Камерная топка


Конструктивные элементы

Топки каминов состоят из следующих элементов, которые находятся в большинстве моделей независимо от их конфигурации:

  • стенки. Количество и размеры стенок зависят от типа отопительного прибора. В полностью открытом – они отсутствуют, в панорамном – их две, во встроенном – три. Стенки выполняются из стали, шамотного кирпича или жаропрочного стекла;
  • основание. Для металлических приборов его делают из чугуна, а для кирпичных – из камня или того же кирпича;
  • дымосборник – служит для скопления и отвода дыма, который образовывается в процессе горения. Этот элемент может быть в виде отдельного узла. Тогда он крепится к дымоходу или верхней части стенок топки камина. Часто дымосборник исполняет роль камеры для дожига газов в пиролизных печах;
  • дверца – может быть стеклянной, что позволит контролировать процесс топки каминов;
  • колосниковая решетка – предназначена для перемещения золы из топки камина. Также сквозь отверстия поступает свежий воздух, без которого не возможен процесс горения. Обычно данный элемент выполняется из чугуна, поскольку он подвергается воздействию высокой температуры;

  • зольник – камера, которая предназначена для сбора золы. Размещается под каминной топкой непосредственно под колосниковой решеткой. Может исполняться в виде выдвижного ящика или стационарной камеры из термостойких материалов;
  • шиберная заслонка – предназначена для частичного или полного перекрытия дымохода, что позволяет регулировать тягу и интенсивность пламени.

Принцип работы

Современные отопительные приборы работают следующим образом. В камеру загружается топливо, которое поджигается. Если топка для каминов открытого типа, свежий воздух поступает непосредственно через портал, а если закрытого – то через несколько каналов.

Основной поток перемещается через колосниковую решетку, что можно контролировать при помощи специальной задвижки. Также небольшая часть воздуха попадает из внешней среды, нагревается между двойными стенками и направляется на дверцу. Это препятствует образованию сажи на внутренней поверхности стекла.

Еще одна часть свежего воздуха поступает через заднюю стенку в дымосборник, где смешивается с газами, которые образуются в процессе горения. Данная смесь повторно воспламеняется, что повышает количество тепловой энергии, выделяемой отопительным прибором. Эта схема получила название «система вторичного дожига» и используется во многих современных топках каминов.

Тепловая энергия, которая выделяется от дров, может аккумулироваться внутри стенок отопительного прибора. При этом она будет постепенно выделяться в окружающую среду. Также нагретый воздух выходит из топочной камеры через вентиляционные решетки.


Во время топки каминов в камере значительно повышается температура, что влечет за собой образования высокого давления. От данного процесса возникает реактивная тяга, которая направлена от низа топочной камеры к дымосборнику, что способствует удалению угарного газа из отопительной системы.

Из чего делают камеры для каминов?

Каминные топки со стеклянной дверцей или без нее могут исполняться из следующих материалов:

  • чугун;
  • шамотный кирпич;
  • сталь.

Чугунные топки – отличное решение для отопительной системы, поскольку они меньше подвергаются деформациям, чем стальные. Чугун хорошо переносит перепады температуры, которые образуются после регулярного использования агрегатов для обогрева дома.

Стальные топки для каминов изготовляют из жаропрочного металла. Он должен выдерживать жар от огня и частые перепады температуры при нагреве и остывании материала. Особенностью топок для камина из стали считается наличие сдвоенной стенки. Это позволяет повысить продуктивность отопительных приборов.

Чугунные топки, в отличие от стальных, не имеют такого разнообразного модельного ряда, но они более надежны и долговечны.

Когда для топок камина применяется шамотный кирпич, необходимо дополнительно обустраивать фундамент. Учтите, что нельзя устанавливать данные агрегаты на деревянный пол.

