Воздушная система отопления с использованием камина, описание

Запись дневника создана пользователем TiunOff, 17.04.14
Просмотров: 11.931

Распределение горячего воздуха – элементы установки
Элементы каминной установки
Наиболее широкий вариант каминной установки включает три независимые системы:
1. Система подачи воздуха извне для сгорания и вентиляции
2. Гравитационная или принудительная система распределения теплого воздуха
3. Система отвода продуктов сгорания из камина

1. Система поступления свежего воздуха в камин

Ее целью является подача воздуха извне для сгорания в камине. Первая функция системы очень важна, особенно учитывая ведущуюся борьбу за улучшение изоляции строений, т.к. доступ в постройку свежего (обычно холодного) воздуха сильно затруднен. Это может порождать опасные ситуации, т.к. камин, требующий для процесса сгорания много воздуха, может забирать его из вытяжных вентиляционных отверстий (например, вентиляционных решеток в ванной), нарушая вытяжную вентиляцию. В худшем случае камин может создать угрозу жизни и здоровью путем всасывания продуктов сгорания из канала отвода продуктов сгорания (вызывая там обратную тягу). Вторая функция помогает избежать чрезмерной сухости воздуха в помещениях.

2. Гравитационная или принудительная система распределения горячего воздуха

Система труб, соединительных формованных частей и соединений, позволяющая подавать нагретый в камине (конвекционным способом) воздух в различные, даже отдаленные от камина, помещения. Это может быть система, работающая естественным образом (гравитационный воздухообмен) или принудительно (с помощью вентилятора).

3. Система отвода продуктов сгорания из камина

Система позволяет безопасный отвод из здания опасных для здоровья и жизни продуктов сгорания древесины. Выполненная из высококачественной кислото-, жаростойкой или черной стали соответствующей толщины (2мм), она обеспечивает устойчивость к различным температурам и кислотным соединениям, содержащимся в продуктах сгорания. С помощью радиатора трубы, отводящие продукты сгорания из камина, могут также служить дополнительным источником обогрева в гравитационной системе распределения воздуха. Кроме того, для улучшения и стабилизации каминной тяги, а тем самым, повышения безопасности эксплуатации, она может заканчиваться каминной насадкой.

Подробное описание всех систем вы найдете в следующих разделах данной работы.

Описание системы – пример камина

Дымоотводный короб камина может включать несколько отдельных камер.
I камера находится под специальным металлическим конвектором, из которого приточный вентилятор производит непосредственный забор горячего воздуха. Из этой камеры также отходят трубы, ведущие непосредственно к решеткам в боковых стенках дымоотводного короба камина, которые выполняют роль предохранительного клапана в случаях, если приточный вентилятор отключен, например, во время отсутствия электрического тока.

Во II камере холодный воздух всасывается с помощью боковой решетки и зазора между облицовкой камина и каминной топкой. Он согревается с внешней стороны металлического распределителя (некоторые каминные топки изначально оснащены распределителем), а также от трубы отвода продуктов сгорания. Труба отвода продуктов сгорания может нагреваться до температур, близких к 7000C, т.к. именно в ней происходит процесс окончательного сгорания газов, образовавшихся во время дистилляции древесины. Чтобы максимально использовать тепло от продуктов сгорания, используются трубы отвода со специальным радиатором или ребристые обручи, которые увеличивают эффективность теплоотдачи. Система отвода продуктов сгорания должна быть оснащена заслонкой (шибером), уменьшающей каминную тягу в тех случаях, когда она слишком велика. Теплый воздух из II камеры гравитационно поступает прямо в помещение, в котором находится камин, а также по желанию заказчика – в соседние помещения с помощью труб.

III камера – это декомпрессионная камера, выполняющая роль изоляции перекрытий от горячего дымоотводного короба камина. Она должна иметь две решетки, расположенные несимметрично с противоположных сторон дымоотводного короба камина для свободной циркуляции воздуха и охлаждения этого пространства.

