЗВИТОК КАМІНІВ І ПОБУТОВИХ ПЕЧЕЙ

1. Призначення і класифікація камінів

  

 

Опалення як засіб створення необхідних комфортних умов виникло у найдавніші часи і з тих пір є супутником людини на шляху цивілізованого розвитку. Першим обігрівальних засобом, застосованим ще первісним людиною, став звичайний багаття, який служив одночасно і для приготування їжі, і для обігріву. Значення відкритого вогнища в житті людини важко переоцінити, бо протягом багатьох тисячоліть він, без перебільшення, був центром загально-(1 псиной життя людей. Крім величезного утилітарного значення (приготування їжі, обігрівання), об'єднанню людей навколо відкритого вогню сприяло його якесь привабливе властивість, що не втратило свого значення і в наші дні. Нарешті, вогонь був кращим захисником від хижих тварин. Не дивно, що, коли людина почала будувати житло, він в першу чергу переніс в нього відкритий вогневої вогнище. Характерно, що і своєму близькому до первісного вигляді відкрите вогнище не втратив свого значення до теперішнього часу і нерідко застосовується для опалення жителями Крайньої Півночі і середньоазіатських республік.

Використання відкритого вогню в закритих приміщеннях характеризується тим, що продукти згоряння палива безпосередньо змішуються з повітрям приміщення, завдяки чому, з одного боку, досягається максимальне використання теплоти гл:іж, але, з іншого боку, відбувається забруднення повітряного середовища. Через недосконалість організації, процесу горіння і відкритому вогнищі продукти згоряння зазвичай несуть найдрібніші частинки золи і пестревшего палива, що викликає задимлення навколишнього повітря. На певному етапі розвитку культури н підвищення санітарно-гігієнічних вимог до середовища існування що стало суттєвим недоліком. Намітився перехід па системи з відводом продуктів згоряння від вогнища через димові канали в атмосферу. У зв'язку з цим виникла необхідність і пристрій спеціальних огорож для вогнища горіння і газовідвідних каналів.

Такою системою з'явився камін (у перекладі з латинської мови означає вогнище), по суті представляє собою кам'яну нішу з викладеним та ni-ii багаттям. Мабуть, від назви «камін» відбулося звичне слово кімната, тобто опалювальне приміщення. Висновок диму в атмосферу дозволив різко поліпшити повітряний клімат і гігієнічну обстановку житла. Тому перехід від вогнища до каміна можна без перебільшення вважати першим якісним стрибком в опалювальній техніці.

Сьогодні каміни можна зустріти і у міського, і сільського жителя, вони стали звичною деталлю інтер'єрів кафе, туристичних баз, готелів, кемпінгів, готелів.

Причина популярності цього старовинного вогнища полягає в природній тязі людини до теплоти, затишку, в його давньої любові і повазі до вогню. Камін створює особливий клімат спокою. Зрослий інтерес до каміна пояснюється тим, що за новим статутом садівничих товариств у садовому будиночку тепер дозволяється мати камін або піч.

Бажання мати гарне затишне житло виступає на перший план у всіх нас і тим самим пред'являє певні вимоги до архітекторам і будівельникам, які повинні створити на невеликому просторі атмосферу повноцінного відпочинку з допомогою каміна. Тому необхідно розробляти конструкції камінів, відповідних сучасній культурі житла.

Принцип дії каміна заснований на випромінюванні теплоти від палаючого палива і від розігрітих стін топкового простору. Камін не має петльових димооборотов, властивих печі, і гарячі гази з топливника йдуть у димову трубу безпосередньо. Камін не призначений для акумуляції теплоти, він має малу теплоємність і гріє тільки тоді, коли горить паливо, але при цьому починає віддавати теплоту відразу і швидко обігріває холодні приміщення.

До того ж камін забезпечує переміщення повітря в приміщенні і вентилює останнє, тому в ньому завжди створюється свіжий повітря і не утворюється вогкість. Для того щоб камін швидко прогрівся і почав інтенсивно випромінювати теплоту, стіни мали бути масивними.

Нині каміни рідко служать тільки для опалення приміщень, в основному .їх споруджують для прикраси житла. Така зміна функціонального призначення не зашкодило каміна, навпаки, тільки тепер стало можливим відходити від звичайних пропорцій і досягати максимальних теплових параметрів і створювати конструкції, які вписувалися б у бажаний інтер'єр. Це спростило його будівництво, і, як показав досвід, більшість любителів самостійно справляються зі спорудженням каміна. У нас в країні каміни найбільш поширені в Прибалтиці, де вони зустрічаються не тільки в суспільних, але і в житлових будинках.

