Nowy materiał, komfort i bezpieczeństwo.
Chcąc wybudować dziś nowoczesny kominek, który będzie wykorzystywał najstarszą, a zarazem najbardziej sprawdzoną technologię ogrzewania, opartą na akumulowaniu ciepła, będziemy musieli do paleniska wkładu grzewczego dołączyć tzw. akumulacyjny wymiennik ciepła.
Podobnie jak w tradycyjnym piecu kaflowym, pozwoli on wytworzone podczas spalania ciepło zgromadzić w swojej masie tak, by potem przez kilka czy kilkanaście godzin (w zależności od swej wielkości i pojemności) w łagodny i przyjemny dla użytkownika sposób, wypromieniować je do pomieszczenia. Równocześnie zgromadzone ciepło może też być rozprowadzane kanałami do innych pomieszczeń tak, by można było ogrzewać nim cały dom. Taki kominek doposażony w akumulacyjny wymiennik, a zarazem i zasobnik ciepła będziemy mogli śmiało nazywać "pieco-kominkiem" lub "kominkiem III generacji".
Pożądany efekt ogrzewania zakumulowanym ciepłem uzależniony jest przede wszystkim od trzech podstawowych własności materiału, z jakiego został on wyprodukowany: gęstości, przewodności i rozszerzalności. Im wyższą osiągniemy gęstość i wyższe będą parametry jego ciężaru właściwego, tym większa będzie jego zdolność akumulacji ciepła. Dłuższy też będzie dzięki temu jego okres grzewczy. Im lepszą zaś osiągniemy przewodność cieplną użytego materiału, tym większą będziemy mieli wymianę ciepła, czyli więcej ciepła odbierzemy na krótszym odcinku przelotu spalin i więcej będziemy go mogli odpromieniować z mniejszej powierzchni grzewczej wymiennika.
Najnowsze dziś materiały szamotowe, produkowane są z naturalnych minerałów i charakteryzują się bardzo wysokim ciężarem właściwym rzędu 2,5 - 2,85 kg/dm3. Są więc o 50% cięższe od tradycyjnie wypalanej cegły szamotowej.
Dzięki dobrze dobranym parametrom pojemności i przewodności cieplnej, wymienniki akumulacyjne posiadają dobrą retencję ciepła, tzn. pozwalają na szybkie kumulowanie dużej ilości ciepła, a zarazem na wolne, rozłożone na długi okres czasu jego oddawanie. Obok doskonałych parametrów pojemności i zatrzymywania ciepła, materiały te cechują się również bardzo niskim stopniem rozszerzalności cieplnej. Osiągają bardzo dobrą stabilność wymiarów, przez co niemal zupełnie zanikają, typowe dla materiałów szamotowych, spękania i zarysowania. Zwiększa się przez to ich trwałość, a więc również i zmniejsza konieczność ich zbyt częstej wymiany, co niestety było dawniej pewną trudnością ich użytkowania. Zdecydowanie więc poprawia się standard ich użytkowania. Produkowane są dziś już najczęściej w technologii ogniotrwałych betonów szamotowych, pozwalającej dodatkowo na odlewanie z nich dowolnych form i kształtów. Niektórzy producenci wkładów grzewczych już dzisiaj takimi materiałami zastępują dotychczasowe wykładziny wewnętrzne swoich palenisk. Najlepsze zaś współcześnie prefabrykowane tzw. paleniska zduńskie, tak swoje ściany wewnętrzne jak i zewnętrzne wykonują z takiego właśnie rodzaju materiału.
Te właściwości nowoczesnych "ciężkich szamotów" pozwalają na znaczne ograniczenie wielkości, produkowanych z nich wymienników ciepła, przyczyniają się w znacznej mierze do ich powszechnego stosowania w kominkach. Dzisiaj kominek może więc nadal "z wyglądu" pozostawać kominkiem (mieć dużą szybę), a zarazem bez zbytniej rozbudowy bryły, kryć w sobie kilkuset kilogramowy wymiennik ciepła (nawet 800 - 1000 kg).