Изоляция дымоотводного короба камина обязательна, и не только с точки зрения снижения теплопотери, но и с точки зрения безопасности эксплуатации камина, т.к. в противном случае происходило бы очень сильное нагревание его стенок и перекрытий рядом с ним. Эта изоляция должна быть выполнена из специальной жаростойкой минеральной шерсти или с помощью силикатно-известковых блоков, которые одновременно станут основой конструкции камина.
Описание системы – система подачи воздуха в камин
Камин должен устанавливаться в помещение с максимально возможной площадью. Обычно, таким помещением является гостиная. Помещение должно иметь кубатуру не меньше 30m3 и обеспечивать поступление соответствующего количества тепла в топку камина. Если принять, что для сгорания 1 кг. древесины в камине с закрытой камерой сгорания необходимо около 8 м3 воздуха, то становится понятно, насколько важно подведение свежего воздуха для поддержания процесса горения, лучше всего – непосредственно в топку с помощью специальной приточной трубы.

Система подачи свежего воздуха является обязательным элементом каминной установки. Она обеспечивает поступление воздуха не только для участия в процессе сгорания древесины, но также для «смешивания» с обогреваемым воздухом, который без этого будет сухим, вызывающим ощущение дискомфорта.

Воздух может подаваться извне с помощью труб из ПВХ или стальных оцинкованных труб, как с прямоугольным, так и округлым сечением. Расположение трубы, подающей воздух, лучше всего определить уже на этапе укладки стяжек в помещении, она не требует ни тепловой изоляции, ни акустической. Воздухозаборник должен защищать от попадания в трубу насекомых, грызунов или механических загрязнений, поэтому на него должна быть установлена сетка. Система может быть также оснащена дросселем, который будет минимизировать теплопотери (приток холодного воздуха извне), когда камин не топится. Элемент установки для подачи воздуха под топкой камина должен быть оснащен сменным фильтром или же он должен обеспечивать легкую чистку. Другой вариант — это помещение фильтра в канал подачи перед камином. Это может быть фильтр из нетканого или другого материала, который будет тщательно очищать поступающий извне воздух от пыли и загрязнений. Это очень важно, т.к. это может ограничить появление грязных следов вокруг решеток снаружи камина (которые появляются из-за оседания пыли, выносимой подогретым воздухом). Жестяные круглые элементы соединяются друг с другом методом «внахлест», дополнительно рекомендуется укрепить их шурупами по жести или зажимными манжетами.
Жестяные прямоугольные части соединяются друг с другом с помощью специальных стыков (ZW1 или ZW2) и дополнительно закрепляются шурупами по жести.

На следующих страницах мы поместили описание элементов системы подачи воздуха в камин.

ВНИМАНИЕ: Некоторые, особенно современные каминные топки имеют собственную встроенную систему подачи воздуха для участия в процессе сгорания. Эту систему необходимо подключить к трубе, подающей свежий воздух, или установке приточной вентиляции.

Описание системы – система распределения горячего воздуха
Чтобы максимально эффективно использовать тепло, возникающее в результате сгорания древесины в камине, необходимо произвести установку разведения горячего воздуха по помещениям в здании. Воздух, нагретый в каминной топке, может подаваться в другие помещения как гравитационным способом, так и принудительным. Критерий выбора в этом случае весьма прозрачен: если мы хотим обогреть площадь небольшого помещения, в котором находится камин, и прилегающие к нему комнаты, нам подойдет система с гравитационной циркуляцией воздуха. Горячий воздух (легче, чем холодный) будет перемещаться здесь вверх в отопительную камеру и с помощью воздуховодов — к выходным отверстиям в помещения по принципу вытеснения, основанного на разнице температур. Как правило, для больших расстояний (более 3-4 метров от дымоотводного короба камина), гравитационного потока уже не достаточно. Горячий воздух не доходит до выходных отверстий или же его скорость слишком мала (что приводит к низкой производительности отопления).

Для выполнения установки можно использовать каналы, выполненные из листового железа или эластичных термостойких труб. И здесь очень важны следующие условия: обязательная герметичность всех используемых элементов и их соединений, а также термо- и звукоизоляция каналов и соединений. (Внимание: теплоизоляция должна быть выполнена из материала, устойчивого к воздействию любых температур). Это также касается тех частей изоляции, которые закатываются в бетонные перекрытия или стяжки пола.