Открытые и закрытые топочные камеры

Каминные топки в зависимости от типа исполнения разделяют:


  • закрытые каминные топки – оснащены стеклянной дверцей, что защищает от пламени и позволяет наблюдать за процессом горения. Этот отопительный прибор имеет КПД около 80%. При использовании топок для каминов закрытого типа сокращается расход дров в несколько раз;
  • открытые топки для каминов – классическое исполнение отопительных приборов, при котором отсутствует дверца. Этот тип установок отличается низкой эффективностью, поскольку нет возможности регулировать интенсивность пламени. Также агрегаты открытого типа обладают низкой безопасностью, поскольку нет стеклянной дверцы, которая защищает от искр и жара.

Как правильно произвести монтаж?

Топка для каминов должна устанавливаться с применением следующих правил:

  • для топок каминов нужно использовать исключительно негорючие материалы;
  • при установке топок для камина нужно сделать ровное основание;
  • если производить монтаж агрегата в деревянном доме, нужно дополнительно обустроить изоляцию для стены, которая находится около прибора;
  • для топок камина нужно предусмотреть надежную герметизацию при присоединении к дымоходу;
  • топочная камера должна находиться на высоте 15-20 см от пола.

Если для топок каминов использовать качественные негорючие материалы, она прослужит много лет без капитального ремонта.

На кухне можно установить и газовую плиту, и повесить на стену современный газовый котел, например, конденсационный, который отлично сочетается с низкотемпературными системами отопления — жидкостным теплым полом. Но есть ряд важных ограничений:

  • Если на кухне установлена двухкомфорочная газовая плита и газовый котел с закрытой камерой сгорания, объём помещения должен быть не менее 8 м³, при высоте потолков не менее 2.2 м.
  • Если на кухне установлена четырёхконфорочная газовая плита, согласитесь, так поступают в большинстве случаев, и ставится газовый котёл с закрытой камерой сгорания, то объём помещения должен быть не менее 15 м³.
  • Если на кухне стоит газовая плита и висит газовый котёл с открытой камерой сгорания, то к вышеозвученным объёмам помещений прибавляется еще 6 м³.

Кухня должна проветриваться, с помощью вытяжной системы, через окно с форточкой. Если кухня имеет дверь, то между ней и полом делается зазор, для притока воздуха, площадью не менее, чем 0.02 кв. м.

Методика сжигания в камерной топке

В камерных топках твердое топливо сжигается непосредственно в топочном объеме. Для того чтобы частицы топлива в течение своего короткого пребывания в топочном объеме успели полностью сгореть, необходимо подавать их в топочную камеру в тонко измельченном виде, чем достигается увеличение поверхности соприкосновения топлива с воздухом.


мельчение топлива до пылевидного состояния осуществляется в специальных угольных мельницах. Для производительной и бесперебойной работы мельниц измельчаемое в них топливо должно быть подвергнуто сушке. Таким образом, котлы с камерными топками для сжигания твердого топлива должны быть снабжены системой устройств пылеприготовления. В этих устройствах топливо проходит следующие стадии подготовки: дробление, сушку и измельчение, для осуществления которых в систему пылеприготовления входит ряд элементов и транспортирующих звеньев. Приготовленное пылевидное топливо первичным воздухом подается в горелки топки для сжигания.

Класификация камерных топок

Камерные топки разделяют:

  • По способу сжигания топлива:
    • Вихревые топки;
    • Факельные топки;
    • Топки с кипящим слоем.
  • По способу удаления шлака:
    • с твердым шлакоудалением;
    • с жидким шлакоудалением:
      • однокамерные;
      • двухкамерные.

Вихревая (циклонная) топка

Вихревая (циклонная) топка — топка, в которой осуществляется спиральное движение газо-воздушного потока, несущего частицы топлива и шлака. Вихревые топки используются в качестве предтопков камерных топок на тепловых электростанциях и как технологические печи, например, для обжига медных руд.


вихревых топках частицы топлива поддерживаются во взвешенном состоянии за счёт несущей силы мощного вихря, вследствие чего в ней не выпадают даже крупные частицы (5-10 мм и более).
Обратите внимание!
В современных вихревых топках сжигаются куски твёрдого топлива размером 2-100 мм, при скорости струи подаваемого воздуха 30—150 м/сек. В результате интенсивного горения в топке развиваются температуры, близкие к адиабатным (до 20000С). Зола угля плавится, жидкий шлак стекает по стенкам. Существуют горизонтальные и вертикальные циклонные предтопки, причём последние применяются значительно реже. Диаметр горизонтальных циклонных предтопков 1,2-4 м, относительная длина их не превышает 1,5-1,6.

