Zalecenia projektowo-montażowe

21-09-2011

Na polskim rynku kominek przeżywa obecnie prawdziwy renesans, praktycznie każdy dom wyposażony jest w co najmniej jedno takie urządzenie. Oprócz niewątpliwych walorów estetycznych, kominek przynosi nam spore możliwości funkcjonalne – w zakresie ogrzewania. Wraz z budową kominka coraz częściej powstają systemy ogrzewania powietrznego, wielką popularnością cieszą się wkłady kominkowe z płaszczem wodnym, a także  kominki kaflowe – instalacja wkładu lub kasety kominkowej jest już właściwie standardem. Popularność kominka jako urządzenia grzewczego wiąże się głównie z wysoką, i stale rosnącą ceną najbardziej popularnego paliwa  w naszym kraju – gazu. Ceny drewna (podobnie zresztą jak pellet czy węgla) są, jak na razie znacznie niższe, a na dodatek niektóre rodzaje drewna posiadają najlepsze wskaźniki kosztu uzysku jednostki cieplnej spośród wszystkich dostępnych paliw (tutaj najdroższy jest oczywiście prąd, a zaraz za nim olej i gaz).Dodatkowym atutem ogrzewania kominkowego, w przeciwieństwie do węglowego, „eko-groszkiem” czy pelletami   jest fakt, iż jest prawie na wyciągnięcie ręki, albowiem w dziewięćdziesięciu kilku procentach nowobudowanych domów projektuje się i buduje kominek – który staje się najważniejszym elementem dekoracyjnym wnętrza. Dołożenie do  kominka  żeliwnego wkładu to już połowa drogi do skutecznego systemu grzewczego. Możliwość wykorzystywania kominka jako urządzenia grzewczego, jest jednak niekiedy mocno nadinterpretowana, zwłaszcza przez niektóre firmy instalacyjne – obiecujące skuteczne rozwiązanie problemu dogrzewania ogromnych powierzchni domu. Ogrzewanie kominkowe ma ogromne zalety, ale ma też pewne ograniczenia, o których należy mówić i które należy znać, by nie rozczarować się słabszymi, niż spodziewane efektami dogrzewania kominkiem w zimie. Wbrew pozorom, pomimo stosunkowo mało skomplikowanej zasady działania systemu, prawidłowe zaprojektowanie i wykonanie instalacji nie jest proste. Warto więc poznać kilka czynników, które system powinien spełniać by mógł prawidłowo i wydajnie działać.
 

Chciałbym ogrzać cały dom...

To chyba najpopularniejszy błąd w założeniu …. niestety, nie zawsze, a  w zasadzie nigdy nie będzie to możliwe – skutecznie można ogrzać niezbyt dużą powierzchnię i nawet, o czym będzie mowa w dalszej części artykułu, różne systemy kaskadowe, używanie dwóch wentylatorów, dodatkowych wentylatorów kanałowych itp. nie pomogą wiele … Lepiej więc wychodzić z założenia, że warto skutecznie dogrzać kilka pomieszczeń, niż nieefektywnie ogrzewać wszystkie.Trudno jednoznacznie określić jaka powierzchnia jest możliwa do ogrzania, a jaka już nie, zależy to oczywiście od konkretnej instalacji (np. instalacje ogrzewające parter oraz pomieszczenia na piętrze – mogą być większe, w przeliczeniu na powierzchnię ogrzewaną, niż instalacje na jednym poziomie).Można przyjąć, w przypadku budowy systemów wymuszonych, że odległość od wentylatora do najdalszego wylotu nie powinna przekraczać 10 m. W przypadku systemów grawitacyjnych skutecznie można dogrzać pomieszczenia oddalone o około 4-5 m od kominka.
Ograniczenia te powodowane są naturą ogrzewania powietrznego – czyli koniecznością doprowadzenia ogrzanego przez wkład kominkowy powietrza do pomieszczeń w budynku, musi ono więc mieć na tyle dużą prędkość, by pokonać odległość od wentylatora do wylotu, opory przepływu kształtek, nie może przy tym nadto się ochłodzić, a na dodatek nie może powodować powstawania nadmiernego hałasu. Problemy te pokrótce zostaną omówione w dalszej części artykułu.
Należy zdać sobie sprawę, że próby rozszerzania systemu (stosując się oczywiście do wskazówek projektowych) ponad powierzchnię 200 m2 mogą być nieefektywne z innego powodu – wymagają zbyt dużych nakładów finansowych na samą instalację (odpowiedni wkład kominkowy, wentylator(y), odpowiednio duże przewody, ich izolacja itp.)