Устанавливая такие элементы установки в полу или стенах, следует помнить о явлении расширения металлов под воздействием температур. Чтобы избежать негативных последствий, связанных с ним, в случае длинных жестяных труб необходимо предусмотреть возможность компенсации изменения размеров каналов. Негативными последствиями прокладки неизолированных каналов в бетонном полу или стенах могут стать расширение каналов или растрескивание их покрытий (например, штукатурки или соединений гипсовых блоков), а также нежелательные акустические эффекты. Нагревающиеся элементы установки не могут оказывать негативное влияние на противопожарную безопасность или приводить к ожогам.
1. Гравитационная система распределения горячего воздуха

Очень важно, чтобы все распределительные каналы были как можно короче (максимум до 5 м), по мере возможности – ровные и хорошо изолированные, т.к. воздух может не разводиться в большое количество помещений. Используемые эластичные алюминиевые трубы должны быть огнеупорными и иметь хорошую проводимость, а также обладать максимальной рабочей температурой 250 [oC]. Типичные диаметры «спиро» каналов и круглых элементов — 100,125 и 150 [мм].
Гравитационная система распределения горячего воздуха не требует больших финансовых затрат, является вполне независимой и беспроблемной.
2. Принудительные системы распределения теплого воздуха

Недостатки, которыми наделена гравитационная система, отсутствуют у системы принудительной конвекции. Кроме того, такие системы предоставляет большие возможности в плане исполнения, однако они более сложны и из-за этого — дороже. Эксплуатация подобных систем также немного дороже по сравнению с расходами использования гравитационной системы, что обусловлено потреблением тока приточным вентилятором или элементами управления. Увеличенная площадь обслуживания (большая обогреваемая поверхность, а также возможность транспортировки большого количества обогреваемого воздуха) с лихвой компенсирует эти расходы – вы сможете сэкономить по счетам на обогреве здания.

Сердце системы – это приточный вентилятор, подсасывающий нагретый воздух через топку и нагнетающий его во все ответвления системы. Чтобы система распределения горячего воздуха, имеющая такой вентилятор, работала правильно, мы должны помнить о некоторых правилах.
Принципы правильной установки системы принудительной конвекции горячего воздуха.

В выборе элементов установки необходимо руководствоваться следующими указаниями:

— Воздуховоды должны быть максимально короткими с наименьшим числом соединительных элементов;
— Следует использовать тройники и колена, по возможности с мягкими дугами;
— Для уменьшения акустики и редукции скорости распределения воздуха необходимо использовать элементы, выполняющие роль расширительных блоков;
— Определяя скорость потока воздуха в каналах для расчета сечения и линейных измерений, лучше всего использовать скорость в диапазоне 2,5 — 4 м/сек (эти показатели не должны превышать значений 6 м/сек);
— Следует учитывать элементы регулировки как в виде соединений с частями системы притока, так и в виде дросселей.

Теплый воздух разводится в отдельные помещения с помощью эластичных изолированных труб или прямоугольных оцинкованных каналов с дополнительной изоляцией, с соответствующими сечениями и необходимой термостойкостью. Сечение подбирают в зависимости от размера помещения и длины воздуховода. В свою очередь трубы, соединяющие дымоотводный короб камина с вентилятором, должны иметь максимально возможное сечение. Термоизоляция каналов предотвращает теплопотери и нарушения воздушного потока, а также гасит акустическую проводимость отопительной установки. Максимальное расстояние выходных отверстий, подающих горячий воздух, от вентилятора не должна превышать 10 м. Подбор соответствующего вентилятора позволяет достичь оптимального нагнетания горячего воздуха даже в самые отдаленные вентрешетки. Вентилятор должен иметь термо- и звукоизоляцию, а также термостат. Максимальная температура воздуха, поступающего в такой аппарат, не может превышать 150 [°C]. Приточный вентилятор нельзя закрывать изоляционным материалом (проточная камера аппарата заизолирована), а расстояние от установки до камина не должно быть выше 4 м. аппарата должен иметь возможность установки температуры подключения от 40 до 90 [°C].

