WYKŁAD 3

Systemy powietrzne centralnego ogrzewania

W tradycyjnych centralnych ogrzewaniach podgrzewanym medium pośrednim jest woda, która rozprowadzana do grzejników nagrzewa je. Następnie grzejniki oddają energię cieplną do pomieszczeń. O ile w nowoczesnych ogrzewaniach wodnych czas nagrzania małej ilości wody w systemie i kaloryferach jest krótki, to sam proces przekazywania energii do pomieszczeń jest długi - wynosi od kilku do kilkunastu godzin.

Zamiast montować instalację rozprowadzającą ciepłą wodę do grzejników, następnie czekać na ich nagrzanie, dalej przekazanie ciepła na ogrzanie pomieszczeń, wystarczy ogrzewać dom, napełniając go po prostu ciepłym powietrzem, co zapewni zastosowanie ogrzewania nadmuchowego - bardzo popularnego w USA i Kanadzie. W Polsce ten nowoczesny system grzewczy staje się z roku na rok coraz bardziej znany.

Zalety ogrzewania nadmuchem ciepłego powietrza:

• dużo efektywniejsze niż centralne ogrzewanie wodne, znacznie skracające czas ogrzewania wyziębionego domu. Od rozruchu pieca do odczuwalnej zmiany temperatury potrzeba od kilku do kilkunastu minut,

• ułatwia aranżację wnętrz, dzięki wyeliminowaniu grzejników,

• mniej zawodne od tradycyjnego c.o., ponieważ w instalacji nie stosuje się wody. Żaden z elementów instalacji nie jest narażony na korozję, zamarzanie, odkładanie kamienia ani przecieki,

• gwarantuje całoroczną kontrolę nad mikroklimatem wnętrza przy niskich kosztach eksploatacji,

• sprawdza się zarówno w budynkach drewnianych, jak i murowanych,

• wysoka sprawność pieców nadmuchowych (ogrzewane powietrze jest chłodniejsze od wody grzejnej w tradycyjnych instalacjach c.o.),

• sprawność ogrzewania nie ulega zmianie nawet po kilkudziesięciu latach,

• umożliwia rozbudowę o filtrację, jonizację, nawilżanie, klimatyzację, odzysk oraz czerpanie ciepła z gruntowego wymiennika ciepła,

• umożliwia rozprowadzenie ciepłego powietrza po budynku z kominka,

• umożliwia zaprogramowanie żądanej temperatury w ciągu dnia i nocy.

Jak to działa? SLAJD 2

Powietrze zanim trafi do pieca nadmuchowego (gazowego, olejowego, elektrycznego lub pompy ciepła powietrze-powietrze) przechodzi przez czerpnię wewnętrzną lub zewnętrzną i filtr włókninowy - urządzenia niezbędne do poprawnego funkcjonowania całej instalacji. Czerpnia zewnętrzna dostarcza świeże powietrze i miesza je z ochłodzonym powietrzem powracającym (przez czerpnię wewnętrzną) z ogrzanych pomieszczeń.

Następnie powietrze ogrzewa się w wymienniku pieca i rozprowadzane jest systemem kanałów wentylacyjnych, zakończonych kratkami nadmuchowymi z przepustnicami do poszczególnych pomieszczeń. Przepustnice na kratkach służą do regulacji ilości wypływu powietrza. Ze względu na fakt, że kratki nadmuchowe lokalizowane są w poszczególnych pomieszczeniach wzdłuż ścian zewnętrznych, a czerpnia wewnętrzna w centralnej części budynku, nadmuchiwane powietrze miesza się i cyrkuluje. Nie występują więc lokalne różnice w temperaturze, co pozwala na otrzymanie komfortu cieplnego. Ewentualna nadwyżka powietrza w domu usuwana jest istniejącymi przewodami instalacji grawitacyjnej. Czas rozruchu ogrzewania powietrznego, do momentu odczuwalnej zmiany temperatury, wynosi w praktyce od kilku do kilkunastu minut. Pozwala to na skrócenie czasu ogrzewania obiektu. Do sterowania pracą pieca nadmuchowego służy termoregulator programowalny. Umieszczony jest on zwykle w centralnej części budynku, gdzie nie występują chwilowe różnice temperatur, związane np. z częstym otwieraniem drzwi wejściowych. Dzięki niemu w ogrzewanym obiekcie utrzymywana jest żądana, zaprogramowana temperatura.

System nadmuchowy, wykorzystując czerpnię zewnętrzną, umożliwia pełną wentylację obiektu. Może pracować w recyrkulacji lub przy użyciu świeżego powietrza, którego jest w stanie wtłoczyć do budynku około 2-3 tys. m³ w ciągu godziny. Bywa to bardzo przydatne przy złych warunkach atmosferycznych lub w czasie przebywania dużej grupy osób w pomieszczeniach.

System nadmuchowy można wyposażyć w filtrowanie, nawilżanie, chłodzenie, rekuperację oraz gruntowy wymiennik ciepła.

Zastosowanie:
System ogrzewania nadmuchowego sprawdza się idealnie w naszych warunkach klimatycznych i znalazł zastosowanie w następujących obiektach: domy jednorodzinne, pawilony handlowe, biurowce, salony sprzedaży, sklepy, restauracje, bary, puby, kościoły, warsztaty, hale, magazyny i inne. System ten nie nadaje się do budownictwa wielorodzinnego.