 

Chciałbym grzać tylko kominkiem...

Tutaj też nie ma dobrych wieści – kominek wedle polskiego prawa nie może być jedynym źródłem ciepła w budynku, musimy więc posiadać alternatywny system grzewczy (np. kocioł gazowy), jest to powodowane koniecznością zapewnienia nawet minimalnego ogrzewania w przypadku długotrwałej nieobecności domowników. Oczywiście nie przeszkadza to oszczędzać na wydatkach na ogrzewanie w zimie – praktycznie każdy kocioł wyposażany jest obecnie w automatykę, która wyłączy go w okresach gdy palimy w kominku i uzyskujemy temperaturę w pomieszczeniach niższą niż nastawioną na programatorze pieca C.O.

 

Wkład kominkowy - ładny, wydajny i tani...


Wbrew pozorom najważniejsze źródło pozyskania ciepła w systemach DGP jest jednocześnie największym ograniczeniem jego możliwości.Potraktujmy wkład kominkowy jako urządzenie grzewcze – spoglądamy na jego moc nominalną (uwaga – nie maksymalną !! ta jest uzyskiwana na przestrzeni bardzo krótkich odcinków czasowych) tak jak na moc nominalną, choćby kotła gazowego. Wnioski są następujące – większość wkładów kominkowych posiada moc nominalną na poziomie kilkunastu kilowatów, co w przypadku przeciętnej powierzchni domu na poziomie 150 – 200 m2 jest wartością zbyt małą, dla jego skutecznego ogrzania przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych. Dodajmy do tego, iż sprawność cieplna wkładu kominkowego nie przekracza zazwyczaj 80% i to w przypadku poprawnego zabudowania kominka oraz używania właściwego paliwa.
Na niewiele więc zda się budowa dużego układu DGP, stosowanie kilku wentylatorów, skoro wkład kominkowy nie będzie w stanie wystarczająco ogrzać powietrze, które go opływa. Pamiętajmy też, iż  powietrze, które wolno opływa wkład kominkowy jest ogrzewane bardziej, niż to które jest szybko zasysane przez wentylator. Zwiększenie prędkości wentylatora (do czego służą specjalne regulatory, automatyczne lub manualne) ma powodować ograniczenie jego temperatury na wylotach, oraz stabilizację i dostosowanie do temperatury wkładu kominkowego.
Ważne jest, by wkład kominkowy, na który się decydujemy, był przeznaczony do ciągłego grzania (to znaczy by był tak zbudowany, by mógł wytrzymać długotrwałą, wysoką temperaturę – chodzi tu głównie o stosowanie, bądź nie, uszczelek, połączeń spawanych itp.), zazwyczaj tego typu wkłady oznakowywane są literą C. Pamiętajmy, iż decydując się na zakup wkładu kominkowego, warto przypatrzeć się danym podawanym przez producenta - moc kominka powinna zostać potwierdzona badaniami, warto też wyjść z założenia, iż jeśli jedynymi danymi o mocy nominalnej są informacje ustnie przekazane przez sprzedawcę, lub opisane na ulotce promocyjnej – to raczej będą one zawyżone w stosunku do rzeczywistych.  Wkład kominkowy musi mieć też właściwe dopuszczenia do obrotu i montażu w naszym kraju. Warto więc przemyśleć chęć oszczędzenia kilkuset złotych przy zakupie wkładu kominkowego, na korzyść wkładu od uznanego producenta, z potwierdzonymi parametrami i ważną aprobatą techniczną.
Trzeba też wrócić do momentu decyzji o wyglądzie naszego kominka – jeśli marzymy o kominku z wkładem z dwustronną szybą, fantazyjnym kształtem, ciekawym designem – musimy pogodzić się z faktem, iż może on mieć nieco gorsze parametry, niż ten ciężki, monolityczny, nie zawsze najpiękniejszy wkład kominkowy do ciągłego palenia.