Топки этого типа широко используются за рубежом. Вихревые топки характеризуются высоким тепловым напряжением сечения топочной камеры и степенью улавливания шлака до 90%. В другой топке тепловое напряжение объёма в 10-20 раз меньше, а степень улавливания шлака не превышает 80%. Одна крупная вихревая топка позволяет обеспечить паропроизводительность котла лишь до 150—180 т/ч, поэтому у котлов большой мощности устанавливают до 12-14 горизонтальных циклонных предтопков.

В данное время от применения таких топок отказались. Однако они продолжают применяться для сжигания серы с целью получения SO2 в производстве H2SO4 (серной кислоты) и обжига руд.

Факельная топка

Факельные топки — топки паровых и водогрейных котлов или печей, в которых топливо (угольная пыль, распыл, мазут или газ) сгорает в факелах, занимающих в отличие от слоевой топки большую часть объема топочной камеры.


кельные топки были разработаны для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии в факельном процессе, что позволило с высокой надежностью и экономичностью использовать топливо пониженного качества, значительно повысить единичную производительность котлоагрегатов. Топливо перед подачей в топку очищают, измельчают и высушивают в системе пылеприготовления топлива. Факельные топки весьма удобны для сжигания газообразного и жидкого котельного топлива, при этом газообразное топливо не требует предварительной подготовки, а жидкое должно быть распылено форсунками.

Факельные топки для пылевидного топлива подразделяют на следующие:

  • с удалением шлака в твердом состоянии (сухое шлакоудаление);
  • с жидким шлакоудалением.

В зависимости от расположения горелок факелы могут не иметь поворота в топке (при подовом или сводовом расположении горелок) либо поворачиваться на 90° (при горизонтальном расположении горелок) или на 180° (U-oбразный факел). Температура факела в ядре горения доходит до 2000°С, постепенно снижаясь примерно до 1000°С на выходе из топки. Для факельных топок характерно интенсивное теплоизлучение пламени на стены топки. Стены топки обычно покрыты экранами из водоохлаждаемых труб, а у современных мощных паровых котлов состоят из плавниковых труб, сваренных между собой. При этом тяжеловесная наружная обмуровка из огнеупорных кирпичей, применявшаяся на старых котлах, заменяется лёгкой изоляцией, навешиваемой с наружной стороны на экранные плавниковые трубы. Большая часть современных топок – факельные.

Топка с кипящим слоем


Топка с кипящим слоем занимает промежуточное положение между топками слоевого сжигания и факельными. Со слоевыми топками их объединяет, прежде всего, возможность сжигания «дробленки» с размером кусков до 10-20 мм и наличие решетки, через которую в слой подается воздух. При повышении скорости воздуха, продуваемого через слой, наступает момент, когда аэродинамическая сила, действующая на каждую частицу топлива, преодолевает силы взаимного трения частиц. Дальнейшее увеличение расхода воздуха приводит к псевдоожижению частиц топлива, слой как бы кипит (отсюда название «кипящий слой»), высота и пористость его увеличивается.

Минимальную скорость, при которой начинается псевдоожижение, называют первой критической скоростью Wкр1; при второй критической скорости Wкр2 аэродинамическая сила становится равной силе тяжести частиц топлива, и начинается их интенсивный вынос из слоя. Оба эти параметра имеют строго определенные значения только для монодисперсного материала с постоянной плотностью, а слой, как известно, состоит из полифракционного инертного материала и частиц топлива разной плотности.

Реальные топочные устройства с кипящим слоем работают со скоростями от Wкр1 до Wкр2.


Различают топки с обычным, или стационарным кипящим слоем (когда скорость в нем близка к Wкр1) и топки с циркулирующим кипящим слоем (когда скорость близка к Wкр2). В последнем случае из слоя выносится значительная часть недогоревшего топлива, которое затем улавливается в горячих циклонах и возвращается для дожигания.

