Отопление камином нашего салона

По Вашему мнению, как должна топиться настоящая каминная компания? Конечно камином! А как же - это вполне логично и даже правильно! Как можно раздавать направо и налево советы и при этом не ощущать все прелести каминного отопления на своей шкуре. К нам приходят клиенты и мы все время для них подбираем оборудование, чтобы было тепло, комфортно, надежно. Самое сложное, когда задача стоит отапливать камином, печкой (имеется ввиду как основной либо единственный источник отопления) помещение или целиком здание. Тут важно подобрать мощность, да и целиком концепцию, так чтобы было не только не холодно, но и чтобы не было слишком жарко. Т.е. предложить максимально комфортное решение исходя из предоставленного бюджета. 

Таким образом, когда мы задумали отапливаться камином, то в первую очередь исходили из комфорта, т.к. в этом помещении все время работаем и принимаем клиентов. Более детально задачи ставили следующие:

• Должно быть тепло в любую погоду, даже в самую холодную пятидневку в году (в Гродно это -21 С среднесуточная температура)
• В то же время, не должно быть жарко, когда температура больше нуля
• Возможность получать быстро большие порции тепла
• Материалы, из которых построится камин должны быть экологически чистые, а тепло извлекаемое из него - максимально здоровое
• Камин должен иметь возможность сохранять тепло как минимум на 4 - 6 часов

Строго говоря, у нас не совсем камин, наверное правильнее назвать это печкой, т.к. ядром как раз и является немецкая печная топка Brunner HKD 6.1. Но не только она стоит, между ней и дымоходом есть еще чугунный теплообменник - GNF8. Вообще, печные топки серии HKD напрямую к дымоходу подключать нельзя, т.к. слишком высокая температура выхлопных газов (при закладке 4,2 кг/час дров она равняется 600 С). Температура после теплообменника GNF8 - 170 C! Впечатляющий результат, правда, дельта составляет целых 430 С, именно он решает задачу быстрого получения большой порции тепла. 

Белыми стрелками показано движение дымовых газов

Кстати, обратите внимание на то, что у нас отсутствует летний ход (это когда дым идет мимо теплообменника). Такая возможность реализована в самом GNF8, там можно вручную регулировать небольшую заслонку и держать ее немного приоткрытой, чтобы проще было запустить камин. Очень удобная опция, настраивается соответственно монтажником индивидуально, у нас она практически закрыта, т.е. дым всегда идет по зимнему ходу, самому длинному пути. Вы спросите, а как же Вы растапливаете камин? Отвечу - без проблем, 1-2 минуты и огонь горит. Вообще на растопку каждый день уходит 1-2 минуты, для этого у нас есть сухие дрова, сухие дрова мелко рубленные и розжиг. 

Из фото видно, что изоляцию мы делали кальций-силикатными плитами, в данном случае это Varmsen 30 мм. Как видно изолировали даже пол, т.к. нет смысла греть этот массив, все тепло в дом). 

Материалы для самой облицовки выбрали следующие: кафель (изразец) и шамотные плиты. Почему именно эти материалы?

1. Кафель и шамотные плиты - это так необходимая нам аккумуляция тепла (они способны накапливать тепло)
2. Кафель и шамотные плиты - это здоровое тепло (тепло передается в виде инфракрасного излучения)
3. Кафель и шамотные плиты - это потрясающая эстетика

У нас изначально была задумка построить печку в деревенском стиле - эти материалы для этих целей подходят идеально. Более того, это традиционные материалы для строительства каминов и печей, а мы традиции чтим.