 

System grawitacyjny czy wymuszony

Grawitacyjny układ dystrybucji ciepłego powietrza nie wymaga dużych nakładów finansowych, jest w pełni niezależny i niezawodny, nie pozwala jednak na ogrzewanie większych powierzchni niż pomieszczenia obok kominka oraz na sterowanie jego działaniem. Jednakże, mimo swojej prostoty posiada pewne wymagania, których trzeba być świadomym,  bardzo ważna jest tutaj kwestia właściwej filtracji gorącego powietrza oraz konieczność umieszczania wylotów ciepłego powietrza powyżej wylotów z kominka, tak aby ruch gorącego powietrza w ogóle był możliwy. Charakterystyczną cechą tego typu układów jest bardzo wysoka temperatura nawiewu (z kratek lub anemostatów), co jest powodowane niewielką odległością nawiewów od paleniska, oraz małą prędkością przepływu powietrza, które przez to bardzo mocno ogrzewa się od wkładu kominkowego. Wysoka temperatura przy braku właściwej filtracji może powodować bardzo niekorzystne dla zdrowia zjawisko przypalania (pirolizy) kurzu. Z tego też względu system ten jest coraz rzadziej stosowany i raczej nie zalecany.
Wad systemu grawitacyjnego nie posiadają systemy wymuszone, oferują one dużo większe możliwości wykonawcze, jednakże są one nieco bardziej skomplikowane, przez co trudniejsze do prawidłowego wykonania.   Sercem systemu jest aparat nawiewny, zasysający gorące powietrza ogrzane przez wkład kominkowy i tłoczący je do wszystkich odnóg systemu. Jednakże należy pamiętać, iż zwykle maksymalna  odległość wylotów ciepłego powietrza od aparatu nawiewnego nie powinna przekraczać 10m (co wynika z oporów przepływu kształtek i przewodów, o czym poniżej).
Przed aparatem nawiewnym zalecane jest stosowanie specjalnego bypassu z termostatem bimetalicznym i przepustnicą, który spełnia zadanie zaworu bezpieczeństwa w przypadku braku prądu. Gorące powietrze jest wówczas wyprowadzane przez jego króciec do wydzielonego pomieszczenia. Bypass dodatkowo posiada metalowy filtr oczyszczający powietrze dostające się do aparatu. Gdy nie przewidujemy zastosowania bypassa, przed wlotem do aparatu nawiewnego powinien zostać zainstalowany filtr metalowy wychwytujący cząsteczki pyłu.

 

