System kominowy do kominków i pieców akumulacyjnych

Sama idea działania jest dość prosta - wkład kominkowy spala drewno, które wytwarza sporą ilość ciepła przenoszonego przez gorące spaliny, te z kolei rozgrzewają specjalnie przygotowany zestaw kształtek akumulacyjnych formujących swoisty wydłużony przyłącz do komina. Moduły te, wykonane ze specjalnych mas szamotowych/betonowych/ceramicznych - potrafią akumulować ciepło i oddawać je (nagrzewając np. ścianę kominka) - przez długie godziny. Tak uzyskane ciepło jest zdrowe i stosunkowo, nie licząc oczywiście samej instalacji - tanie (jako, że drewno to nie jest paliwo drogie w zakupie, a sama instalacja posiada wysoką sprawność).

WKŁAD KOMINKOWY, A MOŻE SAME DRZWICZKI?

Wkład kominkowy musi być w instalacji akumulującej ciepło, bardzo precyzyjnie dobrany, podobnie zresztą jak reszta elementów. To ważne, gdyż kominek musi być przygotowany do pracy w „warunkach jakie zafunduje mu użytkownik i obudowa”. Te warunki są bardzo ciężkie, a temperatury spalin w takim układzie bardzo wysokie - sięgają 1000 ^oC, a nawet chwilowo 1200 ^oC. Wkład kominkowy nie tylko musi takie warunki pracy przetrwać, ale ma zapewnić właściwe, stabilne odprowadzenie powstałego ciepła. Co ważne, kominek nie powinien tego ciepła przekazywać w możliwie największej części do ogrzania własnego korpusu czy do wypromieniowania przez szybę - przede wszystkim powinien je kierować do przewodu kominowego. Dlatego też wkłady te zwykle nie posiadają dużych przeszkleń, za to szereg elementów wpływających na podwyższenie sprawności i bezpieczeństwa (specjalne doloty powietrza, podwójne szyby, odpowiednio skonstruowane klamki, itp.). Dość powiedzieć, że na Zachodzie bardzo popularnym rozwiązaniem jest stosowanie zamiast całego wkładu kominkowego - tylko specjalnie zaprojektowanych na potrzeby systemu drzwiczek. Reszta paleniska wykonywana jest przez ekipę zduńską z materiałów ceramicznych akumulujących ciepło.

ZASADA DZIAŁANIA SYSTEMU

Jak pisałem wcześniej - idea działania systemu nie jest skomplikowana - a cała sztuka zawarta jest w specjalnych materiałach użytych do konstrukcji instalacji. Kształtki akumulacyjne i kafle - to podstawa działania - od jakości i sposobu skomponowania tych elementów zależeć będzie na ile skutecznie i długo oddawane będzie ciepło ze spalanego drewna we wkładzie kominkowym.

To, na co należy zwrócić uwagę to fakt, iż spaliny w drodze do komina muszą przebyć długą drogę, także w nienaturalny dla siebie sposób - czyli w dół kanałami akumulacyjnymi (jako nagrzane - lżejsze od zimnego powietrza z otoczenia - mają naturalną tendencję do ruchu ku górze). Dlatego w tego typu instalacjach kluczowa jest temperatura spalin. Jeśli osiągnie ona żądaną wartość, mamy pewność, że ciąg kominowy jest właściwy i przewód kominowy mocno rozgrzany, spaliny są więc na tyle ciepłe - że nie tylko zaczną nagrzewać kształtki - ale też, dotrą, poprzez system kanałów, do komina i wydostaną się na zewnątrz budynku.

W tym momencie należy podkreślić, że w instalacjach akumulacyjnych powinna występować jedna kluczowa rzecz - trójnik dwuprzepływowy. Jako, że spaliny w początkowej fazie palenia w kominku nie są wystarczająco rozgrzane, by przepłynąć przez kanały - odprowadzane są bezpośrednio do komina (nagrzewając go). Dopiero po osiągnięciu właściwych warunków, obieg spalin „przełączany” jest na drogę wydłużoną - poprzez kształtki akumulujące ciepło. Gorące spaliny rozgrzewają moduły akumulacyjne, które później (także po wygaszeniu w kominku) oddają powoli ciepło do pokoju poprzez przylegającą do nich obudowę np. kaflową.

