Optymalne rozprowadzanie. Nowoczesne systemy dystrybucji gorącego powietrza z kominków.

Polskie prawo nie zezwala na zastosowanie kominka jako jedynego źródła ciepła w budynku, jednak oszczędności w rachunkach za ogrzewanie, jakie on przynosi, nie powinny zniechęcać do montażu takiej instalacji. Zwłaszcza, iż nie jest ona droga - koszt najbardziej rozbudowanej instalacji dla domu 150-200 m2 wraz z montażem nie powinien przekroczyć 10 tys. zł.

Ponad 90% budowanych obecnie kominków to kominki z zamknięta komora spalania, gdzie zastosowanie wkładu grzewczego daje znaczny wzrost sprawności spalania z 20% do ponad 70% (porównywalny z kotłami na paliwo stałe: węgiel, miał). Kominek może odgrzewać nie tylko pomieszczenie, w którym się znajduje, ale może również posiadać układy dystrybucji ciepłego powietrza. Ogrzane przez wkład kominkowy powietrze może być rozprowadzane do innych pomieszczeń, zarówno w sposób grawitacyjny, jak i wymuszony przez aparat nawiewny.

Zgodnie z prawem

   Pomieszczenie, w którym znajduje się kominek, powinno spełniać wszystkie warunki i wymagania techniczne dla jego prawidłowej eksploatacji. Musi istnieć możliwość odprowadzenia spalin poprzez komin o odpowiednich parametrach technicznych oraz sprawna wentylacja nawiewno - wywiewna całego pomieszczenia. Niezbędne jest przestrzeganie określonych zasad montażu, w tym właściwe zestawienie elementów i rozmieszczenie kratek nawiewnych. W budynku ogrzewanym przez kominek powinna być zachowana właściwa cyrkulacja powietrza pomiędzy ogrzewanymi pomieszczeniami a pomieszczeniem w którym znajduje się kominek. Ciepłe powietrze rozprowadzone rurami musi mieć możliwość powrotu. Moc kominka dobieramy w zależności od izolacji budynku i powierzchni ogrzewanej, wyliczając ją z bilansu cieplnego budynku. Straty mocy cieplnej ogrzewanego pomieszczenia:

Q=A * K * (tw-tz) [W]

A - powierzchnia ogrzewana [m²]

K - współczynnik przenikania ciepła przez przegrody budowlane [W/m² K]

(tw - tz) - różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia.

   Ważne jest, aby przy doborze kominka brać pod uwagę jego moc nominalną, a nie maksymalną, która jest uzyskiwana tylko przez krótki okres. Można przyjąć, że 1 kW mocy nominalnej kominka ogrzewa średnio 10 m² powierzchni domu. Kominek najczęściej jest montowany w pomieszczeniu o możliwie dużej powierzchni, którym najczęściej jest pokój dzienny. Pomieszczenie to powinno mieć kubaturę nie mniejszą niż 30 m³ i posiadać dopływ odpowiedniej ilości powietrza do paleniska kominka. Można przyjąć, że do spalenia 1 kg drewna w kominku z zamkniętą komorą spalania potrzebne jest około 8 m³ powietrza. Dlatego niezmiernie ważny jest dopływ świeżego powietrza do spalania, a najlepiej zrobić to bezpośrednio do paleniska specjalnym przewodem nawiewnym

Doprowadzenie i rozprowadzenie

   Układ doprowadzenia świeżego powietrza może być wyposażony w przepustnicę, aby zapobiec utracie ciepła, gdy kominek nie pracuje oraz opcjonalnie w zawór „zima/lato“, który służy do „podmieszania“ powietrza ogrzewanego. Bez tego ciepłe powietrze nawiewane będzie suche powodując uczucie dyskomfortu, latem może on służyć do wentylacji nawiewnej. Jeżeli chcemy ograniczyć rozprowadzenie powietrza tylko do pomieszczeń budynku w bezpośrednim sąsiedztwie kominka, możemy zastosować najprostszy układ dystrybucji - układ grawitacyjny. Ważne jest, aby wszystkie przewody rozprowadzające były możliwie jak najkrótsze (max. do 3 m ) w miarę równej długości i dobrze izolowane (należy pamiętać, że nie wolno izolować rur w okapie kominka), a powietrze nie może być rozprowadzane do zbyt wielu pomieszczeń. Wkład kominkowy powinien być w tym wypadku odporny na przegrzanie (klasy „C“). Zastosowane rury elastyczne aluminiowe powinny być niepalne, mieć niskie opory przepływu i posiadać maksymalną temperaturę pracy 250^o C. Ten układ dystrybucji ciepłego powietrza nie wymaga dużych nakładów finansowych i jest w pełni niezależny i niezawodny. W przypadku ogrzewania większych budynków, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie ciepła do oddalonych pomieszczeń, wskazane jest zastosowanie bardziej złożonych układów ogrzewania z wykorzystaniem aparatu nawiewnego.