Dziś produkuje się w zasadzie dwa rodzaje akumulacyjnych wymienników-zasobników ciepła:
1) - w formie nasadowych krążków o różnych kształtach i wielkości, które montuje się bezpośrednio na wkładzie lub za pomocą specjalnych adapterów czy wsporników wprost nad nim.
2) - w formie wielościennych, sprefabrykowanych elementów kanałów, które składa się jak "klocki lego", zazwyczaj obok wkładu, a nawet pod i nad paleniskiem, niemal dowolnie kształtując ich układ. Dzięki nim dzisiejszy kominek, nie tracąc już nic ze swego uroku i dekoracyjnej formy, może być równocześnie i w pełnym tego słowa znaczeniu piecem podstawowego centralnego ogrzewania domu. Dobrze dobrany do wielkości paleniska wymiennik ciepła, będący zarazem zasobnikiem ciepła, wybudowany z najnowszych prefabrykowanych materiałów - betonów szamotowych, pozwala w przypadku wymiennika z krążków (o wadze 150 - 200 kg) podwoić, a w innych rozwiązaniach (600 - 800 kg) nawet potroić moc grzewczą całego kominka. Jego efektywność - sprawność podnosi się wtedy praktycznie w zależności, od wybranego rozwiązania do 80 - 90%. Można już wtedy pokryć, z jego pomocą, zapotrzebowanie na ciepło domu (o pow. do 200 m2 wybudowanego w technologii energooszczędnej), średnio: dwoma- trzema załadunkami drewna na dobę.
Budując akumulacyjny pieco-kominek III generacji, będziemy dysponować więc praktycznym, skutecznym, niezależnym, a zarazem ekologicznym systemem podstawowego, centralnego ogrzewania domu.
W tym miejscu, powinniśmy również zauważyć, że budując tego rodzaju kominek równocześnie zyskujemy dwie niezwykle istotne dla nas wartości: komfort i bezpieczeństwo.
Zmniejszenie 2 - 3-krotne ilości spalanego drewna (a więc i czynności przynoszenia drewna) oraz 4 - 5-krotne zmniejszenie częstotliwości jego załadunku - w stosunku do kominka nie wyposażonego w wymiennik ciepła. Wyraźnie pozwoli nam to odczuć różnicę w komforcie użytkowania. Efekt zaś łagodnego, emitowanego przez wiele godzin, z takiego kominka przyjemnego i zdrowego ciepła, wystarczająco potwierdzi to uczucie. Jeżeli jeszcze dodatkowo wyizolowane dobrym szamotem palenisko spowoduje, iż szyba w naszym kominku prawie wcale nie będzie potrzebowała czyszczenia, a popiołu również nie będziemy musieli często wynosić, to przewaga przyjemności nad "dodatkową pracą" przy kominku będzie wyraźna. To właśnie ów niespotykany dotąd komfort palenia i ogrzewania tego rodzaju kominkiem stał się przyczyną napędzającą tak szybki dziś rozwój, nowoczesnych pieco-kominków w całej Europie.
Standardem, ale w pewnym sensie i komfortem, będzie dla nas również świadomość, że budując akumulacyjny pieco-kominek III generacji, będziemy także posiadaczami "bezpiecznego kominka".
Jeżeli do budowy kominka, a zwłaszcza akumulacyjnego wymiennika ciepła, użyjemy prefabrykatów z najnowszej generacji betonów szamotowych, to dzięki jego znacznie mniejszej od wypalanego tradycyjnego szamotu porowatości, uzyskamy o wiele szczelniejsze urządzenie grzewcze. Jego gazoszczelność zabezpiecza skutecznie przed ryzykiem emisji gazów ze spalania do pomieszczenia. Ponadto kształt zamków i system łączenia ze sobą nowoczesnych prefabrykatów, praktycznie wyklucza również takie ryzyko. Dawniej, budując piece kaflowe z o wiele bardziej porowatej cegły szamotowej, trzeba było stosować grube, wielowarstwowe powierzchnie, by piec uzyskał właściwą szczelność. Dziś nowe betony szamotowe, pozwalają już bezpiecznie na znaczne zmniejszenie jego wymiarów, co nie pozostaje bez znaczenia dla jego zgrabnego wyglądu.