Перед вентилятором рекомендуется установить специальный обводной канал с биметаллическим термостатом и дросселем, который играет роль предохранительного клапана в случае отсутствия электрического тока. Горячий воздух в таком случае поступает через его патрубок в выделенное помещение. Кроме того, обводной канал обладает дополнительной функцией: в случае, если вентилятор работает, а температура подаваемого воздуха высока, через патрубок обводного канала автоматически производится забор холодного воздуха, который смешивается с горячим воздухом, поступающим из дымоотводного короба камина, ограничивая тем самым максимальную температуру поставляемого в вентрешетки воздуха до 110 [°C]. Применение обводного канала дает возможность подачи в систему распределения горячего воздуха даже с температурой 180 [°C]. Обводной канал дополнительно имеет металлический фильтр, очищающий воздух, попадающий в вентилятор. Если же вы не планируете использовать обводной канал, перед входом в аппарат необходимо установить металлический фильтр, улавливающий частички пыли.

Рекомендуется, чтобы система распределения горячего воздуха была оснащена такими дополнительными регулирующими элементами, как регулятор оборотов двигателя вентилятора с ручной установкой производительности аппарата и термостат, устанавливаемый в дымоотводном коробе камина. Наиболее эффективным устройством контроля является автоматический регулятор оборотов ARO. Он выполняет обе указанные функции, и дополнительно позволяет осуществлять автоматическую регулировку оборотов двигателя: вместе с повышением температуры увеличиваются обороты двигателя и тем самым – производительность аппарата.

На выходных отверстиях воздуховодов устанавливаются решетки или анемостаты с регуляцией потока воздуха. Они должны иметь как минимум такое же сечение, как и подающий канал. Рекомендуется, чтобы на них устанавливался дополнительный фильтр в подающей кассете. Выходные отверстия каналов устанавливаются вблизи окон или внешних стен в перекрытиях, стене или полу так, чтобы циркуляция воздуха обеспечивала правильное распределение тепла в помещении. Для правильной работы всей системы воздух должен иметь возможность рециркуляции, т.е. возврата в помещение, в котором находится камин. Обычно вентиляторы не устанавливаются в ванной и кухне (там устанавливаются отверстия приточной гравитационной вентиляции), теплый воздух чаще всего попадает туда через отверстия в дверных проемах. Поэтому в дверях должны быть проделаны специальные отверстия, или же между полом и дверью должен оставаться зазор с минимальной высотой 2 см.
Система распределения теплого воздуха с использованием эластичных каналов и круглых соединительных элементов.
Круглые соединительные элементы обеспечивают более низкую сопротивляемость потока, их относительно просто монтировать и изолировать. Такие элементы используются в случаях установки распределительных каналов на нежилых чердаках. Чаще всего в качестве распределительных каналов используются эластичные изолированные трубы. Отдельные части соединяются с помощью соединительных муфт и обручей, а также путем герметизации алюминиевой лентой. Типичные диаметры «спиро» каналов и фасонных элементов: 100,125 и 150 мм.

Система распределения теплого воздуха с использованием эластичных каналов и прямоугольных соединительных элементов
Прямоугольные соединительные элементы отлично выполняют свою роль в установках, вмонтированных в подвесные потолки или стяжки. Лучше всего, если система будет установлена или спроектирована уже на этапе строительства дома. Стандартно используются две системы соединений: с сечениями 150×50 и 200×90 [мм]. Площадь их сечения соответствует площади сечения круглых соединений с диаметрами соответственно 100 и 150 мм. Системы, которые используют прямоугольные соединительные элементы, требуют изоляции минеральной шерстью в виде циновки или блоков, или же с помощью изолирующих рукавов REKP. Отдельные элементы соединяются с помощью муфт ZW и закрепляются шурупами по жести.

Описание системы — система отвода продуктов сгорания из камина
Древесина, которая сгорает в камине, выделяет ядовитые химические соединения, которые ни в коем случае не должны попадать в жилые помещения. Продукты сгорания должны выводиться из здания. Камин должен быть оборудован собственным воздуховодом, поэтому он не может подключаться к каналам, используемым другими отопительными системами.

Воздуховод должен быть проходимым, иметь соответствующее сечение и высоту, чтобы обеспечивать необходимую каминную тягу для эффективного отвода продуктов сгорания из здания. Каминный воздуховод (если он не был запроектирован и установлен в здании) может быть построен снаружи здания. В таком случае ему необходима теплоизоляция (с целью обеспечения надлежащей каминной тяги).