Відкритий камін є центральною точкою приміщення, свого роду його фокусом. Найбільш природно він сприймається у вітальні або їдальні, рідше в спальні. Перед каміном має бути достатньо місця для розміщення відпочиваючих, і сам камін повинен розташовуватися так, щоб не захаращувати проходи. Небажано встановлювати над каміном яскраво палаючі світильники, так як, конкуруючи з палаючим вогнем, вони зменшують його чарівність.

Загальними властивостями каміна і відкритого вогнища є передача теплоти випромінюванням, однак віддача радіаційної теплоти каміном значно менше, так як на відміну від вогнища, відкритої з усіх сторін, каміні відкрита тільки одна, передня сторона, через яку і здійснюється випромінювання. У зв'язку з тим, що і каміні продукти згорянні негайно після випромінювання відводяться але каналу В атмосферу, його тепловий ККД дуже низький (10 12%). Загальні види камінів наведено на рис. 1. Найбільш простий нід каміна показаний на рис. 1, а. Тут паливо горить на суцільному поду 2, продукти горіння видаляються в димову трубу /. Враховуючи недосконалість спалювання палива на суцільному иоду внаслідок нерівномірного припливу повітря в топку, в каміні (рис. 1,6) передбачається чавунна решітка 2, яка встановлюється на таган 3, огороджений перилами 5, що перешкоджають випаданню палива на підлогу. Під ними встановлюється зольник 6.

Перш ніж давати загальну характеристику камінів, слід пам'ятати, що історично вони першими прийшли на зміну вогневого вогнища і перейняли ряд його переваг та недоліків. До достоїнств відносяться доступний спостереження вогонь з його привабливими властивостями і те, що видовище граючого камінного вогню прикрашає інтер'єр житла, особливо у вечірній час.

Зважаючи малої теплоємності камін можна швидко розтопити, тому він зазвичай використовується періодично відвідуваних приміщеннях на турбазах, в готелях і т. д.

У той же час каміна властиві багато недоліки: будучи вкрай малоинерционным пристроєм, він швидко остигає; якщо потрібен стабільний обігрів, його необхідно постійно топити, що вкрай незручно. Однак і під час топлення камін обігріває випромінюванням тільки видиму зону, причому однобічно, а це шкідливо позначається в гігієнічному відношенні, так як викликає перегрів частини тіла, зверненої до каміна, в той час як тіньова частина зовсім не обігрівається. Низький тепловий ККД камінів пояснюється тим, що у відкритий проріз каміна проникає в 10-20 разів більше повітря, ніж потрібно теоретично. Це повітря сприймає частина теплоти продуктів згоряння і відносить її в атмосферу.

Неодноразово робилися спроби удосконалити конструкцію камінів, спрямовані на підвищення ступеня використання теплоти газів. Вже в XVII ст. в Росії був створений камін () з вбудованим у топливник вентиляційним калорифером, який представляв собою глуху коробку /, що має патрубки для входу холодного 2 і виходу нагрітого повітря 3. За рахунок нагрівання припливного повітря утилізується частина теплоти газів і дещо підвищується тепловий ККД.

Далі каміни стали оснащувати дымооборотами і перетворювати їх таким чином в каминопечи. Перші спроби такого роду були пов'язані з пристроєм димооборотов з металевих насадных труб (рис. Р, р). Тут насадна димова труба 2 укладена в повітряний канал 3, в якому нагрівається циркулюючий зовнішній або кімнатне повітря. Піднімаючись уздовж розпеченій насадной труби, повітря нагрівається і через жарової душник 1 виходить в приміщення. Недоліком такої конструкції є мала теплоємність насадной труби, а також сильний її розігрів при топці, що призводить до пригорання повітряної пилу на її поверхні.

На рис. 1,д показана камінопечі з цегляними дымооборотами. Продукти згоряння послідовно проходять підьомний 1 і опускний 2 газоходи (розріз 1 - 1), а потім з нижньої частини . направляються в димову трубу. Газоходи з усіх боків оточені циркуляційними повітряними каналами 3, в нижню частина яких (розріз 2-2) надходить холодний, а через душник 4 виходить нагріте повітря. Стінки каналів 3 викладаються товщиною в А цегли і укладені в сталеві футляри. Подальші удосконалення каминопечей ще більше наблизили їх конструкцію до типово пічної.

