CEBUD TECHNOLOGIE

Technologie

Kominek w domu pasywnym i niskoenergetycznym

autor: Jacek Ręka

Im bardziej rosną koszty energii pozyskiwanej z gazu, z tym większą obawą zaczynamy patrzeć w przyszłość i intensywniej poszukujemy alternatywnych źródeł energii oraz sposobów obniżenia jej zużycia. Współczesne technologie budowy domów mieszkalnych cechują się coraz niższym zapotrzebowaniem na ciepło. Podtrzymywaniu tej tendencji sprzyjają obecne wymagania budowlane oraz zapowiadane ich zmiany.
Dzisiejsze domy nie mają takiego zapotrzebowania, jak te budowane przed 20 laty, potrzebujące zwykle energii na poziomie 100 W/m2. A więc typowy dom mieszkalny o powierzchni 150 m2 wymagał dostarczenia mu 15 kW energii na godzinę (przy niskiej temperaturze zewnętrznej ok. -16 oC). Natomiast podczas cieplejszych dni około 40% mniej, tj. 9 kW. Dawało to dobowe zapotrzebowanie domu na ciepło w przedziale 216 - 360 kWh. Palenie kominkiem z wkładem grzewczym o mocy kilkunastu kW odpowiadało ówczesnemu zapotrzebowaniu, ale niestety tylko podczas krótkiego procesu palenia. Gdy ogień w kominku wygasł, trzeba było przechodzić na podstawowe ogrzewanie domu, np. gazem. Praktycznie więc kominkiem pokrywano tylko ok. 10 - 20% czasu ogrzewania.
Jednak 20 lat temu ogrzewanie gazem było dużo tańsze. Obecnie koszt ogrzewania domu tym paliwem kształtuje się na poziomie ok. 0,25 zł/kWh. Gdybyśmy więc chcieli ogrzać taki dom dzisiaj, to płacilibyśmy od 50 - 90 zł dziennie. W skali miesiąca - gdyby przyjąć, że w naszym klimacie dni rzeczywiście zimnych jest tylko ok. 10% - wyniosłoby to faktycznie ok. 1600 zł. Mnożąc to przez sześć czy siedem miesięcy sezonu grzewczego, otrzymamy kilkanaście tysięcy złotych.
Dziś zapotrzebowanie na ciepło nowych, dobrze wyizolowanych domów, tzw. energooszczędnych, kształtuje się już zwykle na poziomie 50 W/m2. Dla domu o powierzchni 150 m2 wynosi więc tylko 7,5 kW przy temperaturze zewnętrznej -16 oC, a w cieplejszych dniach zimy - tylko 4,5 kW. Dobowe zapotrzebowanie na ciepło mieści się w granicach 108 - 180 kWh, czyli jest aż o połowę niższe w porównaniu do domów starszego typu. Koszt opalania budynku energooszczędnego tylko gazem wyniósłby średnio ok. 30 - 45 zł dziennie i ok. 950 zł miesięcznie.
Natomiast w tzw. domach pasywnych zapotrzebowanie to byłoby jeszcze o połowę niższe i kształtowałoby się nawet na poziomie 2 - 4 kW, czyli ok. 50 - 100 kWh dziennie. Przy ogrzewaniu tylko gazem miesięczny koszt wynosiłby ok. 400 zł. Wiemy jednak, że w tego rodzaju domach zazwyczaj stosuje się bardzo energooszczędne urządzenia grzewcze, wykorzystujące alternatywne źródła energii.
Skoro więc do ogrzewania współczesnych domów potrzebujemy już tak mało energii, to można by zapytać, po co nam kominek i co zrobić z jego wielką, kilkunastokilowatową mocą? Gdy w takim energooszczędnym domu zapalimy w kominku, w którego wnętrzu zamontowano wkład grzewczy o mocy dwukrotnie czy nawet czterokrotnie wyższej, doświadczymy efektu przegrzania. To duży dyskomfort, który w praktyce skutkuje ograniczeniem palenia w nim do dni bardzo zimnych lub do okresów przejściowych. Niewiele wtedy pomaga obniżanie załadunku opału, gdyż nowoczesne wkłady grzewcze swoje kilkanaście kW mocy i tak osiągają już przy bardzo niskim załadunku drewna. Ponadto w kilkunastokilowatowym wkładzie po prostu nie da się palić zbyt małą ilością drewna, gdyż skutkuje to tylko koniecznością dodatkowego czyszczenia szyby następnego dnia. Trudno też wyprodukować stalowo-żeliwne wkłady o tak małej mocy, gdyż we wkładzie kominkowym z dużą szybą i dużą komorą spalania praktycznie nie można "ładnie" palić zbyt małą ilością drewna.
Zagraniczni producenci wkładów kominkowych starają się dostosowywać swoje wyroby do nowych potrzeb grzewczych, zmniejszając i ograniczając im moc grzewczą. Dlatego z jednej strony zaczęto zmniejszać stalowo - żeliwne powierzchnie grzewcze dawnych wkładów, a z drugiej strony proponuje się, obok izolacji wewnętrznych, stosowanie także zewnętrznych, zawieszanych na ich ścianach, dodatkowych specjalnych osłon z płyt akumulacyjnych, by możliwie najbardziej ograniczyć emisję ciepła. Podobne rozwiązania zaczynają stosować również nasi rodzimi producenci wkładów kominkowych i jest to niewątpliwie krok w dobrym kierunku. Można w ten sposób zredukować, nawet o kilkadziesiąt procent, moc grzewczą emitowaną z takiego wkładu w fazie jego palenia i przesunąć ją, dzięki akumulacji, na okres stygnięcia po zakończeniu procesu spalania.