Подсоединение каминной топки к дымоходу производится с помощью труб и соединительных элементов, выполненных из специальной жаростойкой стали (толщина 2 мм). Желательно с ревизионным окном для прочистки.

Элементы каминной топки должны быть выполнены из кислотостойкой стали DIN 1.4404 жаростойкой жести DIN 1.4828.

Внешняя рубашка двустенных дымоходов должна изготавливаться из кислотостойкой стали DIN 1.4301. изоляция должна отвечать требованиям огнеупорности и термостойкости до 1000оС.

Каждая система отвода продуктов сгорания должна иметь элемент, позволяющий производить чистку и удалять конденсат (емкость с оттоком и окно для чистки), подключение трубы к камину без этих элементов (непосредственно на топке) может привести к попаданию конденсата и воды (дождевой) внутрь топки, загрязняя его, снижая эффективность сгорания древесины, и даже к залитию помещения. Каминную тягу эффективно усиливают и стабилизируют каминные насадки: Dragon, Twister или конусные насадки (LEIER, SCHIEDEL).
Каминные топки и каминные соединения должны иметь обозначение классификации для использования по назначению.
Типы каминных воздуховодов
СИСТЕМА ЖАРОСТОЙКИХ КАМИННЫХ ВОЗДУХОВОДОВ
Каминные каналы выполнены из жаростойкого листового железа (хромо-никилиевого) сорта 1.4828 по DIN 17441 с толщиной 0,8 и 1,0 мм. для отвода продуктов сгорания из отопительных установок, работающих на древесине.

СИСТЕМА КАМИННЫХ ВОЗДУХОВОДОВ ИЗ ЧЕРНОЙ СТАЛИ St3S
Каминные каналы выполнены из листового железа (черная сталь) сорта St3S по PN-81/H-92131 с толщиной 2,0 мм. Используются как канал для отвода продуктов сгорания из отопительных установок, работающих на твердом топливе.

ЭЛАСТИЧНАЯ ТРУБА ДЛЯ ОТВОДА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ — DUOFLEX
Выполнена из двухслойной хромо-никилиевой ленты сорта 1,4404 с толщиной 0,12 мм. Используется как канал для отвода продуктов сгорания из отопительных установок, работающих на древесине.

ПРЕИМУЩЕСТВА:
— Устойчивость к воздействию кислот, в первую очередь серной кислоты
— Максимально высокая устойчивость к высоким температура продуктов сгорания, которые могут превышать 250oC, а в момент возгорания – даже 1000oC
— Гораздо более низкая сопротивляемость прохождения продуктов сгорания по сравнению с каминами традиционной кладки – учитывая меньшую шероховатость поверхности
— Возможность использования в случае модернизации потрескавшихся и негерметичных керамических каминов
— Очень простая и быстрая установка без разборки в новых и старых каминах
— Возможность выбора конфигурации комплекта

ПРЕИМУЩЕСТВА:
— Очень простая и быстрая установка
— Возможность использования как канала для котлов, работающих на всех видах твердого

ПРИМЕРЫ СТРОЕНИЯ ВОЗДУХОВОДОВ

Позиция Название элемента Обозначение
1 Редукция (адаптер) RD150/130-CZ2-R
2 Каминная вьюшка SZK150-CZ2
3 Труба прямая ребристая RPZ150/500-CZ2
4 Колено фиксированное 90o KS150/90-CZ2
5 Труба прямая 1м RP150/1000-CZ2
6 Кожух ROZ150-H17
Позиция Название элемента Обозначение
1 Редукция (адаптер) RD150/130rCZ2rR
2 Каминная вьюшка SZK150rCZ2
3 Труба прямая ребристая RPZ150/500-CZ2
4 Регулирующееся колено с обручем KNS150/45-CZ2
5 Труба прямая 1м RP150/1000-CZ2
6 Кожух ROZ150-H17

РАСТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ.

Отдельные элементы системы каналов соединяются путем вложения одной части элемента — ниппеля, в другую расточенную часть элемента — раструба. Благодаря раструбному соединению мы получаем герметичную и устойчивую конструкцию каналов. Такой способ соединения элементов дает возможность правильной циркуляции газов, выделяющихся в процессе горения, из камина в дымоход.