• Кафель - польский Kafel-Kar 
• Шамотные плиты - австрийский Rath RHS 30 мм
• Смесь, на которую все это склеивалось и штукатурилась печка - немецкий Brunner Universal 600, австрийский Rath Universal Super

Немного про печную топку Brunner HKD 6.1. Что такое печная топка? Это по сути камера сгорания дров в заводском исполнении, которая подсоединяется к дымоходу либо через аккумуляционные кольца, либо аккумуляционные каналы или как в нашем случае, через теплообменник. Все печные топки линейки HKD рассчитаны на большие закладки (до 8 кг дров разовая закладка), поэтому и температура выхлопных газов у них достаточно высокая. Несмотря на то, что продукция Brunner вся надежная, печные топки HKD - это эталон надежности и долговечности. Корпуса выполнены из высококачественного чугуна, а внутри массивная шамотная футеровка, при этом прикрыто от огня все абсолютно. Несмотря на то, что наша печка самая маленькая в линейке, ее общая масса 91 кг, а масса шамота внутри 55 кг. Камера сгорания вытянута в глубину, поэтому удобно класть дрова большого размера (длинна около 40 см). Сами по себе топки сделаны очень грамотно: есть внешний приток воздуха, система омывания стекла, подовое горение, надежная, в чугунной раме дверь, 100% герметичность камеры сгорания. 

Итак, переходим непосредственно к эксперименту. В один прекрасный зимний день мы решили потратить немного времени и замерять температуры печи и комнаты на протяжении 9 часов, с интервалом в 30 минут. На протяжении всего эксперимента средняя температура на улице была где-то -5,5 градусов по Цельсию. Соответственно теплопотери нашего салона в час составляли 2,7 кВт. Мы их считали с помощью специальной программы, которая учитывает все параметры здания. К слову, у нас не самое теплое здание, т.к. всему виной плохо утепленный потолок (всего 10 см минеральной ваты). К тому же, достаточно большое остекление: на наш салон в 35 кв.м. у нас три окна и стеклянная дверная группа без тамбура. 

Так получилось, что наш салон условно разделен на две практически равные части перегородкой. При этом одна часть полностью попадает в зону излучения печи ( зона 1), а вторая менее чем на половину (зона 2). А всему виной перегородка, которая является естественной преградой для инфракрасного излучения печи. Поэтому, для чистоты эксперимента комнатную температуру мы измеряли в двух точках: в зоне прямого воздействия инфракрасного излучения T1 и в зоне, где его нету T2. Градусники находились на одинаковой высоте, где-то 1,2 метра. 

Показания с камина мы снимали пирометром. Для этого мы выбрали три типа данных:

1. Температура воздуха, который выходит из камеры. Как быстро она поднимается, как быстро падает (Tв).
2. Температура стенки в зоне прямого воздействия теплообменника. Т.к. мы помним то, что он максимально быстро отдает температуру, т.к. чугунный (То).
3. Температура стенки около печной топки. Она как раз разогревается долго, т.к. внутри массивная шамотная футеровка (Тт). 

В этот день мы использовали только две закладки дров (сухая береза):

• 1-я в 10:30, 5,2 кг
• 2-я в 12:00, 4 кг

Поскольку эксперимент проводился в понедельник, то камин не топился 1,5 суток, поэтому наше помещение немного остыло, до 12,5 градусов по Цельсию. Т.е. для того, чтобы держать комфортную 20 градусов по Цельсию температуру, нам необходимо потратить какое-то количество энергии на то, чтобы разогреть помещение до этого показателя.

Ниже график изменения температур на стенках камина и теплого воздуха.

Разберем подробно график.

Синяя кривая - это температура воздуха, который выходит из камеры камина. Как видно из графика воздух разогревается очень быстро, через полтора часа он достигает своего пика 135С - это очень хороший показатель. Возьмите на заметку те, кто строит камин на даче, там первое время нужно много энергии, чтобы ее разогреть. Но, как мы видим, если не класть больше в топку дрова, воздух также быстро и остывает, но не ниже чем температура стенок камина. Можно сказать, что теплообменник GNF8 со своей задачей справляется превосходно. 

Красная кривая - это температура за теплообменником. Как и ожидалось, пик у нее выше, чем у зеленой кривой. И это несмотря на то, что толщина стенки за теплообменником больше (она составляет около 6 см), чем за топкой (составляет 3 см). Лишнее подтверждение тому, что теплообменник очень активно понижает температуру, тем самым излучением сильно разогревая ближайшую стенку камина. В пике красной кривой температура достигает 79С. Температура снижается уже довольно медленно.