Piece nadmuchowe SLAJD 3

Urządzeniem odpowiedzialnym za podgrzewanie powietrza jest piec nadmuchowy (gazowy, gazowy kondensacyjny, olejowy, elektryczny lub pompa ciepła powietrze - powietrze).
Wszystkie piece nadmuchowe pracują na prąd jednofazowy, pobierając moc od 373 do 559W (z wyłączeniem urządzeń elektrycznych, których pobór mocy jest ściśle związany z wydajnością energetyczną). Najwyższą sprawność energetyczną osiągają kondensacyjne piece nadmuchowe - odzyskując ciepło z kondensacji pary wodnej ze spalin. Temperatura spalin wychodzących z tego typu urządzeń nie przekracza 30 ^oC, a komin wykonany jest z PCV o średnicy 2 i 3cali. W tradycyjnych piecach nadmuchowych, gdzie temperatura spalin przekracza 100^oC komin musi być wykonany ze stali kwasoodpornej.

Filtrowanie powietrza SLAJD 4

Każdorazowo przed wejściem do pieca nadmuchowego powietrze przedostaje się przez filtr włókninowy, którego zadaniem jest wyłapywanie zanieczyszczeń. Dodatkowo instalowany jest filtr elektrostatyczny. Zapewnia on ujemną jonizację powietrza oraz eliminuje najmniejsze zanieczyszczenia (do 0,0001 mm), takie jak wirusy, bakterie, roztocza, grzyby, kurz domowy, dym papierosowy, kuchenny, substancje smoliste, pyłki alergenne, które są niemożliwe do usunięcia przy użyciu filtrów mechanicznych. Filtry powietrza dostarczają ulgi wszystkim cierpiącym alergikom, a powietrze w pomieszczeniach jest zdecydowanie czystsze, aniżeli w tradycyjnych systemach grzewczych. Użytkownik musi jednak pamiętać, że co 2-3 miesiące należy odkurzyć filtr włókninowy, a raz w roku wymienić go na nowy. Wkłady filtra elektrostatycznego należy myć pod bieżącą wodą lub w zmywarce, co najmniej 2 razy w sezonie.

Nawilżanie powietrza SLAJD 5

Przy ogrzewaniu powietrzem stosowane są proste bezobsługowe i skuteczne urządzenia do nawilżania powietrza. Centralny nawilżacz powietrza montowany jest na głównym kanale rozprowadzającym ogrzane powietrze. Gwarantuje on automatyczną kontrolę wilgotności w całym obiekcie. Tak więc w domach z ogrzewaniem powietrznym nie istnieje problem suchego powietrza, znany użytkownikom wodnej instalacji grzewczej. Stosowane przy centralnych ogrzewaniach grzejnikowych sposoby nawilżania powietrza przez zawieszenie lub ustawienie na grzejnikach pojemników z wodą można porównać, pod względem skuteczności, do noszenia wody ze studni przy użyciu szklanki.

Chłodzenie powietrza

Chłodzenie pozwala na komfortową i ekonomiczną klimatyzację całego obiektu przy minimalnym nakładzie finansowym, jako że dodawany jest jedynie moduł chłodzący do już istniejącego systemu, wykorzystując jego wspólne elementy.

W skład modułu chłodzącego wchodzą:

-skraplacz (agregat sprężarkowy)

-parownik (chłodnica)

-przewody czynnika chłodniczego

Rekuperator SLAJD 6

Odzysk ciepła z powietrza możliwy jest w praktyce z pomieszczeń takich, jak łazienka i kuchnia, skąd powietrze usuwane jest bezpośrednio do atmosfery. Wykorzystując dodatkową centralę wentylacyjną z wymiennikiem krzyżowym , znaczne ilości tego ciepła możemy wykorzystać do podgrzewania świeżego powietrza zewnętrznego zasysanego przez piec nadmuchowy. W okresie zimowym oszczędności energii z tego tytułu mogą być dość duże. Centrala wentylacyjna może być zainstalowana w późniejszym okresie, co rozłoży w czasie wydatki związane z systemem.

SYSTEM OGRZEWANIA Z WYKORZYSTANIEM KOMINKA

Jak powietrze „rozchodzi się” po domu?

Zimne powietrze przepływa między korpusem wkładu kominkowego a elementami obudowy kominka i w ten sposób się ogrzewa. Ogrzane powietrze unosi się konwekcyjnie ku górnej części okapu, gdzie znajdują się wyloty powietrza.

Obieg powietrza wymuszony turbiną

Jeśli system DGP ma wiele rozgałęzień i ciepłe powietrze nie jest w stanie dotrzeć w sposób naturalny do wszystkich pomieszczeń, trzeba go wyposażyć w elektryczną turbinę. W układach DGP stosuje się specjalne, wygłuszone turbiny o niskim poziomie hałasu.

Zależnie od rodzaju turbiny systemy DGP mogą być:

• podciśnieniowe - podciśnienie wytwarzane jest przez turbinę umieszczoną poza wkładem kominkowym (na przykład na poddaszu); turbiny “na gorące powietrze” mają przepustowość nawet do 600 m³/h i są w stanie rozprowadzić powietrze nawet do 8-10 pomieszczeń;

• ciśnieniowe - ruch powietrza wymuszony jest przez turbinę umieszczoną pod wkładem kominkowym - używane tu tak zwane turbiny nadmuchowe, “na zimne powietrze”, mają znacznie mniejszą wydajność - około 150 m³/h.

