Дров'яні каміни – підведення зовнішнього повітря

Дров'яні каміни в колишні часи були досить простими пристроями. Вони не були особливо ефективні в плані обігріву, але тим не менш рятували наших предків від зимової холоднечі. При цьому, людей не особливо турбувала така проблема як забезпечення припливної вентиляції для заміни повітря, який, в результаті процесу горіння, разом з димовими газами спрямовувався в трубу. Їм і не потрібно було про це думати, бо будинки в той час мали щілини і пропускали всередину приміщення частину зовнішнього повітря самі по собі. У той час як в топці спалювалась чергова закладка дров, свіже повітря безперешкодно потрапляло в будинок.

За часів будівництва пасивних енергозберігаючих будинків, з підвищенням вимог до герметичності будівлі, до процесу горіння також пред'являються зовсім інші вимоги. З одного боку, камінні топки стали більш ефективні. З іншого боку, сучасний підхід до забезпечення герметичності будівлі призвів до зменшення кількості щілин та зазорів, які раніше були природними каналами забезпечення припливу свіжого повітря.

У той же час, додаткове повітря для забезпечення процесу горіння потрібно десь брати. Згідно з простим законом фізики, повітря буде потрапляти в приміщення шляхом найменшого опору. У деяких випадках, таким шляхом може виявитися труба димоходу.

Виникнення зворотної тяги є серйозною проблемою. Це побічний продукт безперервного прагнення зробити будинки більш енергоефективними та герметичними. За фактом, більшість будинків обладнано значною кількістю приладів, що споживають повітря з житлового простору. Ви коли-небудь замислювалися, що відбувається, коли ви вмикаєте у ванній фен, витяжку над кухонною плитою, або сушилку для одягу? Всі ці прилади споживають повітря і таким чином створюють частковий вакуум у вашому будинку (точніше, різницю тисків, між повітрям всередині будинку і зовні, або т.зв. «негативний тиск»).

У зв'язку з цим, в нових умовах будівництва обов'язковою є організація ефективної (в тому числі за якістю теплообміну) припливно-витяжної вентиляції, а також окреме підведення зовнішнього повітря до приладів, що споживають паливо для горіння. Тут варто зробити застереження, що, хоча забезпечення підведення зовнішнього повітря до опалювальних приладів такого типу закріплено в багатьох країнах на законодавчому рівні, в деяких країнах, наприклад, скандинавських, при досить ефективній загальній системі припливно-витяжної вентиляції підведення повітря для горіння є опціональним. Аргументом на користь цієї позиції є відносно невелика витрата повітря в закритих топках, які відповідають вимогам EPA (Environmental Protection Agency, Агентство по захисту навколишнього середовища).

Проте, підведення зовнішнього повітря для горіння є дуже поширеним технічним рішенням, і в більшості сучасних камінних топок, особливо, призначених для постійного використання в якості опалювального приладу, підведення зовнішнього повітря є якщо не вбудованою, то хоча б додатковою опцією.

Конструкція підведення зовнішнього повітря складається з трьох складових – забору повітря, повітряного каналу, та підведення повітря в топку. Для управління процесом горіння, для запобігання зворотної тяги або охолодження приміщення зовнішнім повітрям в періоди простою каміна, повітряний канал обладнується клапаном, що запобігає рух повітря в зворотному напрямку і регулює перетин повітряного потоку.

Таке технічне рішення дозволяє забезпечити камін повітрям для горіння з вулиці та мінімізує кількість повітря з приміщення, що потрапляє в димохід. Скляні дверцята камінної топки, в свою чергу, також допомагають ізолювати процес горіння від загального повітрообміну в будинку.

Говорячи про повітрообмін в приміщенні з каміном, слід виділити два різних його типи:

1. Повітря для горіння, яке використовується для забезпечення процесу горіння, що вступає в процесі горіння в реакцію окислення з вуглецем з окисленням до CO2, і виводиться у вигляді димових газів через димохід. Саме тут ми говоримо про пристрої для підведення зовнішнього повітря.
2. Повітря для конвекції, що використовується для охолодження камінної топки і передачі тепла в процесі природної або примусової конвекції. Забезпечення достатнього повітря для конвекції є обов'язковою умовою роботи камінної топки, і виконується незалежно від того, чи організовано підведення зовнішнього повітря для горіння. Для забезпечення процесу конвекції зазвичай монтують два вентиляційних отвори в нижній частині облицювання каміна, і один отвір більшого перетину вгорі, також для відводу нагрітого повітря в інші приміщення використовуються повітроводи, іноді – з примусовою вентиляцією.

ЕЛЕМЕНТИ СИСТЕМИ ПІДВЕДЕННЯ ЗОВНІШНЬОГО ПОВІТРЯ ДЛЯ ГОРІННЯ
    
Повітрозабірник

Забір повітря з вулиці повинен обов'язково бути закритий вентиляційною сіткою, щоб уникнути його засмічення, в тому числі можливого попадання гнізд птахів та інших дрібних тварин. Висота розташування отвору для забору повітря з вулиці повинна бути достатня, щоб уникнути снігових заметів. Місце виведення отвору повинно вибиратися з боку переважаючих вітрів. Отвір для забору повітря обладнують окапником, для запобігання попадання опадів.
  
Повітряний канал

Повітряний канал для підведення повітря повинен виконуватися виключно з негорючих матеріалів, наприклад, металевої труби. Зокрема, в США були випадки пожеж в приватних будинках в результаті того, що сильні пориви вітру провокували зворотну тягу і потрапляння вугілля, що горить, в канал для підведення зовнішнього повітря, в той час як цей канал був виконаний з ПВХ. Діаметр труби для повітряного каналу зазвичай 100-150 мм (вказується в технічних специфікаціях до камінної топки).

Деякі фахівці практикують підведення повітря не в саму топку, а в зону камінної топки, т.зв. "proximity air", в тому числі і для запобігання вищеописаної ситуації. Такий підхід більш поширений в США, в той час як європейські виробники і установники підводять повітря безпосередньо в камеру згоряння.

Труба утеплюється зовні, для того щоб не охолоджувати фундамент/стіну в зимовий час. Альтернативно, використовується готова утеплена труба.
  
Клапан (кагла)

Що стосується клапана, що регулює об’єм повітря, що подається для горіння, тут є різні технічні рішення, як з ручним керуванням, так і повністю контрольовані електронікою в системах з температурними датчиками та центральним керуючим процесором.

Особливо актуально електронне урядування в системі камінів з водяним контуром, які інтенсивно використовуються для обігріву.

Підведення зовнішнього повітря в топку

Підведення зовнішнього повітря в камеру згоряння камінної топки поставляється заводом-виробником топки.

Наприклад, в більшості камінних топок чеського заводу BeF Home, підведення зовнішнього повітря є вбудованим.

У топках заводу Kratki підведення зовнішнього повітря є додатковою опцією (вартістю до 100 євро, в залежності від моделі), яку можна придбати за бажанням. Разом з підведенням зовнішнього повітря купується перехідник для його приєднання до круглої труби.

У італійського заводу Piazzetta підведення зовнішнього повітря передбачено в серіях HT та ME як додаткова опція.