Зеленая кривая - это температура за печной топкой. Видно, что наружные стенки топки прогреваются значительно медленней и до меньших температур (помним еще про разность в толщине стенок). Всему виной шамотная футеровка внутри. На пике зеленая кривая показывает 65С. Но в какой-то момент значения зеленой кривой выше, чем у красной. Это говорит о том, что печка значительно медленней остывает, чем теплообменник.  

Ниже график изменения комнатной температуры.

Как видно из графика, мы не зря мерили температуру в разных точках комнаты, как и предполагали она немного отличается. 

Красная кривая графика - это температура в зоне видимости камина, т.е. та часть комнаты, которая отапливается в том числе инфракрасным излучением от стенок камина, стекла. Она относительно синей кривой растет значительно быстрее и до большей величины. На пике достигает 24 градусов по Цельсию. Еще обратите внимание, что красная кривая всегда выше или равняется с синей кривой, а это значит, что в зоне видимости камина всегда будет теплее. 

Синяя кривая растет медленнее. Максимальное значение достигается при 21 градусе по Цельсию. Но со временем температура в комнате практически выравнивается, все таки внутрикомнатную циркуляцию воздуха никто не отменял. 

Если ориентироваться на красную кривую, то с 12,5С до 20С мы дошли менее чем за 2 часа. Я считаю, что это хороший результат, он нас вполне устраивает. А еще более устраивает то, что до 19 часов нам нет надобности топить камин, т.к. у нас держится вполне комфортная температура. Полагаю, что при отсутствии перегородки, было бы еще более комфортно, т.к. не было бы такого разброса температуры по зонам

. 

Что же произошло с точки зрения мощностей. По техническим данным, которые предоставляет компания Brunner, в такой конфигурации как у нас - печная топка HKD 6.1 плюс теплообменник GNF8, с одного килограмма дров можно получить 4,4 кВт энергии. Кстати, это много, даже очень, думаю всему виной все тот же теплообменник, который очень низко понижает температуру. Для обычных каминных топок, класса премиум - этот показатель около 3,5 кВт. Так вот, мы сожгли 9,2 кг дров, соответственно получили 40,48 кВт тепла. За девять часов наше здание при нынешних погодных условиях и средней температуре в комнате 20 градусов по Цельсию потребляет 24,3 кВт энергии. Но мы не забываем, что изначально температура внутри помещения была 12,5С, соответственно, нам пришлось потратить некоторую часть энергии на то, чтобы выйти на 20 градусов. Соответственно, 16,18 кВт - эта энергия ушла на разогрев здания до 20 градусов, плюс какая-то часть осталась после эксперимента. Ведь печка не остыла до исходного состояния, в 19:00 на стенках камина было еще около 30 градусов. 

Что в сухом остатке:

• Помещение быстро разогревается до 20 градусов по Цельсию (комфортной для нас температуры)
• Он достаточно безопасен, т.к. не при каких обстоятельствах на стенках температура не поднимается выше 80 С
• После того, как погас огонь камин еще остывает более 6 часов, это хороший результат при отсутствии аккумуляционной массы

Честно говоря, мы где-то и сами не ожидали такого результата. И теперь я прекрасно понимаю, почему в Германии и Австрии так популярны такие печки. Ведь это просто находка для небольшого загородного дома. Уверен, что такое решение очень долговечное, ведь ему не страшны резкие перепады температур, конденсаты и прочие неприятности, которых не переносят кирпичные печи. Более того, с такой печкой комфортно жить. Пускай здесь нету большой аккумуляционной массы, но она и менее инертна, а значит ею проще управлять. Просто в сравнении с кирпичной печкой к HKD придется немного чаще подходить, скажем не два раза в день, а три-четыре. Но зато, Вы ночью не будете мучиться от того, что перестарались с последней закладкой и спать невыносимо жарко, а сделать ничего уже нельзя, т.к. печка вобрала в себя много тепла, а перекрыть его не получится. Кто пользовался или пользуется печным отоплением, тот меня поймет. 

Павел Ковалевич

Нордкамин, Гродно 2018