Turbiny do systemów DGP wyposażone są w czujniki. Użytkownik może na przykład ustawić żądaną temperaturę powietrza w okapie, przy której turbina się włączy, tak aby nie wymuszać ruchu powietrza, gdy nie jest jeszcze rozgrzane.

Przewody. Powietrze ogrzane w kominku rozprowadzane jest po całym domu izolowanymi przewodami aluminiowymi, podłączonymi do wylotów w kominku. SLAJD 7

W układach wyposażonych w turbinę trzeba stosować specjalne przewody, redukujące do minimum szum, jaki powstaje podczas ruchu powietrza.

Przewody mają średnicę od 100 do 160 mm. Należy je prowadzić w taki sposób, aby były niewidoczne i nie psuły wyglądu pomieszczeń: w ścianach, stropach, w przestrzeni nad sufitem podwieszanym.
Kratki. Każde odgałęzienie zakończone jest kratką wentylacyjną z regulacją lub tak zwanym anemostatem. Wyloty powietrza w pomieszczeniach mogą być umieszczane w podłodze, na ścianie lub w suficie. SLAJD 8

Powietrze w domu musi krążyć SLAJD 9

Aby system DGP działał prawidłowo, powietrze musi mieć możliwość swobodnej cyrkulacji. Ciepłe - po dotarciu do docelowego pomieszczenia ochładza się, a następnie powinno powrócić do pokoju, w którym zainstalowany jest kominek. Nie powinno się doprowadzać ciepłego powietrza do łazienki, wc i kuchni, ze względu na możliwość rozchodzenia się zapachów. Powietrze dostarczane jest do pomieszczeń odpowiednimi kratkami. Do dystrybucji powietrza stosuje się aparat nawiewny AN, który przeznaczony jest do rozprowadzania ciepłego powietrza z kapy nad paleniskiem kominka do pomieszczeń mieszkalnych. Posiada odizolowany termicznie i akustycznie wentylator nadmuchujący powietrze, oraz termostat. Gdy temperatura powietrza osiągnie nastawioną wartość aparat automatycznie się włącza. Wyłączy się w przypadku spadku temperatury powietrza płynącego z kominka poniżej temperatury zadanej.

Maksymalna temperatura otoczenia: 50 [ºC];

Maksymalna temperatura zasilającego powietrza: 150 [ºC];

Chcąc wykorzystać wkład kominkowy do ogrzewania domu, można samemu wyliczyć jakiej mocy urządzenie będzie najodpowiedniejsze...  SLAJD 11 i 12

Nominalną moc wkładu kominkowego, który ogrzeje dom, można obliczyć, korzystając z następującego wzoru:

Q = V • G • D_t [W]

gdzie:
Q - straty ciepła [W].

V - kubatura budynku [m³].

G - współczynnik przenikalności cieplnej [W/°C/m³].

D_t: różnica temperatury wewnętrznej i zewnętrznej [^oC] (40^oC).

Wartości współczynnika G są następujące:

G = 0,75 dla budynków dobrze izolowanych,

G = 0,90 dla budynków średnio izolowanych,

G = 1,20 dla budynków o słabej izolacji.

W uproszczeniu można przyjąć, że zapotrzebowanie na ciepło wynosi:

• w nowym, dobrze izolowanym domu - 30 W/m³,

• w domu izolowanym przy użyciu starych technologii - 40 W/m³,

• w starym domu bez izolacji - 80 W/m³.

Przykład
dom dobrze izolowany, o powierzchni 120 m², wysokości pomieszczeń 2,7 m;

V = 120 m² x 2,7 m = 324 m³

Q = 324 m³ x 0,75 x 40^oC = 9720 W

lub
Q = 324 m³ x 30 W/m³ = 9720 W.

Dla uproszczenia przyjmuje się, że 1 kW mocy nominalnej kominka ogrzewa średnio 25 m³ (poprawnie ocieplonego) budynku.

SLAJD 13

Ilość nawiewanego powietrza potrzebnego do ogrzania pomieszczenia do temperatury t_w:

V = Q / [c_p • r_p • (t_n - t_w)] m³/h

gdzie: Q - straty mocy cieplnej ogrzewanego pomieszczenia [W]

c_p - ciepło właściwe powietrza; można tu przyjąć 0,28 Wh/kg K

r_p - gęstość powietrza; można tu przyjąć 1,12 kg/m³

t_n - temperatura powietrza nawiewanego ^oC

t_w - temperatura powietrza wewnętrznego ^oC

Dlaczego powstał wkład kominkowy?

Badania przeprowadzone przed blisko trzydziestu laty wykazały, że drewno jest bardzo efektywnym, odnawialnym i ekologicznym źródłem energii. Niestety brakowało wtedy urządzeń, które gwarantowałyby pełną kontrolę procesu spalania drewna i maksymalnie wykorzystywały energię cieplną. Kryzys energetyczny skłonił jednak wiele firm z branży ogrzewnictwa do poszukiwania wydajnego urządzenia spalającego drewno. Kominki tradycyjne (otwarte) były już wtedy w Europie Zachodniej bardzo popularne. Dlatego badania miały na celu skonstruowanie urządzenia, które mogłoby być wykorzystane zarówno w już istniejących kominkach otwartych, jak i w kominkach nowo budowanych. Wtedy właśnie pojawiły się na rynku pierwsze urządzenia zwane dziś kasetami i wkładami kominkowymi.