Drugim typowym sposobem dostosowania wkładów kominkowych do domu niskoenergetycznego jest zamienianie ich zewnętrznej zabudowy (wykonywanej dawniej z materiałów izolacyjnych) na zabudowę z materiałów o charakterze akumulacyjnym. Wówczas będą potrafiły zgromadzić w swojej masie możliwie dużo ciepła wytwarzanego przez wkład w fazie palenia, zanim dostanie się ono do pomieszczenia. Stąd też nowoczesne, tzw. ciepłe bryły kominków, nie posiadają już otwartych kratek wywiewnych, gdyż ciepło wypromieniowywane jest z nich w dużej części przez ściany, a dodatkowo także - jako nagrzane powietrze - poprzez kanały rozprowadzające je do innych pomieszczeń.
Najlepsze efekty osiągają kominki ze ścianami wybudowanymi z materiałów o wysokiej przewodności cieplnej i dużej zdolności akumulacji ciepła, np. z polskich płyt akubetowych. Potrafią one nawet o połowę ograniczyć emitowaną moc grzewczą z zabudowanego wkładu w "najgorętszej" fazie palenia.
Kolejnym, także często już podejmowanym działaniem, w celu ograniczenia emisji ciepła z wkładu, jest zmniejszanie wielkości przeszklonych drzwiczek kominkowych, a także stosowanie w nich podwójnego przeszklenia. Podwójna szyba, w zależności od sposobu wykonania drzwiczek, potrafi ograniczyć emisję ciepła nawet o połowę.
Innym, też bardzo popularnym, sposobem obniżenia emisji ciepła z wkładu grzewczego w kominku, jest stosowanie tzw. wkładów z płaszczem wodnym. Rzeczywiście taki wkład, zwłaszcza wyposażony w podwójną szybę, nie ma zbyt gorących powierzchni grzewczych. Przenosi wytwarzane w nim ciepło przez wodę do odpowiednio dużego bufora - zasobnika w kotłowni. Akumuluje je w wodzie, by później, w sposób dostosowany do potrzeb grzewczych poszczególnych pomieszczeń, rozprowadzać je systemem c.o. czy ścianami grzewczymi po całym domu. Zaznaczyć tu jednak należy, że efektu tego nie daje wkład wodny, który nie został podłączony do zasobnika, gdyż musi on rozprowadzić całe wytwarzane w nim ciepło tylko w trakcie fazy spalania. Grzeje on w tym czasie ze zbyt wielką mocą, jak na zapotrzebowanie dzisiejszych domów niskoenergetycznych. Te zaś kominki z wkładem wodnym, które zostały podłączone do odpowiednio dużego bufora akumulacyjnego, jeżeli zapewniają okres grzewczy przynajmniej 8 - 12 godz. bez dokładania opału, są już od dawna w krajach zachodnich traktowane nie jako kominki, lecz jako normalne piece do profesjonalnego ogrzewania domów. Zabezpieczają zrównoważony, dostosowany do zapotrzebowania na ciepło system ogrzewania w okresie 8 - 12 godz.
Dlatego też dziś stosuje się wyraźny podział na urządzenia grzewcze, które ogrzewają krótko (dopóki pali się w nich ogień) i takie nazywa się kominkami (pod warunkiem, że mają szybę) oraz na urządzenia posiadające zdolność długiego akumulowania ciepła, określane mianem pieców.
Jednak w krajach zachodnich, gdzie nowe technologie budowy domów "zawitały" już wcześniej, to nie "piece wodne" cieszą się największą popularnością. Powodem tego jest zwykle ich dość wysokie cena i koszt wykonywania rozbudowanych instalacji c.o. Poza tym nie każdy użytkownik ma na tyle miejsca, aby zamontować zasobnik o pojemności 1000 l. Nie zachęca do ich stosowania uzależnienie od obecności prądu i związane z tym utrudnienia.
