Rozprowadzenie ciepła z kominka

Specjalny system kanałów powietrznych pozwoli na rozprowadzenie ciepła z kominka w całym domu. Jeśli chcemy, aby kominek był wydajnym źródłem ogrzewania, to dobierając moc wkładu kominkowego, musimy przyjąć, że 1 kW jego mocy wystarcza do ogrzania 25-28 m³ pomieszczeń.

Ogrzewanie kominkiem - czy to możliwe?

O kominkach zawsze się mówiło, że stwarzają w domu niepowtarzalny klimat. Wokół tańczących w palenisku płomieni jesienią i zima skupiało się życie rodzinne i towarzyskie. Mało kto myślał jednak o używaniu kominka do ogrzewania domu. Dlaczego? Przede wszystkim dlatego, ze nie potrafiono w pełni wykorzystać powstającego w nich ciepła. Tak wiec kominek mógł zapewnić je jedynie w tym pomieszczeniu, w którym się znajdował, i nieco tylko ogrzewał pomieszczenia sąsiednie. Rozprowadzenie ciepła z kominka w tych czasach jest jednak bardzo proste, co udowodnimy w tym artykule.

 

Sposób ten jest wykorzystywany głównie w pomieszczeniach o dużej kubaturze. Ogrzewanie nadmuchowe hal opisaliśmy szczegółowo w osobnym artykule.

Jak rozprowadzić ciepło z kominka?

Powietrze ogrzane przez wkład kominkowy może być rozprowadzane z kominka do innych pomieszczeń na dwa sposoby: grawitacyjny lub wymuszony. O wyborze miedzy jednym a drugim sposobem decyduje przede wszystkim wielkość powierzchni, jaką chcemy ogrzać. Jeśli w grę wchodzi ogrzewanie:

• pomieszczenia z kominkiem oraz pomieszczeń z nim sąsiadujących - wystarczy najprostszy system grawitacyjny,
• także dalej położonych pomieszczeń - potrzebny będzie system wymuszony, w którym można rozprowadzać ciepłe powietrze kanałami o długości do 10m.

Fot. 3. HARK (montaż)

Rozprowadzenie ciepła z kominka w  systemie grawitacyjnym. Do ogrzewania pomieszczenia, w którym stoi, nie poprowadzono oddzielnych kanałów, lecz wykonano otwory (wstawiono w nie metalowe kratki) w górnej części obudowy kominka.

• Grawitacyjny - w systemie tym wykorzystane jest zjawisko konwekcji: opływające wkład kominkowy powietrze ogrzewa się i jako lżejsze unosi się do górnej części obudowy kominka (lub specjalnego dystrybutora, w które wyposażane są niektóre wkłady), a stamtąd - do kanałów dystrybucyjnych (rys. 1).

Rys. 1. OGRZEWANIE KOMINKOWE - GRAWITACYJNE
Rozprowadzenie ciepłego powietrza z kominka po domu na zasadzie konwekcji, źródło Anchor+

Zalety tego systemu to niezawodność (bo nie ma zasilania energią elektryczną) oraz stosunkowo niewysokie koszty inwestycyjne. Wady - nie można w ten sposób ogrzewać pomieszczeń oddalonych od kominka (unoszące się samoczynnie powietrze nie jest w stanie pokonać oporów przepływu w długich kanałach), mocno ograniczone są też możliwości sterowania wydajnością cieplną. Minusem tego rozwiązania jest także przypalanie kurzu (tzw. piroliza) w obudowie kominka. To niekorzystne dla zdrowia zjawisko powstaje na skutek silnego nagrzewania się powietrza, w wyniku jego wolnego (niewymuszonego) przepływu przez obudowę. Aby nie dopuścić do przenikania przypieczonego kurzu do pomieszczeń, konieczne jest stosowanie na wylotach systemu odpowiednich filtrów.

Fot. 4 i 5 Kominki wykonane według najnowszych trendów, z rozprowadzeniem ciepła w systemie wymuszonym. Podłączenia kanałów dostarczających ciepłe powietrze do dalszych pomieszczeń zostały ukryte w obudowach kominków. Pomieszczenia, w których stoją kominki, są ogrzewane przez promieniowanie - ciepło przenika do nich przez bardzo duże szyby wkładów. Przez tak duże szyby pięknie widać tez ogień.