Kontrola procesu spalania

W przedniej ściance wkładów i kaset kominkowych znajdują się regulatory dopływu powietrza do spalania sterujące prędkością spalania drewna, a tym samym mocą grzewczą urządzenia. Uchwyty regulatorów muszą być wykonane z materiałów nienagrzewających się. Większość urządzeń wyposażona jest w tak zwane zimne rączki umożliwiające regulację podczas użytkowania. Wszystkie uszczelnienia wykonuje się ze specjalnej masy odpornej na wysoką temperaturę oraz uszczelek z włókna szklanego - nie z azbestu!

Przeglądy i konserwacja

Podobnie jak inne urządzenia grzewcze, również wkłady i kasety kominkowe trzeba regularnie przeglądać i konserwować. Przede wszystkim należy systematycznie (po każdym paleniu) usuwać z nich popiół. Szyby ceramiczne powinno się czyścić wodą z dodatkiem środka myjącego lub kawałkiem wilgotnej tkaniny z popiołem. Jeśli są pokryte warstwą metalu, trzeba uważać, aby jej nie zarysować. Elementy metalowe czyści się odpowiednimi środkami do polerowania metalu. Przynajmniej raz w roku należy sprawdzić stan uszczelek wokół drzwiczek oraz szyby i jeśli są zużyte - wymienić. Co jakiś czas, zwłaszcza po dłuższej przerwie w korzystaniu z kominka, trzeba kontrolować regulatory wlotu powietrza, szyber oraz blokady drzwiczek.

Jaki wkład wybrać?

Wybór wkładów i kaset kominkowych oferowanych przez producentów jest bardzo duży. Urządzenia różnią się wielkością, kształtem, sposobem otwierania drzwiczek, liczbą szyb i wykończeniem.
Wybierając wkład (lub kasetę), trzeba jednak przede wszystkim zastanowić się, do jakich celów ma służyć kominek - czy do dekoracji i dogrzewania domu w okresach przejściowych, czy jako podstawowe źródło ogrzewania. W pierwszym wypadku można się kierować względami estetycznymi, w drugim warto większy nacisk położyć na parametry techniczne i użytkowe urządzenia.

Wkład czy kaseta?

Wkłady i kasety kominkowe to w dużym uproszczeniu zamknięte paleniska wyposażone w przeszklone drzwiczki oraz wylot spalin, wykonane z materiałów wytrzymałych na wysoką temperaturę i dobrze akumulujących ciepło. Podstawowa różnica między nimi polega na ich zastosowaniu. Wkłady kominkowe są przeznaczone do kominków nowych, budowanych od podstaw. Wkład podłącza się do przewodu kominowego, a następnie obudowuje. Obudowę najczęściej wykonuje się z kamienia. Konstrukcja kasety kominkowej pozwala na zainstalowanie jej w istniejącym kominku bez wykonywania większych przeróbek (kasety kominkowe są często instalowane również w nowych kominkach).

Ile kosztuje ogrzewanie kominkowe?

Aby zilustrować ekonomiczne zalety systemów DGP (Dystrybucji Gorącego Powietrza), przedstawiamy kalkulację wraz z rocznymi kosztami eksploatacji. 

Koszty systemu oraz eksploatacji zostały policzone dla niewielkiego domu jednorodzinnego o następujących parametrach:

• powierzchni całkowitej - około 120 m²,

• kubaturze - około 324 m³ (średnia wysokość pomieszczeń 2,7 m),

• zapotrzebowaniu na ciepło - 40 W/m³, czyli około 13 kW dla całego domu (przy temperaturze obliczeniowej zewnętrznej -20°C).

Sezon grzewczy trwa 6 miesięcy, ale w tym okresie niewiele jest dni z temperaturą zewnętrzną -20°C. Można przyjąć, że 6 miesięcy z temperaturą od -20°C do 0°C odpowiada energetycznie 3 miesiącom (czyli 2160 godzinom) z temperaturą -20°C, kiedy zapotrzebowanie na ciepło jest maksymalne i wynosi 13 kW.

Do ogrzania domu o powierzchni 120 m² potrzebny jest wkład kominkowy o średniej mocy, przystosowany do pracy ciągłej (kategoria C). Wymagania te spełnia na przykład wkład typu FONDIS F6ECO o mocy nominalnej 11 kW, maksymalnej - 16,5 kW i sprawności 72%. Obieg powietrza odbywa się grawitacyjnie i stopniowany jest za pomocą kratek regulowanych, umieszczonych w każdym pomieszczeniu. System jest zupełnie niezależny od zewnętrznych źródeł energii i bardzo prosty.

 
W koszty instalacji systemu DGP wchodzą:

• wkład kominkowy

• obudowa kominka

• rura spalinowa 220 mm (1,5 m)

• akcesoria - kratki, wyloty króćców

• rury izolowane do dystrybucji gorącego powietrza 125 mm, 10 m długie

• robocizna i materiały dodatkowe

Cena kompletu jest zależna od rodzaju obudowy, modelu wkładu kominkowego itd... - średnio to koszt 10-12 tys złotych.

Koszt eksploatacji systemu w sezonie grzewczym określa się wiedząc, że kominek pracując w systemie ciągłym zużywa średnio 3,4 kg drewna na godzinę. Mnożąc tę liczbę przez liczbę godzin przepracowanych w ciągu trzech miesięcy (2356) daje to 8011 kg drewna. To z kolei odpowiada 14 m³ (bo szacunkowo 1 m³ drewna waży około 600 kg). Przemnażając to z kolei przez cenę 1 m³ drewna (zależnie od gatunku 100-150 złotych) wychodzi co najmniej 1400 złotych. Oczywiście im dłużej grzejemy, tym droższa jest eksploatacja takiego systemu. Nadal jednak jest to mniej niż przy innych rodzajach ogrzewania domu.

