Kominek w układzie wodnym - zanim rozpoczniemy instalację

Jeżeli na etapie projektu domu nie przewidziałeś instalacji pod kominek z płaszczem wodnym to nic straconego. Kominek w tej technologii można również wykonać w domu, w którym już zamieszkałeś.

Zobacz całą galerię

Niestety czasem wiąże się to z dość dużym nakładem pracy np. przekuciem i bruzdowaniem ścian pod rury instalacji, przewody elektryczne i sygnałowe niezbędne do sterowania automatyką. Należy zadbać również o stabilne podłoże pod dość ciężki (400 – 600 kg) kominek oraz kanał lub rurę, którą doprowadzimy powietrza do spalania z zewnątrz budynku. Wybór wkładu z płaszczem wodnym oraz sposób podłączenia do instalacji zależy od wielu czynników. Najważniejszy to zapotrzebowanie na ciepło oraz powierzchnia użytkowa domu. Należy zwrócić uwagę na miejsce posadowienia kominka, czyli czy kominek stać będzie w niewielkim salonie o powierzchni np. 20 m², czy też w dużym i przestronnym salonie połączonym z jadalnią, kuchnią, przedpokojem, antresolą, itp.

Kolejny ważny czynnik decydujący o sposobie podłączenia to rodzaj instalacji grzewczej (ogrzewanie podłogowe, grzejnikowe lub ścienne). Istotny jest również przewidywany czas użytkowania kominka. Jeżeli ogień w kominku będziemy rozpalać codziennie to warto zastosować duży zbiornik buforowy o pojemności 800 - 1000 l. Gromadzona jest w nim gorąca woda, z której będziemy korzystać długo po wygaśnięciu ognia. Jeśli kominka używać będziemy rzadko, to nie ma sensu stosować aż tak dużego zbiornika, jego pojemność należy ograniczyć do 300 - 500 l, a w niektórych przypadkach można całkowicie go wyeliminować, zastępując sprzęgłem hydraulicznym lub wpiąć się bezpośrednio do rozdzielaczy układów grzewczych.

Wybieramy wkład z płaszczem wodnym

Kominkowy wkład z płaszczem wodnym to palenisko zamknięte stalowym korpusem z wbudowanym wymiennikiem ciepła, w którym dochodzi do wymiany energii uzyskanej w procesie spalania drewna. Producent wkładu w karcie technicznej podaje dane, które należy dokładnie przeanalizować i na ich podstawie dokonać wyboru urządzenia. Najważniejsze z nich to sprawność, moc, bilans cieplny (czyli ile ciepła uzyskanego w czasie spalania drewna przekazane będzie do wody, ile wypromieniuje przez korpus wkładu, a ile przez szybę). Jeśli chodzi o sprawność, to oczywiście im wyższa tym lepsza. Moc dobieramy natomiast zgodnie z zapotrzebowaniem na ciepło.

W dużym uproszczeniu można przyjąć następujące wartości jako zapotrzebowanie na wydajność grzewczą na metr kwadratowy powierzchni grzewczej:

20 do 30 W/m² w domu energooszczędnym ,
30 do 50 W/m² w dobrze izolowanym budownictwie,
50 do 80 W/m² w izolowanym termicznie starym budownictwie,
80 do 130 W/m² w słabo izolowanym starym budownictwie.

Należy pamiętać, że podane wartości są szacunkowe, dlatego fachowiec, który będzie instalował kominek powinien dokonać stosownych obliczeń i na ich podstawie określić wymaganą moc grzewczą. W małym salonie lub w domu o niewielkiej powierzchni użytkowej należy wybrać wkład, w którym bilans cieplny jest jak największy po stronie wody, 70 - 80% ciepła przekazywane jest do instalacji grzewczej. W przeciwnym razie narazimy się na nadmierną kumulację ciepła w jednym miejscu i w konsekwencji doprowadzimy do przegrzania pomieszczenia, w którym znajduje się kominek. Intensywne promieniowanie cieplne szyby wkładu to istotny problem, którego nie należy lekceważyć.