Sercem systemu jest aparatny, zasysający gorące powietrze ogrzane przez wkład kominkowy i tłoczący je do wszystkich odnóg systemu (rys 2). Ciepło rozprowadzane jest z kominka do poszczególnych pomieszczeń izolowanymi rurami elastycznymi lub prostokątnymi kanałami ocynkowanymi (te izoluje się w trakcie wykonywania systemu) o odpowiednich przekrojach i odporności termicznej do 250°C. Przekroje dobiera się stosownie do długości kanałów, która nie powinna przekraczać 10m oraz do wielkości aparatu nawiewnego. Na wylotach przewodów nawiewnych montuje się kratki lub anemostaty z regulacja strumienia powietrza. Powinny mieć one minimum taki przekrój jak kanał doprowadzający.

Do właściwego rozprowadzania ciepła z kominka jest potrzebny również odpowiedni dobór opału, który to ciepło wygeneruje i na dłuższy czas utrzyma. Pomocny może okazać się do tego artykuł, który podpowie, na jaki opał do kominka się zdecydować.

Rys. 2. OGRZEWANIE KOMINKOWE - WYMUSZONE Jak rozprowadzić ciepło z kominka przy wykorzystaniu aparatu nawiewnego -  schemat

Kominek z rozprowadzeniem ciepła - dobór parametrów systemu

Dobór parametrów systemu dystrybucji gorącego powietrza powinno się powierzyć wyspecjalizowanej firmie. Rzecz nie jest bowiem taka łatwa. Jeśli system będzie zbyt rozbudowany, mogą w nim na przykład powstawać na tyle duże opory przepływu, że aparat nawiewny nie będzie w stanie przetłaczać ciepłego powietrza do najbardziej oddalonych punktów. System ze źle dobranymi średnicami rur będzie z kolei źródłem hałasu. Dlatego przy projektowaniu DGP najpierw wylicza się ilość powietrza, która musi być dostarczona, by pokryć zapotrzebowanie na ciepło w pomieszczeniach, które chcemy dogrzewać kominkiem. Następnie sprawdza się, czy opory przepływu na poszczególnych odnogach układu (obliczone jako suma oporów poszczególnych kształtek i przewodów) nie przekraczają możliwości wybranego aparatu nawiewnego (tzn. czy nie są większe od tzw. sprężu). Czasem obliczenia wykazują, że trzeba zrezygnować z ogrzewania pomieszczeń najbardziej oddalonych od kominka po to, aby zapewnić większa skuteczność ogrzewania w pozostałych, lub dlatego, że trzeba by było zastosować przewody o bardzo dużych przekrojach. Bez obliczeń trudno by było dojść do takiego wniosku.

Powietrze do kominka DGP

Palenie w kominku wymaga dużych ilości powietrza - głównie do spalania (kominek zużywa je w ilości około 8 m³ na każdy kilogram drewna), ale nie tylko. W układach z wymuszoną dystrybucją ciepła jest ono też potrzebne do mieszania ze zbyt ciepłym powietrzem kierowanym do sieci kanałów. Aby zapewnić właściwa ilość powietrza do kominka, najlepiej wykonać specjalny kanał ukryty w podłodze, który doprowadzać je będzie bezpośrednio z zewnątrz. Można użyć do tego celu:

• rur kanalizacyjnych z PVC o średnicy nie mniejszej niż 110mm,
• tworzywowych kanałów wentylacyjnych. Na końcu kanału powinno się założyć specjalna przepustnice, która umożliwi zamkniecie kanału, a tym samym uchroni pomieszczenie przed wychłodzeniem wtedy, kiedy w kominku się nie pali.

Uwaga! Kominek, do którego nie dopływa powietrze bezpośrednio z zewnątrz, zasysać je będzie z pomieszczenia, w którym stoi. Prowadzi to często do bardzo niebezpiecznych sytuacji. Jedna z nich jest zasysanie powietrza z kanałów wentylacyjnych, które z zasady służą przecież do jego usuwania na zewnątrz. Jeszcze niebezpieczniejsze, bo zagrażające życiu, może być zasysanie do pomieszczenia spalin z przewodów spalinowych.