Drewno do kominka powinno być wysuszone do wilgotności 15-20%. Takie drewno nie sprawia w dotyku wrażenia wilgotnego i widoczne są spękania w słojach. Świeże drewno trudno się pali i zanieczyszcza sadzą kominek oraz przewody dymowe, a jego wartość opałowa jest około 15% mniejsza niż drewna suchego. Częstym problemem jest zbyt duża ilość sadzy, która osiada na ściankach przewodów dymowych i zmniejsza przepływ powietrza. Warto pamiętać, że drewno brzozowe, zwłaszcza nie okorowane, wydziela szczególnie dużo sadzy, a drewno osiki nie tylko wydziela jej mało, ale nawet ma właściwości likwidowania już osiadłej sadzy w kominie. Spalanie suchych obierzyn ziemniaczanych również może pomóc w zmniejszeniu warstwy osiadłej sadzy. Nie należy spalać w kominku drewna impregnowanego, pokrytego lakierem, starych podkładów kolejowych, płyt wiórowych, szmat, itp. Materiały te spalane w niskiej temperaturze wydzielają bowiem trujące gazy.

Nawet najdokładniej zbudowany (zamontowany) kominek - zarówno otwarty, jak i wyposażony we wkład - nie będzie dobrze działał, jeżeli nie zapewni mu się wystarczającej ilości świeżego (bogatego w tlen) powietrza. Kominek zużywa je do spalania drewna, po czym w postaci dymu odprowadza przez komin na zewnątrz. W domu powstaje w ten sposób podciśnienie.

Jeśli podczas palenia w kominku powietrze nie będzie na bieżąco uzupełniane, dym z kominka zacznie się wydobywać do pomieszczenia, pojawią się problemy z rozpaleniem, a następnie utrzymaniem ognia, a także z wentylacją w domu (powietrze zamiast być odprowadzane na zewnątrz przez kanały wentylacyjne, będzie nimi zasysane).

Kominek otwarty podczas palenia zasysa powietrze całą powierzchnią otworu paleniska. Zapotrzebowanie na nie jest więc olbrzymie, ale tylko część powietrza ma bezpośredni kontakt z drewnem.
Kominek z paleniskiem zamkniętym (kasetą lub wkładem) jest bardziej oszczędny - zużywa tylko 6-8 m³/h na 1 kg drewna.

Należy pamiętać o tym, że bez względu na rodzaj kominka (zamknięty czy otwarty) w dobrze ocieplonym, a więc szczelnym domu konieczne jest doprowadzenie powietrza z zewnątrz.

Jak doprowadzić powietrze?

Najlepiej możliwie blisko paleniska lub pod palenisko. Powietrze doprowadza się przewodem wentylacyjnym, którego kształt i materiał nie mają znaczenia (może być na przykład aluminiowy lub z PCW). Ważna jest powierzchnia przekroju - w przypadku kominków zamkniętych nie mniejsza niż 200 cm² (śr. 160 mm). Konieczne jest też przestrzeganie poniższych zasad.

• Powietrza nie doprowadza się z garażu, piwnicy i od strony ulicy, aby kurz i nieprzyjemne zapachy nie przedostawały się do pomieszczeń. Przewód można wygodnie poprowadzić przez pomieszczenia nieużytkowe. Nie trzeba go wtedy specjalnie zasłaniać.

• Kanał doprowadzający powietrze musi być szczelny i wyposażony w przepustnicę, której zamknięcie zabezpieczy przed stratami ciepła, gdy kominek nie będzie używany.

• Wlot powietrza na zewnątrz należy umieścić na wysokości minimum 50 cm i zakończyć kratką uniemożliwiającą przedostawanie się do domu gryzoni.

• Powietrze najlepiej pobierać z kierunku zachodniego, z którego najczęściej w Polsce wieje wiatr. Umieszczenie wlotu od strony zawietrznej może w wietrzne dni powodować powstanie podciśnienia w przewodzie doprowadzającym powietrze i wysysanie powietrza z kominka zamiast nawiewania.

Wprost do paleniska

Tak doprowadza się niekiedy powietrze do wkładów lub kaset kominkowych. Wlot powietrza jest wtedy przeważnie wyposażony w mechanizm do regulacji lub całkowitego zamknięcia. Należy jednak pamiętać, że każdy kominek z wkładem lub kasetą kominkową z bezpośrednim doprowadzeniem powietrza z zewnątrz do paleniska będzie i tak cały czas pobierał pewną ilość powietrza z pomieszczenia. Będzie ono zasysane przez szczeliny wokół szyby drzwiczek (zwłaszcza we wkładach z kurtyną powietrzną) lub podczas palenia przy otwartych drzwiczkach (wtedy całe powietrze do spalania jest pobierane z pomieszczenia).

Ile powietrza potrzeba?

Żeby to obliczyć, trzeba skorzystać z wytycznych zawartych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 r. „W sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” (Dz.U. nr 75, poz. 690). 

W myśl rozporządzenia kominki z zamkniętym paleniskiem, czyli wyposażone we wkład lub w kasetę, wymagają doprowadzenia powietrza w ilości co najmniej 10 m³/h na 1 kW nominalnej mocy cieplnej wkładu (kasety). Aby zapewnić właściwe warunki pracy kominkom z otwartymi paleniskami, trzeba doprowadzić do nich taką ilość powietrza, aby prędkość jego przepływu przez komorę spalania była nie mniejsza niż 0,2 m/s.