Na koniec należy jeszcze raz przypomnieć, że wymiennik ciepła zastosowany w kominku jest najskuteczniejszym czynnikiem, podnoszącym standard jego bezpieczeństwa dlatego, że jak żadne inne urządzenie, obniża temperaturę spalin uchodzących do komina. Nie trzeba udowadniać czym grozi przegrzanie kominów zbyt gorącymi spalinami i jak łatwo doprowadzić wtedy do uszkodzenia i rozszczelnienia komina, z wszystkimi tego przykrymi konsekwencjami.
Dlatego też dzisiaj, gdy wkłady grzewcze stają się coraz lepsze, rodzi się coraz większa potrzeba radykalnego obniżania temperatury spalin uchodzących do komina tak, by nie przekraczała ona 200 °C. Najskuteczniejszym urządzeniem spełniającym to zadanie, bez jakiegokolwiek negatywnego wpływu na ekologiczne właściwości spalania, pozostanie na zawsze akumulacyjny wymiennik ciepła, tym bardziej, że może być on uzupełniany także innymi wymiennikami. Upowszechnienie stosowania w kominkach wymienników ciepła, czyli praktyczne przejście już do budowy III generacji kominków, może skutkować powszechnym i rzeczywistym wzrostem bezpieczeństwa ich użytkowania, zabezpieczając równocześnie przed dyskomfortem ponoszenia uciążliwych skutków uszkodzonych nadmierną temperaturą spalin, kominów.
Wymienniki ciepła mogą być:
Konwekcyjne - czyli takie, które odzyskują i oddają dodatkową energię w tym samym czasie, w którym pali się ogień w palenisku. Stosuje się je przede wszystkim tam, gdzie zachodzi potrzeba uzyskania w krótkim czasie dużej ilości gorącego powietrza. Tego typu wymienniki ciepła produkowane są zazwyczaj z żeliwa lub stali. Od ich wielkości i kształtu zależy też ilość odzyskiwanego przez nie ciepła. Dobieramy je do danego typu wkładu i ilości spalanego drewna w ten sposób, by temperatura spalin, opuszczających wymiennik i odprowadzana do komina, nie przekraczała 200 °C.
Wymienniki wodne - zwane też często od ich najstarszej formy "wkładami z płaszczem wodnym", to różnego typu konstrukcje, których zadaniem jest przeniesienie energii cieplnej wytworzonej w palenisku do systemu ogrzewania domu. Występują najczęściej w formie płaszcza wodnego otaczającego z boku palenisko, który dodatkowo bywa uzupełniony jakimś systemem rur (płomienników) lub kanałów usytuowanych najczęściej w górnej części wkładu nad paleniskiem lub w formie osobnej przystawki - głowicy, nakładanej na wylot spalin z wkładu. Pozwalają one odzyskać większe ilości ciepła ze spalin, a jednocześnie powinny być tak dobrane lub uzupełnione innymi wymiennikami by schłodziły je na tyle, aby do komina uchodziły w temperaturze nie większej niż 200 °C. Potrafią od 30 do 70% wytworzonej w palenisku energii, przenieść do systemu wodnego ogrzewania domu.
Wymienniki akumulacyjne - są najstarszym, a zarazem najbardziej sprawdzonym, sposobem odzyskiwania i magazynowania ciepła. Pozwalają na znaczne wydłużenie czasu ogrzewania bez potrzeby powtórnego dokładania do paleniska (do 8 - 12 godzin). Zmniejszają ponadto intensywność emisji ciepła powstającego podczas spalania, pozwalając dostosować jego ilość do faktycznych potrzeb ogrzewanego pomieszczenia czy domu. Konstruowane są zawsze w formie kanałów wydłużających drogę spalin z paleniska do komina, tak by temperatura spalin uchodzących do komina była niższa niż 200 °C. Od najdawniejszych czasów do ich budowy używano zawsze wyrobów ceramicznych, a przede wszystkim cegieł - prostek szamotowych. Dzisiaj obok tradycyjnej techniki ich budowy, z użyciem cegieł szamotowych, coraz częściej stosuje się specjalnie produkowane do tego celu duże (nawet ponad metrowej długości) płyty szamotowe lub prefabrykowane całe kanały modułowe.