Trzeba pamiętać, że dla uzyskania efektu grzewczego niekiedy musimy długo rozgrzewać masę akumulacyjną - stąd też szczególną rolę powinna odgrywać systematyka palenia i traktowanie instalacji jako faktycznego źródła ciepła, a nie tylko weekendowej przyjemności dla rodziny i znajomych. Efekty wizualne (z racji ograniczeń wkładu kominkowego - np. niewielkiej szyby) często nie są głównym atutem instalacji.

ELEMENTY STALOWE W SYSTEMACH AKUMULACYJNYCH

Nie wszystko w systemach akumulacyjnych da się wykonać przy użyciu ceramiki, co najmniej kilka elementów przyłącza jest wykonywane ze stali.

To, co najważniejsze to oczywiście konieczność zapewnienia właściwej odporności temperaturowej takich elementów - stąd wykonywanie ich ze specjalnej stali 1.4828 (podwyższona, w stosunku do „klasycznej” blachy kominowej 1.4404, zawartość chromu, niklu, a także dodatek krzemu) o grubości 2,0 mm. Ta stal jest wysoce odporna na temperatury i przeznaczona do takiej pracy, a jej grubość zapewnia sztywność, wytrzymałość mechaniczną oraz oczywiście wysoką odporność na kwasy i agresywne związki chemiczne zawarte w spalinach.

Co ważne, w takich instalacjach nie zalecam stosowania np. stali czarnych węglowych, tak popularnych i świetnie sprawdzających się w „tradycyjnych” instalacjach kominkowych. Przy tak wysokich temperaturach stale tego typu stają się plastyczne i mogą tracić sztywność, co z kolei bardzo szybko może przełożyć się na uszkodzenie przyłącza lub jego rozszczelnienie.

Zwykle elementy systemu mają średnicę 180, 200 mm, choć zdarzają się też instalacje z użyciem produktów o mniejszych przekrojach. Generalną zasadą jest to, by nie zmniejszać wylotu spalin (więc jeśli wkład kominkowy posiada wylot 180 mm, to takie też trzeba zrobić przyłącze). Poszczególne odcinki łączy się ze sobą za pomocą złączy nypel/mufa (końcówka rur jest spęczona - czyli posiada mniejszą średnicę niż nominalna), zgodnie z kierunkiem przepływu spalin.

Kluczowy element to oczywiście trójnik dwuprzepływowy. To za jego pomocą zmienia się przepływ spalin z odcinka „prosto do komina” na odnogę kierującą je przez kanały akumulacji. Musi być szczelny, więc wyposażany jest w odpowiednie doszczelnienia wewnątrz odcinków rurowych.

Innymi elementami używanymi w tego typu instalacjach są rury proste, kolana, szybry i wkładki do ściany (zwłaszcza w wersji z zabezpieczeniem przed uszkodzeniem trójnika komina ceramicznego) ze specjalnym wysokotemperaturowym sznurem ceramicznym.

WAŻNA JEST TEŻ ELEKTRONIKA

Mimo, że zasada działania instalacji wydaje się prosta, praktycznie nieodzowna jest dla jej poprawnego działania, zaawansowana elektronika sterująca. Sterować należy dopływem świeżego powietrza do paleniska w zależności od temperatury spalin. Po wygaszeniu ognia w kominku przepustnica powinna zostać automatycznie zamknięta. Automatycznie powinno być wykonane zamknięcie klapy trójnika dwuprzepływowego i kierowanie spalin na drogę przez moduły ceramiczne.

Warto także móc obserwować na bieżąco temperaturę spalin w kominku - co powinno być wyświetlane na sterowniku.