Dlaczego konieczny jest obieg powietrza wokół wkładu?

Dlatego, że niewłaściwa wentylacja może spowodować przegrzewanie się obudowy, a także znaczne zwiększenie temperatury powietrza wydostającego się z kratek wylotowych. W prawidłowo wentylowanym kominku temperatura ta wynosi 80^oC, jeśli natomiast wentylacja nie jest właściwa, może sięgać nawet 140-150^oC i stanowi wtedy zagrożenie dla bezpieczeństwa użytkowników.
Dla należytej wentylacji wkładu kominkowego decydujące znaczenie mają pola powierzchni wlotu i wylotu powietrza konwekcyjnego. Ich wielkość jest ściśle określona przez producenta.
Producenci wkładów, podając wielkość pól przekroju kratek wentylacyjnych, używają pojęcia „efektywnego pola przekroju”. Oznacza ono rzeczywiste pole przepływu przez kratkę wentylacyjną, które na przykład w kratce o wymiarach 20 x 40 cm (800 cm²) wynosi 400 cm² (50% powierzchni kratki zajmuje siatka).

Prawidłowo wykonana wentylacja wkładu kominkowego gwarantuje dobry odbiór ciepła i jego równomierne rozprowadzenie, a więc ekonomiczne wykorzystanie opału. Zapobiega również przegrzaniu samego wkładu i jego ewentualnemu uszkodzeniu - pęknięciu lub odkształceniu się elementów.

Co otrzymujemy w zamian?

Brak doprowadzenia powietrza do kominka jest powszechnym błędem. Kiedy dom jest już gotowy, można ratować sytuację, stosując rozwiązania zastępcze, na przykład:

• doprowadzenie powietrza z nieużywanego strychu (poddasza) przez wolny kanał wentylacyjny. W kanale instaluje się przewód wentylacyjny i doprowadza możliwie blisko kominka. Przewód musi być wyposażony w przepustnicę. Nie należy pobierać powietrza z kanału wentylacyjnego zakończonego na dachu. Istnieje bowiem poważne ryzyko, że będzie ono zasysane wraz ze spalinami (dymem) wydostającymi się z sąsiednich kominów;

• zainstalowanie nawiewników lub nawietrzaków w pomieszczeniu z kominkiem. Ich liczbę ustala się na podstawie danych dotyczących zapotrzebowania na powietrze do spalania.

Kominki instaluje się dziś niemal we wszystkich nowo budowanych domach. Przeważnie są zamknięte. Mogą być wtedy nie tylko ozdobą, ale także ekonomicznym i wydajnym źródłem ciepła.
Kominek podłącza się do komina, przez który ulatują spaliny. Powinien być zbudowany jak najbliżej niego, aby na przewodzie dymowym było jak najmniej zagięć. Każdy kominek musi mieć własny przewód kominowy o wymiarach dopasowanych do wielkości paleniska. Rodzaj, wielkość, a także lokalizację kominka warto wybrać już na etapie projektowania domu. Można wówczas uwzględnić wszystkie wymagania techniczne: w odpowiednim miejscu zbudować komin o wymaganych wymiarach, wzmocnić strop lub fundamenty, zaplanować podłogę z niepalnych materiałów.
W istniejących domach tradycyjny kominek otwarty można przerobić na zamknięty, nie burząc go, a jedynie częściowo demontując. W jego wnętrzu montuje się wtedy kasetę lub wkład kominkowy. W starych remontowanych domach, w których do tej pory nie było kominka, można go zbudować, ale podobnie jak w nowych domach, trzeba mu zapewnić odpowiednie warunki techniczne.

Czy kominek może być podstawowym źródłem ciepła?

Może, ale jest to rozwiązanie mało wygodne, więc najczęściej w domach jednorodzinnych ogrzewanie kominkowe jest dodatkowym źródłem ciepła. Instalacja grzewcza jest zasilana przez kocioł albo inne źródło ciepła, a w kominku pali się wtedy, gdy jest bardzo zimno, kiedy domownicy są na miejscu i nie jest to dla nich duży kłopot lub po prostu dla przyjemności. W ten sposób można zmniejszyć koszty ogrzewania innym, droższym niż drewno paliwem, nie tracąc nic z wygody, jaką zapewnia ogrzewanie urządzeniem, do którego paliwo jest dostarczane automatycznie i którym stosunkowo łatwo sterować. Kominek doskonale sprawdza się także w okresach przejściowych - wiosną i jesienią - kiedy centralne ogrzewanie już albo jeszcze nie pracuje, a temperatura nagle się obniży i w domu zrobi się chłodno.

Każdy kominek wymaga osobnego przewodu kominowego, który musi mieć wymiary i proporcje dopasowane do wielkości paleniska. Dla kominków z otworem paleniska o powierzchni do 0,25 m² przewód dymowy ma średnicę co najmniej 15 cm lub wymiary 14 x 14 cm, dla kominków z większymi paleniskami - 18 cm lub 14 x 27 cm. Wysokość komina od podłączenia czopucha do wylotu nie może być mniejsza niż 4 m.