Urządzeniem, które potrafi spełnić życzenia mieszkańców współczesnych domów, może być nowoczesny "nowy piec kaflowy", z racji posiadania przeszklonych drzwiczek, popularnie nazywany pieco-kominkiem. Tam, gdzie normalny kominek przegrzewałby pomieszczenia, pieco-kominek da miłe i dopasowane, a zarazem przyjemne i zdrowe, ciepło. Zapewni również tę pożądaną "kominkową" radość oglądania ognia, w dodatku za zawsze czystą szybą, bez odczuwania efektu przegrzewania. Pieco-kominek, który potrafi gromadzić wytwarzane w trakcie palenia ciepło, a potem przez dłuższy czas i we właściwej ilości je emitować - to najlepsze rozwiązanie w domach o niskim zapotrzebowaniu na ciepło.
Ponadto taki piec jest w stanie funkcjonować bez pomocy prądu, a niedługo pewnie będzie mógł wyprodukować go sobie sam. Zapewni w ten sposób stałe funkcjonowanie pomp ciepła i rekuperatorów wymiany powietrza we współczesnych domach energooszczędnych i pasywnych. Zaś montowany bardzo często w pieco-kominkach, elektroniczny sterownik procesu spalania, uczyni proces palenia już niemal całkowicie "bezobsługowym".
Piec taki, jeżeli zostanie wybudowany przez odpowiednio przeszkolonego zduna, da mieszkańcom przyjemność obcowania z żywym ogniem we współczesnych niskoenergetycznych i pasywnych domach. Zdun musi dobrze zaprojektować i wybudować taki piec, który będzie potrafił emitować ciepło przez 8 - 12 godz. z niezwykle małą mocą ok. 1,5 kW (w małych domach pasywnych i energooszczędnych), a również z odpowiednio dużą mocą dla domów o pow. nawet 200 m2.
Zobaczmy to na przykładzie funkcjonowania pieco-kominka w domu niskoenergetycznym o pow. 100 m2 i o zapotrzebowaniu na ciepło 2,8 kW przy -16 oC, a tylko ok. 1,8 kW przy temperaturze zewnętrznej około 0 oC.
Przy załadunku i spaleniu wyliczonej ilości 6,5 kg drewna będzie on wręcz idealnie dopasowany do zapotrzebowania na ciepło tego domu, gdyż spalenie 6,5 kg drewna to ok. 22 kWh wytworzonej i zakumulowanej energii. Uwalniana przez 12 godzin ogrzeje dom z mocą 1,8 kW, a więc taką, jakiej potrzebuje on w ciągu godziny. Przy srogiej zaś zimie, gdy taki piec będzie stygł szybciej - przez 8 godz., jego moc grzewcza wyniesie wymagane 2,8 kW.
Aby piec osiągnął właściwą sprawność i długi czas grzewczy, musi ważyć ok. 1 tony. Jeżeli ma on być zgrabny, mały gabarytowo, należy wykonać go z materiałów o możliwie największej gęstości, np. z Akubetu. Koszt wykonania małego pieca wynosi - w zależności od ilości zamontowanych kafli ozdobnych - kilkanaście tysięcy złotych. Jeżeli zaś wybudujemy duży piec o wadze ok. 2 ton (który umożliwi załadunek nawet 20 kg drewna), wytworzone w jednym cyklu spalania ok. 70 kWh energii, przy 8-godzinnym okresie grzewczym, da moc grzewczą bliską 9 kW. To pozwoli na ogrzanie nawet 200 m2 domu przy zapotrzebowaniu na ciepło wynoszącym 45 W/m2. Jeżeli zaś temperatura na zewnątrz domu będzie wahała się w okolicach 0 oC, ten sam piec, takim samym załadunkiem drewna, ogrzeje dom przez ponad 12 godzin ze średnią mocą ok. 6 kW.
Współczesne pieco-kominki łatwiej dostosować do ogrzewania różnego typu dzisiejszych domów dzięki użyciu najnowszych piecowych palenisk akumulacyjnych oraz bardzo wydajnych wymienników ciepła. Dlatego też tak wielkim powodzeniem cieszą się - obecne także na naszym rynku - najnowszej generacji polskie akumulacyjne materiały ogniotrwałe, nowe betony - kompozyty o podwyższonych parametrach grzewczych, dużej przewodności i akumulacyjności ciepła. Nowe materiały i nowe piece, łączące komfortowe ogrzewanie akumulacyjne z pięknem kominkowego ognia, to już nasze "dziś" i nasza "przyszłość".

Komentarze (0)

Zaloguj się aby skomentować artykuł
Zaloguj się
facebook Twitter Google+

Nasi partnerzy

Kominki polski
Pasywny Budynek
IntelEko.pl
Ogrzewnictwo.pl
Kominek