JAKI KOMIN DO KOMINKA AKUMULACYJNEGO?

Kominki opalane drewnem w ogromnej większości funkcjonują na bazie tzw. grawitacyjnego odprowadzania spalin, w którym to spaliny wydostają się na zewnątrz budynku na skutek naturalnego wyporu termicznego - jako ciepłe, a przez to lżejsze, unoszą się do góry i ulatują poprzez komin do atmosfery.

Skuteczność działania komina zależna jest od wielu czynników, z których nie wszystkie są w pełni związane z jego konstrukcją czy sposobem wykonania. Tak zwany ciąg kominowy zależy od kilku czynników, między innymi od:

•  różnicy temperatur spalin i powietrza na zewnątrz budynku (naturalny wypór termiczny),
•  wysokości komina i pola jego poprzecznego przekroju (wartość podciśnienia w przewodzie kominowym jest wprost proporcjonalna do obu tych zmiennych - im wyższy i szerszy komin - tym większa wartość ciągu kominowego),
•  wiatru, który może powodować wytwarzanie dodatkowego podciśnienia w kominie lub, gdy jest opadający, cofać przepływ spalin z powrotem do budynku,
•  konstrukcji komina (porowatość, przewężenia, uskoki, ocieplenie) oraz jego szczytu (położenie względem kalenicy),
•  konstrukcji budynku (dachu) i usytuowania budynku względem drzew,
•  ukształtowania terenu,
•  istnienia i jakości funkcjonowania wentylacji (zwłaszcza nawiewu powietrza do budynku).

Na polskim rynku posiadamy spory zakres systemów kominowych. Rozwój techniczny rozwiązań kominowych jest po części także skutkiem coraz większego zaawansowania technologicznego urządzeń grzewczych. Im bardziej efektywny kocioł czy kominek, tym większe wymagania dla komina. Skuteczny odzysk ciepła wiąże się bowiem ze zmniejszaniem tak zwanej straty kominowej, czyli ilości ciepła „uciekającego” przez komin. To oczywiście zjawisko jak najbardziej pożądane, ale nierozerwalnie wiąże się z wychłodzeniem spalin, co z kolei oznacza pogorszenie naturalnego ciągu kominowego czy zwiększenie ryzyka wykroplenia kondensatu oraz osadzania się sadzy. Takie warunki pracy wytrzyma nie każde rozwiązanie kominowe oparte na tradycyjnych kominach murowanych z cegły. Dlatego też dla nowoczesnych, wydajnych kominków należy poważnie rozważyć instalację komina systemowego, czyli rozwiązania specjalnie przygotowanego do odprowadzania spalin z takich urządzeń.

Rozwiązań systemowych jest wiele, każde posiada pewne zalety, ale też i wady. Omawiając je pokrótce warto zacząć od ceramicznych systemów kominowych. To bardzo popularne w naszym kraju rozwiązanie, które sprawdza się jako instalacja dla niezdecydowanych, którzy na etapie budowy domu nie są w 100% przekonani jakim paliwem będą ogrzewać dom. Oczywiście takie kominy ceramiczne posiadają wady i nie sposób zamontować ich w istniejącym budynku. Są ciężkie, a ich właściwości często zależą od jakości montażu (często zdarza się niestety, że kominy takie stawiane są przez firmy budujące cały dom, które nie posiadają odpowiedniego doświadczenia i podczas montażu używają złych zapraw, dopuszczają do pęknięć kształtek, czy mocują je nieprecyzyjnie). Pęknięcia i uszkodzenia kształtek są bowiem najbardziej niemile widzianą sytuacją w przypadku tych instalacji. Renowacja takich kominów często sprowadza się bowiem do instalacji w środku stalowego wkładu kominowego.