Важно отметить, что в топках с кипящим слоем количество горючего материала составляет обычно небольшую долю от массы слоя, основу его составляет инертный материал или зола топлива (при сжигании высокозольных углей). Интенсивное перемешивание твердых частиц под воздействием сжижающего воздуха, проходящего через слой зернистого материала, обеспечивает повышенный тепло- и массообмен в слое. Погружение в кипящий слой поверхностей нагрева позволяет поддерживать температуру на таком уровне, при котором не происходит зашлаковки слоя.

Достоинства топки с кипящим слоем

  • Обеспечивается высокий коэффициент теплопередачи;
  • Длительное пребывание частиц в слое позволяет сжигать уголь с повышенной золь остью и отходы производства;
  • Появляется возможность создать более компактное топочное устройство без системы пылеприготовления, при этом снижаются удельные капитальные затраты на сооружение котельной, а также ремонтные расходы;
  • Добавка известняка в слой связывает серу топлива с зольным остатком, что уменьшает выбросы сернистого ангидрида с дымовыми газами в атмосферу;
  • Низкие температуры в слое (800-950°С) обеспечивают отсутствие термических оксидов азота, что в некоторых случаях сокращает выбросы оксидов азота в атмосферу.

Другие важные параметры выбора

При необходимости можно переделать классический открытый камин в закрытый. Для этого нужно приобрести чугунную или стальную топочную камеру со стеклом (кассетную вставку), установить этот вкладыш в печь и подсоединить его к дымоходу.

В последнее время все большую популярность набирают газовые топки. Учитывая масштабную газификацию всей страны это становится оправданно, несмотря на их немалую стоимость. Такие конструкции очень удобны в использовании, их главные преимущества: дешевое топливо, полная автоматизация и отсутствие грязи, которая неизбежна при использовании классических видов топлива (дров).

При выборе необходимо обратить внимание на несколько важных параметров:

  • Мощность. Это один из ключевых параметров, от которых будет зависеть эффективность обогрева. Она рассчитывается с учетом площади помещения: чем больше отапливаемое пространство, тем более мощным должен быть камин.
  • Материал топки. Сталь или чугун? В современных моделях используется и тот и другой материал, железные изделия дополнительно футерованы шамотом или керамикой — на функциональность это не влияет, однако чугунные топки признаны более долговечными и надежными.
  • Наличие шибера и дымосборника. Эти немаловажные детали значительно облегчат эксплуатацию камина.
  • Конструкция дверцы. Наиболее распространенными стали камеры с плоской прозрачной дверцей из стекла. Однако для оригинального современного интерьера можно подобрать вариант с полусферической дверцей или дверцей в форме призмы. Существуют Г-образные, П-образные дверцы, а также сквозные топки (туннели) с двумя дверцами. По способу открывания существуют дверцы с открытием вбок, вверх либо распашные.
  • Ширина видимой части огня. Понятное дело, что чем шире топка, тем красивее, но не стоит увлекаться большими размерами – объем помещения должен быть адекватным. К сожалению, этим часто пренебрегают дизайнеры.
  • Диаметр дымохода. Зачастую в домах уже существуют дымоходные шахты и не любой размер подойдет по этим параметрам, тогда как уменьшать сечение трубы категорически не рекомендуется.

Компании-изготовители предлагают широкий спектр моделей в различных ценовых категориях с различными характеристиками. Чтобы сделать правильный выбор, лучше обратиться к профессионалам — это позволит обеспечить безопасную и стабильную работу домашнего камина на долгие годы.


Использованные источники

  1. kaminyn.ru/kinds/konstruktsiya-topok.html
  2. forumhouse.ru/journal/explainers/11-11-sovetov-kak-postroit-topochnuyu-kotoruyu-bez-problem-primet-gazovaya-sluzhba
  3. ru.teplowiki.org/wiki/камерная_топка
  4. zen.yandex.ru/media/id/5d2edb49998ed600acf9cfeb/vidy-kaminnyh-topok-i-parametry-vybora-5deca33a43fdc000ae53502c

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.