Pożądany efekt ogrzewania zakumulowanym ciepłem uzależniony jest przede wszystkim od trzech podstawowych własności materiału, z jakiego został on wyprodukowany: gęstości, przewodności i rozszerzalności. Im wyższą osiągniemy gęstość i wyższe będą parametry jego ciężaru właściwego, tym większa będzie jego zdolność akumulacji ciepła. Dłuższy też będzie dzięki temu jego okres grzewczy. Im lepszą zaś osiągniemy przewodność cieplną użytego materiału, tym większą będziemy mieli wymianę ciepła, czyli więcej ciepła odbierzemy na krótszym odcinku przelotu spalin i więcej będziemy go mogli odpromieniować z mniejszej powierzchni grzewczej wymiennika.
Najnowsze dziś materiały szamotowe, produkowane są z naturalnych minerałów i charakteryzują się bardzo wysokim ciężarem właściwym rzędu 2,5 - 2,85 kg/dm3. Są więc o 50% cięższe od tradycyjnie wypalanej cegły szamotowej.
Dzięki dobrze dobranym parametrom pojemności i przewodności cieplnej, wymienniki akumulacyjne posiadają dobrą retencję ciepła, tzn. pozwalają na szybkie kumulowanie dużej ilości ciepła, a zarazem na wolne, rozłożone na długi okres czasu jego oddawanie. Obok doskonałych parametrów pojemności i zatrzymywania ciepła, materiały te cechują się również bardzo niskim stopniem rozszerzalności cieplnej. Osiągają bardzo dobrą stabilność wymiarów, przez co niemal zupełnie zanikają, typowe dla materiałów szamotowych, spękania i zarysowania. Zwiększa się przez to ich trwałość, a więc również i zmniejsza konieczność ich zbyt częstej wymiany, co niestety było dawniej pewną trudnością ich użytkowania. Zdecydowanie więc poprawia się standard ich użytkowania. Produkowane są dziś już najczęściej w technologii ogniotrwałych betonów szamotowych, pozwalającej dodatkowo na odlewanie z nich dowolnych form i kształtów. Niektórzy producenci wkładów grzewczych już dzisiaj takimi materiałami zastępują dotychczasowe wykładziny wewnętrzne swoich palenisk. Najlepsze zaś współcześnie prefabrykowane tzw. paleniska zduńskie, tak swoje ściany wewnętrzne jak i zewnętrzne wykonują z takiego właśnie rodzaju materiału.
Te właściwości nowoczesnych "ciężkich szamotów" pozwalają na znaczne ograniczenie wielkości, produkowanych z nich wymienników ciepła, przyczyniają się w znacznej mierze do ich powszechnego stosowania w kominkach. Dzisiaj kominek może więc nadal "z wyglądu" pozostawać kominkiem (mieć dużą szybę), a zarazem bez zbytniej rozbudowy bryły, kryć w sobie kilkuset kilogramowy wymiennik ciepła (nawet 800 - 1000 kg).
Dziś produkuje się w zasadzie dwa rodzaje akumulacyjnych wymienników-zasobników ciepła:
1) - w formie nasadowych krążków o różnych kształtach i wielkości, które montuje się bezpośrednio na wkładzie lub za pomocą specjalnych adapterów czy wsporników wprost nad nim.