Gdzie rury, a gdzie nawiewy

Elementy systemu DGP, podobnie jak inne instalacje, nie są ozdoba budynku, dlatego najlepiej rozmieścić je tak, aby były niewidoczne. Można rozprowadzić je na nieużytkowym poddaszu (7) lub pod sufitami podwieszanym, czasami (zwłaszcza kanały o przekroju prostokątnym) udaje się je również zmieścić w wylewkach. Do wykonania systemu najlepiej stosować rury w izolacji termicznej, a jeśli jej nie mają, nakładać izolacje podczas prac montażowych (9 i 10). Izolacja termiczna kanałów zapobiega stratom ciepła oraz zaburzeniom strumienia powietrza, pełni też funkcję tłumika akustycznego. Na wylotach przewodów nawiewnych montuje się kratki lub anemostaty z regulacja strumienia powietrza. Ich przekrój powinien być minimum taki, jak kanału doprowadzającego. Wyloty przewodów montuje się w pobliżu okien lub ścian zewnętrznych w stropie lub ścianie. Najlepszą cyrkulację powietrza w pomieszczeniu zapewniają kratki nawiewne w podłodze, ale tak usytuowane bardzo się kurzą i łatwo o ich zniszczenie. Mogą tez utrudniać aranżacje wnętrza (nie można ich np. przykryć dywanem). Dlatego w praktyce lepiej jest umieszczać kratki w ścianie, ok. 30 cm nad podłoga (8).

Aparat nawiewny

Odpowiednio dobrany aparat nawiewny zapewnia skuteczny nadmuch ciepłego powietrza nawet do najbardziej odległych kratek, a jego właściwy montaż - bezawaryjna pracę przez wiele lat. Dobrze zamontowany aparat to taki:

• do którego powietrze ma zawsze swobodny dostęp, dzięki czemu nie dochodzi do przegrzewania się silnika;
• który jest połączony ze specjalnym bypassem z termostatem i przepustnica spełniająca funkcje zaworu bezpieczeństwa na wypadek braku prądu: gorące powietrze jest wówczas wyprowadzane przez jego króciec do wydzielonego pomieszczenia. Ponadto bypass ma dodatkowa funkcje: kiedy aparat pracuje, a temperatura przepływającego przezeń powietrza z kominka jest zbyt wysoka, przez króciec bypassu automatycznie pobierane jest chłodne powietrze, które miesza się z gorącym w takich proporcjach, aby temperatura powietrza dopływającego do kratek nie przekroczyła 110°C. Bypass ma również duży metalowy filtr oczyszczający powietrze dostarczane do aparatu. Jeśli nie przewidujemy zamontowania bypassu, filtr wychwytujący cząsteczki pyłu powinno się zamontować przed wlotem do aparatu.

Sterowanie ogrzewaniem kominkowym

Ogrzewaniem kominkowym nie można sterować tak precyzyjnie jak praca kotłów. Nie da się na przykład zaprogramować określonej temperatury, która będzie utrzymywana przez system grzewczy w czasie jego pracy. Można natomiast:

Kominek tylko do dogrzewania - przepisy

Chociaż dobrze dobranym kominkiem można bez problemu rozprowadzić ciepło nawet w 200-metrowym domu, przepisy wyraźnie zabraniają używania kominka jako jedynego źródła ciepła - może służyć jedynie jako uzupełnienie systemu grzewczego. System grzewczy musi bowiem zapewniać ciepło w budynku również podczas dłuższej nieobecności mieszkańców, a to w domu z samym kominkiem jako źródłem ciepła byłoby niemożliwe do spełnienia.  

Jak kominki oddają ciepło?

• Kominki otwarte - głównie przez promieniowanie, przy czym większa część ciepła (nawet 80%) jest zasysana z powrotem przez otwór kominkowy do komina i wraz z dymem ucieka na zewnątrz.
• Kominki zamknięte (z wkładami) - przede wszystkim przez konwekcje, a tylko w niewielkiej części przez promieniowanie. Jak to się dzieje? Otóż ogień rozgrzewa wkład kominkowy, a ten bardzo wydajnie oddaje ciepło opływającemu je powietrzu. Powietrze ogrzewa się również od ukrytej w obudowie kominka rury dymowej, odprowadzającej produkty spalania do komina (dopalanie się gazów powstających wskutek destylacji drewna może nagrzewać rurę nawet do 700°C). Rura ta, zwłaszcza jeśli ma specjalne ożebrowanie, bardzo wydajnie oddaje ciepło. Ogrzane w ten sposób powietrze unosi się do góry i może wydostawać się na zewnątrz przez kratki w obudowie kominka lub jest rozprowadzane dalej specjalnymi kanałami systemu DGP.

Autor: Łukasz Darłak
Rysunki: Wawrzyniec Święcicki
Źródło: miesięcznik Ładny Dom, wrzesień 2006

Źródło: ''