Aparat nawiewny

   Odpowiedni dobór aparatu nawiewnego pozwala na nadmuch ciepłego powietrza nawet do najbardziej odległych kratek. Aparat nawiewny powinien posiadać izolację termiczną i akustyczną oraz regulator temperatury i obrotów silnika. Maksymalna temperatura powietrza dopływającego do takiego aparatu nie może przekraczać 150 ^o C. Aparatu nawiewnego nie wolno zabudowywać materiałem izolacyjnym (komora przepływowa aparatu jest izolowana), a odległość ustawienia urządzenia od kominka zawsze powinna zawierać się w przedziale 4 - 7 m (by zapobiec przegrzaniu silnika), chyba, że zastosujemy specjalny by-pass termostatyczny. Aparat powinien mieć możliwość nastawu temperatury załączenia od 40 do 90°C, chyba, że zastosujemy umieszczany na ścianie automatyczny regulator obrotów, który za pomocą sondy mierzy temperaturę w kapie kominka i odpowiednio ustala tempo pracy aparatu nawiewnego. Wspomniany wcześniej termostatyczny by--pass z zaworem zwrotnym spełnia zadanie zaworu bezpieczeństwa w przypadku braku prądu. Cieple powietrze jest wówczas wyprowadzane przez jego króciec do wydzielonego pomieszczenia. Ponadto by-pass posiada dodatkową funkcję, w przypadku, gdy aparat nawiewny pracuje przy dystrybucji ciepłego powietrza , przez króciec by-passa automatycznie pobierane jest chłodne powietrze, które miesza się z gorącym dopływającym z kapy kominka, ograniczając maksymalną temperaturę doprowadzanego do kratek powietrza do 110 ^o. Dodatkowo wmontowany w niego wyjmowany filtr metalowy skutecznie oczyszcza powietrze dochodzące do aparatu z zanieczyszczeń mechanicznych i eliminuje konieczność dokupowania osobnego filtra. Maksymalna odległość wylotów ciepłego powietrza od aparatu nawiewnego powinna wynosić 10 m. Ilość nawiewanego powietrza potrzebnego do ogrzania pomieszczenia do temperatury tw:

V=Q/[cp * rp * (tn-tw)] [m³/h]

Q - straty mocy cieplnej ogrzewanego pomieszczenia [W]

cp - ciepło właściwe powietrza: można tu przyjąć 0,28 [Wh/kgK]

rp - gęstość powietrza; można tu przyjąć 1,12 [kg/m3]

tn - temperatura powietrza nawiewanego [°C]

tw - temperatura powietrza wewnętrznego [°C]

Rura lub kanał

   Cieple powietrze rozprowadzane jest do poszczególnych pomieszczeń za pomocą rur elastycznych izolowanych lub prostokątnych kanałów ocynkowanych dodatkowo izolowanych, o odpowiednich przekrojach i odporności termicznej. Przekroje dobieramy w zależności od wielkości i odległości pomieszczenia. Natomiast rury łączące kapę kominka z aparatem nawiewnym powinny mieć możliwie maksymalne przekroje. Izolacja termiczna kanałów zapobiega stratom ciepła oraz zaburzeniom strumienia powietrza, a także spełnia rolę tłumika akustycznego instalacji grzewczej. Na wylotach przewodów nawiewnych montuje się kratki lub anemostaty z regulacją strumienia powietrza. Powinny mieć minimum taki przekrój jak kanał doprowadzający, zalecane jest, aby posiadały dodatkowy filtr w kasecie dolotowej. Wyloty przewodów montuje się w pobliżu okien lub ścian zewnętrznych w stropie, ścianie lub podłodze, tak aby cyrkulacja powietrza zapewniała prawidłowy rozkład ciepła w pomieszczeniu. Dla sprawnego działania całego systemu powietrze musi mieć możliwość recyrkulacji, czyli powrotu do pomieszczenia, w którym znajduje się kominek. Dlatego drzwi powinny poosiadać specjalne otwory lub szczelinę minimum 2 cm przy podłodze. Sam kominek, aby w pełni móc wykorzystać jego efektywność grzewczą powinien być zabudowany wedle kilku reguł. Na koniec bardzo cenna uwaga. Aby w pełni wykorzystać możliwości grzewcze kominka i układu dystrybucji ciepłego powietrza, instalacje takie powinny być planowane już na etapie projektowania domu, wtedy montaż systemu jest najtańszy i dzięki optymalizacji przebiegu kanałów grzewczych zapewnia największą efektywność działania.