2) - w formie wielościennych, sprefabrykowanych elementów kanałów, które składa się jak "klocki lego", zazwyczaj obok wkładu, a nawet pod i nad paleniskiem, niemal dowolnie kształtując ich układ. Dzięki nim dzisiejszy kominek, nie tracąc już nic ze swego uroku i dekoracyjnej formy, może być równocześnie i w pełnym tego słowa znaczeniu piecem podstawowego centralnego ogrzewania domu. Dobrze dobrany do wielkości paleniska wymiennik ciepła, będący zarazem zasobnikiem ciepła, wybudowany z najnowszych prefabrykowanych materiałów - betonów szamotowych, pozwala w przypadku wymiennika z krążków (o wadze 150 - 200 kg) podwoić, a w innych rozwiązaniach (600 - 800 kg) nawet potroić moc grzewczą całego kominka. Jego efektywność - sprawność podnosi się wtedy praktycznie w zależności, od wybranego rozwiązania do 80 - 90%. Można już wtedy pokryć, z jego pomocą, zapotrzebowanie na ciepło domu (o pow. do 200 m2 wybudowanego w technologii energooszczędnej), średnio: dwoma- trzema załadunkami drewna na dobę.
Budując akumulacyjny pieco-kominek III generacji, będziemy dysponować więc praktycznym, skutecznym, niezależnym, a zarazem ekologicznym systemem podstawowego, centralnego ogrzewania domu.
W tym miejscu, powinniśmy również zauważyć, że budując tego rodzaju kominek równocześnie zyskujemy dwie niezwykle istotne dla nas wartości: komfort i bezpieczeństwo.
Zmniejszenie 2 - 3-krotne ilości spalanego drewna (a więc i czynności przynoszenia drewna) oraz 4 - 5-krotne zmniejszenie częstotliwości jego załadunku - w stosunku do kominka nie wyposażonego w wymiennik ciepła. Wyraźnie pozwoli nam to odczuć różnicę w komforcie użytkowania. Efekt zaś łagodnego, emitowanego przez wiele godzin, z takiego kominka przyjemnego i zdrowego ciepła, wystarczająco potwierdzi to uczucie. Jeżeli jeszcze dodatkowo wyizolowane dobrym szamotem palenisko spowoduje, iż szyba w naszym kominku prawie wcale nie będzie potrzebowała czyszczenia, a popiołu również nie będziemy musieli często wynosić, to przewaga przyjemności nad "dodatkową pracą" przy kominku będzie wyraźna. To właśnie ów niespotykany dotąd komfort palenia i ogrzewania tego rodzaju kominkiem stał się przyczyną napędzającą tak szybki dziś rozwój, nowoczesnych pieco-kominków w całej Europie.
Standardem, ale w pewnym sensie i komfortem, będzie dla nas również świadomość, że budując akumulacyjny pieco-kominek III generacji, będziemy także posiadaczami "bezpiecznego kominka".
Jeżeli do budowy kominka, a zwłaszcza akumulacyjnego wymiennika ciepła, użyjemy prefabrykatów z najnowszej generacji betonów szamotowych, to dzięki jego znacznie mniejszej od wypalanego tradycyjnego szamotu porowatości, uzyskamy o wiele szczelniejsze urządzenie grzewcze. Jego gazoszczelność zabezpiecza skutecznie przed ryzykiem emisji gazów ze spalania do pomieszczenia. Ponadto kształt zamków i system łączenia ze sobą nowoczesnych prefabrykatów, praktycznie wyklucza również takie ryzyko. Dawniej, budując piece kaflowe z o wiele bardziej porowatej cegły szamotowej, trzeba było stosować grube, wielowarstwowe powierzchnie, by piec uzyskał właściwą szczelność. Dziś nowe betony szamotowe, pozwalają już bezpiecznie na znaczne zmniejszenie jego wymiarów, co nie pozostaje bez znaczenia dla jego zgrabnego wyglądu.