Головна відмінність каміна від печі полягає у великому перерізі топкового отвору, що з технічної сторони має такі недоліки: у топливник проникає велика кількість надлишкового повітря; можливе тимчасове перекидання тяги з-за випадкових причин.

Для усунення цих недоліків каміни стали оснащувати подвійними дверцятами (рис. 1,д), які перекривають весь переріз каміна. Зовнішня дверцята - декоративна, внутрішня - робоча з піддувальними отворами. Зазвичай топка проводиться при відкритою зовнішньою і внутрішньою закритою дверцятах, але при бажанні можна топити камін з обома відкритими дверцятами.

В результаті тривалої еволюції конструктивного вдосконалення камінів до теперішнього часу визначилися наступні їх різновиди:

закриті або вбудовані в капітальні стіни;

напіввідкриті або прибудовані до стіни;

відкриті або вільно стоять.

ПОВНІСТЮ відкриті каміни (рис. 2, а) найбільш естетично виразні І маєте з тим прості у виготовленні. Відкриті каміни дуже ефективні і в своєму функціональному призначенні, так як теплота поширюється від них у всі сторони, а не односторонньо, як у вбудованого в стіну каміна.

Поряд з цими безперечними перевагами відкрите розташування каміна має і ряд недоліків, основним з яких є ТЕ, ЩО ВІН займає більшу, порівняно з іншими типами камінів, площа в приміщенні. У зв'язку з відкритим розташуванням вогню потрібно виконувати додаткові протипожежні заходи, Ці обставини слід приймати до уваги при виборі типу споруджуваного каміна.

Крім способу розташування камінів щодо несучих стін вони розрізняються і за способом передачі теплоти в приміщення. У цьому стосовно до теперішнього часу визначилися дві їх основні різновиди:

з чистим випромінюванням (старогерманский камін), в якому зазвичай ефект випромінювання посилюється за рахунок того, що задня і бічні стінки встановлюються з нахилом і, крім того, в задній стінці робиться чавунна вставка

з випромінюванням і додатковим нагріванням конвективним повітря, при цьому бічні і задня стінки виконуються подвійними, нагрів повітря здійснюється за рахунок конвекції (природної циркуляції) у внутрішньому кожусі

З метою підвищення обігрівальної здібності в даний час створюються комбіновані опалювальні системи, що включають звичайний радіаційний камін і опалювальну піч, а також камін у поєднанні з водяним опаленням (в цьому випадку на задній стінці топки встановлюють водяні нагрівальні июмепты типу радіаторів, по яких циркулює вода системи опалення). При водяному опаленні необхідно, щоб спалювання палива в топці проводилося на колосникових гратах.

Як вже говорилося, каміни з чистим випромінюванням мають дуже низький тепловий ККД.

Для того щоб підвищити теплопродуктивність каміна і його ККД, були розроблені конструкції з додатковим нагріванням припливного повітря в каміні. В такому каміні задня і бічні стінки топкового простору окружаются порожниною, яка на рівні підлоги кімнати має закриваються, жалюзі отвори для забору повітря. Вхідний в них повітря направляється в найбільш нагріті ділянки топкового простору, що нагрівається і через випускний отвір у верхній частині кожуха виходить в приміщення (циркуляція повітря). Цю порожнину доцільно виготовляти у вигляді короба з сталевого листа з приєднувальними елементами для вхідного і вихідного повітряних отворів (рис. 4,6). Недоліком такої конструкції є те, що при зіткненні повітря, що нагрівається з розжареною поверхнею кладки відбувається пригорання міститься в ньому атмосферного пилу, а це погіршує санітарно-гігієнічні умови і приміщенні.

У гігієнічному відношенні тому краще опалення не цирым, а припливним атмосферним повітрям. Англії, де каміни з повітряним обігрівом особливо поширені були проведені спеціальні дослідження з метою порівняння ефективності камінів різної конструкції. Досліджувалися каміни звичайної конструкції і з додатковим повітряним нагріванням.

В результаті досліджень було встановлено, що в звичайних камінах використовується 15-18% теплоти спаленого палива, що передається шляхом випромінювання, а біля камінів з додатковим повітряним підігрівом використання теплоти досягає 36 %, причому приблизно 7з цієї кількості передається за рахунок конвекції.