Jednocześnie musi być spełniony warunek dotyczący usytuowania wylotu komina względem połaci dachu. Na dachach płaskich (o kącie nachylenia mniejszym niż 12°) i stromych z pokryciem łatwo palnym wylot powinien się znajdować co najmniej 60 cm powyżej kalenicy, na stromych z pokryciem niepalnym - 30 cm. Najlepiej, gdy komin nie ma żadnych załamań, czyli jest prowadzony pionowo. Kiedy załamania są konieczne, nie powinno być ich więcej niż dwa, a ich kąt nie może być większy niż 30°.
Lepszy stalowy czy żeliwny?

Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie. Korpusy wkładów zrobione z żeliwa są tańsze i lepiej akumulują ciepło niż stalowe. Zwłaszcza jeśli żeliwo jest dobrej jakości, a ścianki korpusu są grube (8-10 mm), masywne i ciężkie. Korpus może być zrobiony ze skręcanych płyt żeliwnych lub z jednolitego odlewu żeliwnego bez połączeń i spawów. Korpusy odlewane są bardzo szczelne, dzięki czemu powietrze nie napływa do paleniska w sposób niekontrolowany. Z żeliwa można kształtować różne ornamenty i wzory, które ozdobią ramy korpusu wkładu kominkowego lub tylną ścianę paleniska. Zaletami korpusów ze stali są przede wszystkim szczelność i wzornictwo. Wkłady stalowe robi się z płyt o grubości 4-6 mm. Te od renomowanych producentów, ze specjalnego rodzaju stali, są odporne na korozję i zmiany temperatury. Stal niezbyt dobrej jakości może korodować pod wpływem gorących spalin.
Korpus wkładu kominkowego, niezależnie od tego, czy stalowy, czy żeliwny, jeśli będzie z materiału kiepskiej jakości, po pewnym czasie może pękać. Dotyczy to przede wszystkim wkładów zrobionych z elementów o małej grubości. Cienkie ścianki korpusu nagrzewają się nierównomiernie. Powstają wtedy duże naprężenia, które powodują odkształcanie się stali lub pękanie żeliwa. Najtrwalsze i najsolidniejsze są wkłady ciężkie, o grubych ściankach. Sam wkład może ważyć ponad 300 kg. Jego ciężar zależy więc nie tylko od wymiarów, ale także od jakości i grubości materiału, z którego jest wykonany.

Porównując parametry techniczne różnych wkładów kominkowych, zwracamy uwagę przede wszystkim na ich moc i sprawność. Producenci podają moc nominalną wkładu, czyli średnią moc urządzenia mierzoną podczas testów laboratoryjnych trwających trzy godziny. Jest ona bardziej miarodajna niż moc maksymalna, której nie uzyskuje się podczas normalnego użytkowania kominka. Najmniejsza moc nominalna to około 5, największa - ponad 20 kW, ale wkłady o tak dużej mocy to rzadkość. Najwięcej jest modeli o mocy 10-15 kW.

Jeśli kominek ma być podstawowym źródłem ciepła dla domu, podaną moc nominalną wkładu trzeba porównać z zapotrzebowaniem na ciepło. Powinno być ono obliczone przez projektanta, a jego wartość podana w dokumentacji projektowej domu. Jeśli jej nie ma, można przyjąć orientacyjne wartości:

• dla domów nowych, dobrze ocieplonych - 30-40 W/m³,

• dla starych, z kiepską izolacją - 80-100 W/m³.

Jeżeli kominek ma jedynie wspomagać system grzewczy, jego moc nominalna może być mniejsza. Przyjmuje się wówczas, że w domu dobrze ocieplonym może wynosić około 20, w nieocieplonym - około 50 W/m³. Producenci bardzo często podają kubaturę lub powierzchnię, jaką jest w stanie ogrzać dany wkład kominkowy.

Jaką sprawność mogą osiągać wkłady kominkowe?

Najnowocześniejsze ponad 80%, te o prostszej konstrukcji - około 50% (w kominkach tradycyjnych około 15-20%). Sprawność to ważny parametr, ponieważ wpływa bezpośrednio na ilość zużywanego drewna - im wyższa sprawność wkładu kominkowego, tym więcej ciepła można otrzymać z jednostki paliwa.

Uzyskanie tak wysokiej sprawności jest możliwe we wkładach o odpowiedniej konstrukcji korpusu. W tylnej części rozbudowana powierzchnia korpusu tworzy rodzaj wymiennika ciepła, w którym gorący dym oddaje ciepło opływającemu obudowę powietrzu. Jest to tak zwana komora wtórnego spalania. Nad paleniskiem jest deflektor, który kieruje gorący dym do wymiennika, uniemożliwiając jego ucieczkę do komina. Dzięki temu cząsteczki stałe unoszone z dymem są dopalane i więcej ciepła może zostać przekazane powietrzu opływającemu wkład kominkowy.

Czy w kominku można palić bez przerwy?

Niektóre wkłady kominkowe są przeznaczone do pracy ciągłej, w innych można palić bez przerwy zaledwie kilka godzin. Po podanym przez producenta czasie pracy należy zrobić przerwę, aby korpus wkładu ostygł i nie uległ deformacji. Porównując urządzenia różnych producentów, warto zwrócić uwagę na maksymalny czas pracy wkładu bez dokładania opału. Najlepiej, jeśli wynosi on 10-12 godzin. Tak długi czas pracy pozwala na kilkunastogodzinne odstępy między kolejnymi załadunkami drewna. Porcja opału włożona późnym wieczorem wystarcza zwykle na całą noc. Oczywiście nie można oczekiwać, że przez cały ten czas kominek będzie grzał równie intensywnie. W miarę wypalania się opału będzie grzał coraz słabiej, ale nie wygaśnie. O tym, ile drewna przeciętnie zużywa wkład kominkowy podczas godziny spalania, mówi średnie zużycie drewna. Dla wkładu o mocy nominalnej 7 kW powinno wynosić około 2,5 kg/godzinę.