Wentylator kominkowy

Jak to zostało opisane wyżej – wentylator kominkowy to serce układu DGP – i zarazem element decydujący o jego skuteczności, wentylatory różnią się od siebie przede wszystkim wydajnością – czyli objętością powietrza, którą mogą przetransportować w ciągu godziny. Można pomyśleć - im więcej, tym lepiej … ale nie do końca. Powinno się dobierać rodzaj aparatu do wielkości instalacji DGP, zbyt duży wentylator, nie dość, iż jest droższy, pobiera więcej energii elektrycznej, to jeszcze obniży skuteczność grzewczą układu (powietrze tłoczone będzie miało większą prędkość i przez to mniej ogrzeje się od wkładu kominkowego – będzie więc miało niższą temperaturę na wylotach), zaradzić temu trzeba będzie poprzez dokupienie regulatora obrotów i ustalenie właściwego poziomu prędkości do wielkości instalacji. Przy dużych instalacjach oczywiście konieczne jest zastosowanie większego wentylatora – tak, by był on w stanie dostarczyć odpowiednią ilość powietrza do dogrzania wielu pomieszczeń. Jednakże należy pamiętać, iż, tworzenie (poprzez stosowanie układów dwóch lub większej ilości aparatów nawiewnych, używanie innych wentylatorów dużej mocy) rozbudowanych systemów nadmuchowych nie musi przynieść pożądanego rezultatu – to jest lepszego ogrzania budynku. Cały czas trzeba mieć bowiem na uwadze ograniczenia mocy grzewczej wkładu kominkowego, oraz chęć zachowania minimalnych możliwych wielkości przewodów rozprowadzających powietrze (o tym nieco więcej poniżej).
Wentylatory umieszczane pod kominkiem, tzw. wentylatory piecowe, nie będą raczej dobrym substytutem aparatów nawiewnych, mają one na celu bowiem usprawnienie przepływu powietrza wokół kominka, a nie tłoczenia go do instalacji DGP. Tak więc tego typu wentylatory usprawnią efektywność grzewczą samego kominka, ale na pewno nie zastąpią tradycyjnych wentylatorów kominkowych stosowanych w systemach DGP.

 

Kilka prostych rad przy projektowaniu systemów DGP

W doborze elementów instalacji warto kierować się następującymi wskazówkami :
- trasy przewodów powinny być jak najkrótsze i zawierać jak najmniej kształtek,
- należy stosować trójniki i kolana o w miarę możliwości łagodnych łukach,
- dla komfortu akustycznego i redukcji prędkości powietrza stosować elementy pełniące rolę skrzynek rozprężnych,
- zakładając prędkości przepływu w kanałach do obliczeń przekroju i wymiarów liniowych korzystne jest ich przyjmowanie z zakresu 2,5  - 4 m/s, nie powinno się natomiast przekraczać wartości 6 m/s.
należy  przewidzieć elementy regulacyjne w postaci elementów nawiewnych z regulacją: kratki z żaluzją lub anemostaty nawiewne, bądź w postaci przepustnic.
 


Właściwa izolacja

Dobra izolacja w przypadku systemów ogrzewania powietrznego to kwestia absolutnie kluczowa, zwłaszcza, gdy przewody systemu prowadzone są poprzez pomieszczenia nieogrzewane (nieużytkowe poddasza). Bez właściwej izolacji ogrzane przez wkład kominkowy powietrze bardzo szybko uległoby wystudzeniu.
Warto dokładnie sprawdzić, czy instalator właściwie zabezpieczył przewody i ich łączenia, czy użył właściwego materiału izolującego (koniecznie – odpornego do 250 oC !). Na szczęście dostępne są obecnie zarówno elastyczne przewody okrągłe w wersji izolowanej, jak i specjalne rękawy do okrywania przewodów prostokątnych. W przypadku ich użycia – warto sprawdzić, czy miejsca przerwania powłoki ochronnej (płaszcz aluminiowy) zabezpieczono specjalną taśmą aluminiową.    
 
Paliwo...

Na koniec warto przypomnieć, że uzyskanie właściwych efektów grzewczych oraz przedłużenie trwałości wkładu kominkowego i przewodów spalinowych możliwe jest tylko w przypadku używania właściwego paliwa. Drewno drzewa liściastych, dobrze wysuszone (o wilgotności nie przekraczającej 15%) jest gwarantem długotrwałej i bezawaryjnej pracy kominka, zapewnia również stabilizację uzyskiwanej mocy grzewczej. Palenie złej jakości drewnem (np. zażywiczonym, mokrym), albo co gorsza opalanie produktami drewnopochodnymi (sklejka), miałem, czy węglem może, ze względu na pojawianie się bardzo wysokiej temperatury spalin doprowadzić do zniszczenia przewodów spalinowych,  a także do uszkodzenia wkładu kominkowego.