У конструкціях з повітряним підігрівом часто не створюють димовий карниз, а пірамідально зменшують топковий простір до з'єднання з розташованої над ним димової трубою. При такому вирішенні існує деяка небезпека задування топкових газів в опалювальне приміщення.

На рис. 5 показано каміни з бічним розташуванням димового каналу. Якщо димова труба розташовується не прямо над топковим простором, а збоку від нього, зменшується небезпека перекидання тяги в каміні і задування газів у приміщення (рис. 5, б). Поряд зі звичайним каміном, опалювальним дровами, в Англії має поширення камін для спалювання вугілля (). Топковий простір каміна має глибину 25 см при ширині 45 см і висоті 70 див. Палаючий вугілля лежить і футерованной топці на колосникових решітці, під якою розміщена золовая коробка. Вночі камін працює на малому вогні з закритою заслінкою припливного повітря. У цій конструкції для зменшення протягів зовнішній атмосферне повітря подається в камін з підпільному каналу. Одна частина припливного повітря направляється через колосникові грати в топковий простір для забезпечення процесу горіння, а інша - у повітронагрівальні канали. Для регулювання повітряних потоків є спеціальні жалюзі.

Англійські каміни споруджуються також в комбінації з водяним опаленням, для чого на задній стінці вогнища влаштовують, водяні нагрівальні елементи типу радіаторів.

Для забудовників приваблива ідея об'єднати камін з піччю, так як піч ефективна для постійного опалення будівлі в цілому, а камін є засобом швидкого локального обігріву невеликого простору для відпочинку, а також прикрашає інтер'єр приміщення.

Піч має свою топку і свій димохід, а камін до неї прилаштовується. Він теж має свою топку, яка може бути виведена в іншу кімнату, свій (або частково використовується пічної) димар. Піч і камін споруджуються в єдиному масиві, на одному фундаменті і мають одну загальну димову трубу.

Кожен ряд кладки повинен підбиратися (розгортатися) насухо (без розчину) з підгонкою цегли і тільки потім укладатися на розчин. При кладці червона цегла попередньо вимолюють у воді, щоб він не вбирав воду з глиняного розчину. Вогнетривка цегла не вимочують, а тільки обполіскують водою від пилу.

Димозбірник каміна виконується з червоної міді або латуні. Можна виготовити і з інших матеріалів. Збирається він на каркасі з сталевих куточків або без каркасу, якщо листовий метал має достатню товщину. Верхня частина димосборніка злегка вигнута для зручності приєднання до опалювального щитка. Для герметизації стику з димоходом застосовують азбестовий шнур, глину або суміш азбестових крихт з водоемульсійною фарбою ЕВА-27-А.

Основа під камін викладається з цегли, покладеного на ребро. Лицьову стінку каміна і підставу в декоративних цілях можна викласти з світло-жовтого вогнетривкої цегли з розшивкою швів. За закінчення робіт кладка просушується при короткочасних топках (невеликими порціями дров). При топці печі відкривається одна пічна заслінка, при топці каміна - обидві заслінки.

Для котеджу або присадибного житлового будинку пропонується більш масивна піч з прибудованим до неї цегельним каміном англійського типу (рис. 7). Теплопродуктивність печі становить 2750 Вт при одноразової топці на добу і 4000 Вт - при дворазової. Димоходи печі і каміна роздільні, але конструктивно вони об'єднані в одній трубі. Топок дві, тому топити можна і піч, і камін одночасно або окремо.

Фасад комбінованого каміна виконується з цегли гарної якості з розшивкою швів або його можна обштукатурити і пофарбувати в м'які пастельні тони. В якості матеріалів для декоративного оздоблення каміна підійдуть світло-жовта цегла, природний камінь, лаковане дерево, листова мідь або латунь.

Розміщувати піч-камін найдоцільніше в центральній частини котеджу, вписавши його в міжкімнатну перегородку. Фасад каміна може виходити, наприклад, у вітальню, а піч - в кухню. При виборі місця треба враховувати, що на протязі камін може почати диміти.

    

 «Побутові печі, каміни та водонагрівачі» Наступна сторінка >>>

 

Інші книги розділу: Кладіть печі самі Будівництво будинку Червона цегла Будівельні розчини