We wkładzie kominkowym szklane mogą być drzwiczki oraz boczne ścianki. Robi się je ze specjalnego szkła, zwanego vitroceramicznym, odpornego na temperaturę do 800°C, albo ze szkła żaroodpornego. Szyba może być prosta, półokrągła (wypukła) lub łamana.

Częstym problemem użytkowników wkładów kominkowych jest brudzenie się szyb. Osadzają się na nich pozostałości spalania drewna i zasłaniają widok ognia. Aby ograniczyć to zjawisko, można wybrać wkład z kurtyną powietrzną. Wokół szyby są szczeliny, którymi napływa strumień powietrza. Odpycha on cząstki sadzy od szyby, dzięki czemu długo pozostaje czysta.

Innym sposobem zabezpieczenia szyby przed szybkim zabrudzeniem jest pokrycie jej powierzchni od zewnątrz warstwą tlenków metali. Powłoka ta odbija promienie podczerwone emitowane przez płomienie, dzięki czemu powtórnie przechodzą one przez szybę i dodatkowo ją nagrzewają. Na wewnętrznej powierzchni szyby z taką powłoką można uzyskać niemal dwukrotnie wyższą temperaturę niż na powierzchni zwykłej szyby. Zachodzi tu zjawisko pirolizy, czyli całkowitego spalania cząstek stałych osiadających na szybie.

Czy można regulować moc kominka?

Intensywność procesu spalania można regulować, zmniejszając lub zwiększając dopływ powietrza - im więcej go dopływa, tym drewno szybciej się pali. We wkładach kominkowych są dwie możliwości regulacji. Po pierwsze, można regulować siłę ciągu kominowego przez otwieranie i zamykanie szybra, czyli ruchomej klapy umieszczonej na wylocie spalin. Zamknięty szyber powoduje zredukowanie siły ciągu kominowego. Po drugie, można regulować ilość powietrza dostarczonego do paleniska. Napływa ono przez otwory w przedniej części korpusu. Jego ilość można regulować za pomocą przepustnic przesłaniających otwory. Rączki, którymi się je ustawia, zwykle są z materiałów nienagrzewających się.
Takie ręczne regulowanie dopływu powietrza jest stosowane w prostszych modelach wkładów, w bardziej zaawansowanych technicznie regulacja jest automatyczna. Niektóre wkłady kominkowe są wyposażone w automatyczny szyber, który otwiera się samoczynnie wraz z otwarciem drzwiczek wkładu i zamyka się, kiedy są one zamykane przez użytkownika. Automatyczny szyber stosuje się w celu zwiększenia bezpieczeństwa korzystania z kominka. Jeśli bowiem otworzy się drzwiczki wkładu, gdy szyber jest zamknięty, dym może się wydobywać do pomieszczenia. We wkładach z automatycznym szybrem nie ma takiego niebezpieczeństwa. Podobnym zabezpieczeniem może być blokada uniemożliwiająca otwarcie drzwiczek, kiedy szyber jest zamknięty.

Kominek z popielnikiem czy bez?

W kominku powstaje dużo popiołu, który trzeba usuwać. Jeśli pod paleniskiem jest popielnik, można go wysunąć i opróżnić. Gdy popielnika nie ma, popiół usuwa się dopiero po wygaszeniu paleniska. We wkładach bez popielnika może być zamontowany specjalny ruszt, na którym układa się drewno do spalania. Dzięki niemu wewnątrz paleniska jest lepsza cyrkulacja powietrza, a to poprawia efektywność spalania opału.

Czy kominek zamknięty jest bezpieczny?

Tak, jeśli został zbudowany i zamontowany zgodnie z przepisami przeciwpożarowymi i używając go, także się ich przestrzega. Zarówno wkład, jak i jego obudowa muszą być z materiałów niepalnych. Kominek powinien być ustawiony na wytrzymałym i niepalnym podłożu o grubości minimum 15 cm. Może to być cegła klinkierowa, kamień lub terakota. Materiałem niepalnym musi być też zabezpieczona podłoga wokół kominka. Strzelające iskry lub rozżarzone polano mogą spowodować pożar. Jeśli podłoga w pomieszczeniu z kominkiem jest wyłożona gresem, terakotą lub inną okładziną kamienną, warunek jest spełniony. Gdy jest drewniana, pas wokół kominka o szerokości 30-50 cm należy zabezpieczyć materiałem niepalnym, na przykład metalową lub kamienną płytą.

Wkłady kominkowe podczas pracy nagrzewają się do bardzo wysokiej temperatury. Najbezpieczniej obudować je materiałami niepalnymi, takimi jak kafle ceramiczne, cegły, kamień, albo specjalnymi płytami gipsowo-kartonowymi o podwyższonej odporności ogniowej. Na obudowę można używać tylko materiałów o podwyższonej odporności ogniowej. Korpus wkładu nie powinien się bezpośrednio stykać z materiałami palnymi, gdyż mogłyby się one nadmiernie nagrzać, a w konsekwencji zapalić. Najlepiej, gdy będzie zaizolowany specjalną niepalną wełną mineralną z warstwą folii aluminiowej. Izolacja chroni również ściany w bezpośrednim sąsiedztwie kominka przed zbytnim nagrzaniem.

---