Na koniec należy jeszcze raz przypomnieć, że wymiennik ciepła zastosowany w kominku jest najskuteczniejszym czynnikiem, podnoszącym standard jego bezpieczeństwa dlatego, że jak żadne inne urządzenie, obniża temperaturę spalin uchodzących do komina. Nie trzeba udowadniać czym grozi przegrzanie kominów zbyt gorącymi spalinami i jak łatwo doprowadzić wtedy do uszkodzenia i rozszczelnienia komina, z wszystkimi tego przykrymi konsekwencjami.
Dlatego też dzisiaj, gdy wkłady grzewcze stają się coraz lepsze, rodzi się coraz większa potrzeba radykalnego obniżania temperatury spalin uchodzących do komina tak, by nie przekraczała ona 200 °C. Najskuteczniejszym urządzeniem spełniającym to zadanie, bez jakiegokolwiek negatywnego wpływu na ekologiczne właściwości spalania, pozostanie na zawsze akumulacyjny wymiennik ciepła, tym bardziej, że może być on uzupełniany także innymi wymiennikami. Upowszechnienie stosowania w kominkach wymienników ciepła, czyli praktyczne przejście już do budowy III generacji kominków, może skutkować powszechnym i rzeczywistym wzrostem bezpieczeństwa ich użytkowania, zabezpieczając równocześnie przed dyskomfortem ponoszenia uciążliwych skutków uszkodzonych nadmierną temperaturą spalin, kominów.
Wymienniki ciepła mogą być:
Konwekcyjne - czyli takie, które odzyskują i oddają dodatkową energię w tym samym czasie, w którym pali się ogień w palenisku. Stosuje się je przede wszystkim tam, gdzie zachodzi potrzeba uzyskania w krótkim czasie dużej ilości gorącego powietrza. Tego typu wymienniki ciepła produkowane są zazwyczaj z żeliwa lub stali. Od ich wielkości i kształtu zależy też ilość odzyskiwanego przez nie ciepła. Dobieramy je do danego typu wkładu i ilości spalanego drewna w ten sposób, by temperatura spalin, opuszczających wymiennik i odprowadzana do komina, nie przekraczała 200 °C.
Wymienniki wodne - zwane też często od ich najstarszej formy "wkładami z płaszczem wodnym", to różnego typu konstrukcje, których zadaniem jest przeniesienie energii cieplnej wytworzonej w palenisku do systemu ogrzewania domu. Występują najczęściej w formie płaszcza wodnego otaczającego z boku palenisko, który dodatkowo bywa uzupełniony jakimś systemem rur (płomienników) lub kanałów usytuowanych najczęściej w górnej części wkładu nad paleniskiem lub w formie osobnej przystawki - głowicy, nakładanej na wylot spalin z wkładu. Pozwalają one odzyskać większe ilości ciepła ze spalin, a jednocześnie powinny być tak dobrane lub uzupełnione innymi wymiennikami by schłodziły je na tyle, aby do komina uchodziły w temperaturze nie większej niż 200 °C. Potrafią od 30 do 70% wytworzonej w palenisku energii, przenieść do systemu wodnego ogrzewania domu.
Wymienniki akumulacyjne - są najstarszym, a zarazem najbardziej sprawdzonym, sposobem odzyskiwania i magazynowania ciepła. Pozwalają na znaczne wydłużenie czasu ogrzewania bez potrzeby powtórnego dokładania do paleniska (do 8 - 12 godzin). Zmniejszają ponadto intensywność emisji ciepła powstającego podczas spalania, pozwalając dostosować jego ilość do faktycznych potrzeb ogrzewanego pomieszczenia czy domu. Konstruowane są zawsze w formie kanałów wydłużających drogę spalin z paleniska do komina, tak by temperatura spalin uchodzących do komina była niższa niż 200 °C. Od najdawniejszych czasów do ich budowy używano zawsze wyrobów ceramicznych, a przede wszystkim cegieł - prostek szamotowych. Dzisiaj obok tradycyjnej techniki ich budowy, z użyciem cegieł szamotowych, coraz częściej stosuje się specjalnie produkowane do tego celu duże (nawet ponad metrowej długości) płyty szamotowe lub prefabrykowane całe kanały modułowe.