Aby spełnić wyśrubowane europejskie normy emisji zanieczyszczeń i cząstek stałych do atmosfery, w palenisku należy uzyskać optymalne warunki spalania. Jednym z nich jest wysoka temperatura gazów spalinowych. Pozytywnym skutkiem jest zwiększenie sprawności urządzenia oraz ograniczenie do minimum zabrudzenia szyby, która znacznie dłużej pozostaje czysta, a w najlepszych konstrukcjach praktycznie nie brudzi się w ogóle. W niewielkim salonie negatywnym zjawiskiem będzie zbyt duża i szybka emisja ciepła. Ceramiczne szkło nagrzewa się do temperatury 250 – 300 ^oC, jeżeli jego powierzchnia wynosi 0,26 m² to drzwiczki wkładu będą potężnym grzejnikiem o mocy 2 - 3 kW. Zgodnie z podanymi wcześniej wartościami łatwo policzyć, że w dobrze izolowanym domu samą szybą ogrzejemy powierzchnię 40 – 60 m², a w bardzo "ciepłych" budynkach nawet 100 m², czyli nierzadko połowę domu. Emisję ciepła możemy ograniczyć nawet o połowę wybierając wkład z tzw. podwójnym przeszkleniem, znaczy to, że na ramie drzwiczek zamontowane są dwie szyby, jedna za drugą.

W dużym domu z otwartym salonem bilans cieplny wkładu może wynieść nawet 50% do 50%. Możemy zatem pozwolić sobie na znacznie większe przeszklenie wybierając wkład o dużej panoramicznej szybie, szerokiej do 100 cm. Intensywna emisja ciepła nie będzie aż takim dużym problemem, ponieważ szybko rozejdzie się ono po otwartej przestrzeni domu.

Montaż układu c.o.

Z punktu widzenia rozprowadzenia ciepła nie ma znaczenia, w którym miejscu będzie stał kominek. O tym zazwyczaj decyduje usytuowanie komina. W przypadku wkładu z płaszczem wodnym zasadniczym nośnikiem ciepła jest woda tłoczona pompami obiegowymi do grzejników innych odbiorników. Wkład z instalacją centralnego ogrzewania łączy się za pomocą rur. Najczęściej stosowane są rury i kształtki miedziane, rzadziej z tworzywa.

W kotłowni lub wyznaczonym miejscu instalujemy zbiornik buforowy, do którego pompa obiegowa będzie tłoczyć gorąca wodę z kominka. Tak wiec zbiornik należy połączyć dwoma rurami:

zasilanie - rura minimalnej średnicy 22 mm lub więcej, którą popłynie gorąca woda.
powrót - rura o minimalnej średnicy 22 mm lub więcej, którą z najniższej części zbiornika pompa obiegowa czerpać będzie chłodną wodę,

Zasilanie i powrót łączymy za pomocą śrubunków z odpowiednio przygotowanym miejscem na korpusie wkładu kominkowego.

Regulacja temperatury powrotu

Bardzo ważnym elementem systemu jest zawór lub cały "zespół regulujący temperaturę powrotu". Chodzi o to, aby do wkładu z płaszczem wodnym nie wprowadzać zbyt zimnej wody. Minimalna temperatura wody zasilającej powinna wynosić 55 ^oC. Poniżej tej temperatury występuje zjawisko kondensacji pary wodnej zawartej w spalinach - na wewnętrznej ściance wkładu skraplać się będzie woda, która w połączeniu z sadzą tworzy smolistą maź podobną do smoły. Warstwa smoły jest znakomitym izolatorem w związku z czym sprawność grzewcza wkładu będzie drastycznie spadać. W okresach kiedy nie używamy kominka z paleniska czuć będzie nieprzyjemny zapach smoły, sadzy i spalenizny.