Ci, którzy budynek już wybudowali, lub nie chcą inwestować w drogi system ceramiczny, mogą zastosować stalowe wkłady kominowe typu SWKŻ. Wkłady kominowe z blachy chromoniklowej żaroodpornej to bardzo dobre rozwiązanie zabezpieczające przewód kominowy przed działaniem wysokiej temperatury występującej przy spalaniu drewna np. w piecach akumulacyjnych. Do kominków zaleca się stosowanie stali żaroodpornych (gatunek 1.4828) o grubościach ścianki 0,8 - 1,0 mm. Tak wykonane wkłady kominowe będą zarówno dobrze chronić przed działaniem agresywnego kondensatu, jak również wytrzymają wysoką temperaturę dochodzącą do 600 ^oC, a okresowo nawet do 1000 ^oC. Taka zazwyczaj nie jest osiągana w przypadku normalnego palenia w kominku, ale może wystąpić w przypadku tzw. pożaru sadzy. Do tego bardzo niebezpiecznego zjawiska może dojść w każdym kominie, który nie jest właściwie konserwowany i użytkowany.

Niewątpliwą zaletą stalowych systemów kominowych jest możliwość wykonywania różnej wielkości kształtek i przekrojów, nie zawsze standardowych. Można więc dopasować instalację do danych warunków w budynku. Coraz bardziej popularne są więc na przykład, wkłady o przekroju owalnym, który pozwala wykorzystać maksymalnie dużą powierzchnię przekroju poprzecznego tradycyjnych prostokątnych szachtów kominowych.

Jeśli w budynku nie ma komina, a mimo to chcemy podłączyć i użytkować kominek, trzeba pomyśleć o wolnostojących kominach izolowanych typu SKDŻ. Kominy takie stanowią w pełni samodzielną konstrukcję mocowaną do ściany budynku. Zalety kominów dwuściennych z blachy chromoniklowej żaroodpornej 1.4828 są identyczne jak wkładów stalowych SWKŻ. Wewnętrzny przewód odprowadzający spaliny wykonuje się z dokładnie takich samych materiałów jak wkłady kominowe. Tenże wkład otoczony jest włókniną ceramiczną odporną do 1260 °C i płaszczem osłonowym wykonywanym z blachy kwasoodpornej. Kominy wolnostojące zwykle znakomicie spełniają swoją rolę, gdyż nie ma ograniczeń wymiarów przewodu kominowego.

Niestety, nawet instalacja najbardziej wyszukanego systemu kominowego nie zwalnia nas z dbałości o jego prawidłowy stan techniczny i drożność. W tym celu, co najmniej cztery razy w roku użytkownicy kominków powinni zaprosić kominiarza do wykonania przeglądu instalacji kominowej i jej czyszczenia. Nie do pominięcia jest też problem właściwego użytkowania kominka i dobrej jakości paliwa. Ma to nie tylko dobry wpływ na czystość szyby w kominku, ale również pozwala na wydłużenie żywotności instalacji kominowej.

WENTYLACJA POMIESZCZENIA Z KOMINKIEM AKUMULACYJNYM

W pomieszczeniach z tego typu kominkami powinna być zastosowana standardowa wentylacja zgodna z przepisami. Może być to wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna z wymogiem zachowania odpowiedniego nadciśnienia. Ma ona za zadanie wentylować pomieszczenie oraz usunąć produkty spalania, które mogłyby wydostać się z kominka. W kominkach akumulacyjnych powietrze do spalania nie jest pobierane bezpośrednio z pomieszczenia, ale czerpane z zewnątrz budynku. Stosuje się tu zawsze szczelne podłączenie powietrza z zewnątrz do paleniska, którego dopływ dodatkowo jest nadzorowany elektronicznie.

PODSUMOWANIE

Wykonanie dobrze działającego systemu akumulacyjnego nie jest łatwe i nie jest to też instalacja tania. Nie powinno się powierzać takich zadań ekipom bez doświadczenia - bo efekt finalny może okazać się daleki od oczekiwań, a w najgorszym przypadku (jako, że temperatury pracy w układzie sięgają 1000 ^oC) - może dojść do tragicznych w skutkach pożarów.