Nie to jest jednak najgorsze co może nas spotkać, zbyt niska temperatura wody powracającej z układu może prowadzić do korozji niskotemperaturowej. W takiej sytuacji dochodzi do powstania pary wraz ze związkami siarki, np. SO₃, które „atakują” najsłabsze (najzimniejsze) miejsca we wkładzie i rozpoczynają działanie korozji niskotemperaturowej. Ogniska korozji mogą być przyczyną powstawania przecieków wkładu. Naprawa uszkodzeń jest bardzo trudna, często niemożliwa. Uszkodzony wkład nadawać się będzie tylko na złom.

Na rynku dostępne są specjalne zawory np. Laddomat 21 - 60 zespół termoregulacyjny (fot. 2) dbający o to, aby do kominka powracała ciepła woda. Zawór ma trzy przyłącza, dwa z nich wkręca się na rurze powrotnej, a trzecie łączy się z rurą zasilającą. Zamontowany wewnątrz zaworu termostat przymyka się i otwiera w zależności od temperatury wody „ssanej” ze zbiornika buforowego lub powrotnej z instalacji grzewczej.

Zabezpieczenie układu przed zagotowaniem i wzrostem ciśnienia

W 2009 roku weszła w życie nowela prawna dopuszczająca montaż kotłów na paliwo stałe w zamkniętym układzie ciśnieniowym - czyli w takim, gdzie elementem równoważącym wzrost ciśnienia jest przeponowe naczynie wzbiorcze. W starych instalacjach grzewczych tym elementem było naczynie otwarte. Zasadniczą wadą takiego rozwiązania było to, że do naczynia systematycznie dolewana była świeża woda z instalacji sanitarnej. Ubytek wody w naczyniu spowodowany był parowaniem oraz samoczynnym wylewaniem wody do kanalizacji z powodu wzrostu objętości nagrzewanej cieczy w instalacji centralnego ogrzewania. Do układu ciągle dolewana była świeża i „żywa” woda, w kotle, rurach i grzejnikach odkładał się kamień w skutek czego spadała sprawność grzewcza kotła i instalacji. Nowoczesną instalację grzewczą napełniamy tylko raz, nie pojawiają się żadne ubytki wody, tak wiec w instalacji nie odkłada się kamień kotłowy.

Zgodnie z prawem możemy więc podłączyć wkład z płaszczem wodnym (w rozumieniu prawnym kocioł) do instalacji w układzie zamkniętym. Musi tylko posiadać system zabezpieczenia termicznego, który odprowadzi nadmiar ciepła - nie dopuści do zagotowania się wody i wzrostu ciśnienia w układzie. Takim systemem najczęściej jest wężownicą schładzająca, czyli zwój miedzianych rur zamontowanych wewnątrz wymiennika ciepła. W sytuacjach awaryjnych (brak prądu lub uszkodzenie elektronicznych urządzeń sterujących) otwiera się zawór zabezpieczenia termicznego i wpuszcza zimną wodę z instalacji sanitarnej do wężownicy schładzającej. Miedziane rury schładzają wodę kotłową odbierając z niej ciepło, nagrzana woda z wężownicy odprowadzana jest do kanalizacji. Prawidłowo zaprojektowany i obliczony system schładzający nie dopuści do zagotowania się wody we wkładzie, czyli użytkowanie kominka będzie bezpieczne.

Tak więc do miejsca gdzie planujemy zbudować kominek należy doprowadzić jeszcze dwie rury. Jedną z bieżącą wodą czerpaną z instalacji sanitarnej i drugą, którą odprowadzać będziemy gorącą wodę z wężownicy do kanalizacji. Średnice tych rur są standardowe, czyli takie same jak w domowej instalacji sanitarnej.

Ważne, aby w żadnym miejscu nie montować dodatkowych zaworów odcinających. Jedyny zawór jaki montujemy to zawór zabezpieczenia termicznego (np. STS.S 20 firmy WATTS - fot.3) z kapilarą, którą wsuwamy w przygotowane miejsce w wymienniku cieplnym wkładu kominkowego.

Kominki z płaszczem wodnym to bardzo obszerny temat. W kolejnym numerze omówimy najbardziej popularne rozwiązania podłączenia wkładu do instalacji centralnego ogrzewania.