Moderní a komfortní vytápění kachlovými kamny - nesmysl?

V jisté fázi plánování novostavby rodinného domu je stavebník (obvykle laik) postaven před velmi zodpovědné rozhodnutí o volbě vytápěcího systému. Moderně smýšlející a s problematikou alespoň mírně obeznámený investor dnes jaksi automaticky bere, alespoň ze začátku, v úvahu populární solární systémy, tepelná čerpadla, moderní kondenzační plynové kotle. V úvahu často připadá i teplovzdušný, případně teplovodní krb. Ale stavěná kachlová kamna?

? „Ne, děkujeme, chceme něco moderního, ne Honzovskou pec, něco, co topí rychle a do více místností“, slýchavají stále často čeští kamnáři.

Jako kamnář a zároveň budoucí stavebník mám aktuálně jedinečnou možnost se s problematikou této volby seznámit z druhého břehu, tedy z pohledu zákazníka, většinou věci neznalého. Protože v obci, kde plánujeme naši stavbu, není zaveden plyn, zbývá nám z výše jmenovaných systémů solární systém nebo tepelné čerpadlo. A samozřejmě krb či kamna, o kterých tedy bude tentokrát řeč...

O problematice teplovzdušných krbů a jejich nesporných nepříznivých vlivech na naše zdraví zde v minulosti několikrát psal kolega, soudní znalec v oboru individuální kamnařiny, p. Vít Pešek. Není tedy třeba znovu upozorňovat na přepálený prach, který krby produkují, na nemožnost čištění dlouhých a v konstrukcích domu nepřístupně skrytých teplovzdušných kanálů, na vysoušení vzduchu či obrovské rozdíly teplot u stropu a podlahy. Tak zvané teplovodní krby jsou na tom obdobně, protože vždy pracují na stejném principu, tedy teplovzdušně, pouze s tím, že část energie je předávána do topné vody s více či méně pochybnou účinností a s problémy se zanášením a s korozí tenkostěnných výměníků.

 Výkon versus tepelná ztráta

Přesvědčit české zákazníky o moderních možnostech kachlových kamen je stále těžké a jen velmi pomalu se nám daří zbavit veřejnost předsudků vzniklých jako důsledek několika desetiletími přetržené tradice tohoto řemesla. Kachlová kamna dnes mohou být plnohodnotným prvkem vytápění rodinného domu, a to jak vzhledem, tak technikou spalování a rozvodu tepla. Nejlépe je možné některá pozitiva ukázat na konkrétním případu:

Následující část studie RD zobrazuje obývací pokoj spojený s jídelnou (celkem 34 m2) a kuchyní (8 m2), přilehlou technickou místnost s akumulační nádobou o objemu cca 500 l a chodbu (15 m2). Tepelná ztráta těchto prostor v dosahu čistě sálavého topidla je při zvolené moderní konstrukci stěn, oken a dveří a výšce stropu 2,7 m vypočtena na cca 3,5 kW. Vnější výpočtová teplota je -15°C, tedy v našich podmínkách teplotní extrém připadající v úvahu třeba jen dva dny v roce, nebo dokonce žádný. Naprostou většinu topné sezóny bude reálná ztráta o 20 i více procent nižší, tedy řekněme necelé 3 kW. Pokud bychom chtěli tuto hodnotu pokrýt teplovzdušným krbem, museli bychom hledat krbovou vložku o jmenovitém výkonu max. 4 kW, což odpovídá přibližně 1,5 kg dřeva spáleného za jednu hodinu. Topeniště na takto malinkou vsázku paliva je samozřejmě nesmysl konstruovat, vzhledem k tomu, že krb má sloužit především jako prostředek k začlenění prvku otevřeného ohně do interiéru a tedy má mít velkou plochu prosklení. Nejmenší krbové vložky jsou tedy výrobci dimenzovány na minimální vsázku cca 3 kg, tedy s jmenovitým výkonem 7-8 kW.Pokud bychom chtěli provozovat takovouto krbovou vložku v zobrazeném prostoru a interiér neměli už během první hodiny topení nepříjemně a nezdravě přetápět, museli bychom regulovat krb na cca 40% jeho jmenovitého výkonu, než na jaký byl výrobcem dimenzován. „Škrcení“ přiváděného spalovacího vzduchu vede ovšem k jedinému – nedokonalému spalování díky malému přívodu kyslíku pro účinné hoření, a tedy dehtování na skle, v kouřovodu a komíně. Dlouhodobě je tento provoz nepřijatelný a ekonomicky nevýhodný. Smysluplné využití teplovzdušného krbu např. v nízkoenergetických stavbách je tedy zcela nevhodné a takovéto topidlo by nemělo být dnes už zodpovědným architektem, projektantem, potažmo kamnářem vůbec navrhováno.Kamna, jako topidlo sálavé s akumulací, mají v naprosté většině případů výkon topeniště dokonce mnohem vyšší než krbové vložky. V čem tedy spočívá ten trik? Je to právě ona akumulace, jinak řečeno rozložení vysokého výkonu na „menší části“ do delšího časového horizontu několika hodin. Pro zmíněný prostor je tedy vhodné např. topeniště s jmenovitým výkonem 15 kW a akumulací 5 hodin, 18 kW/6 hodin, 21 kW/7 hodin atd. V takovém případě je zajištěn maximální komfort vytápění se skutečně dlouhým intervalem obsluhy (nejen přikládání, ale také čištění díky trvale vysoké účinnosti). Díky moderním keramickým materiálům akumulačních částí kamen je i při takovýchto časech zajištěn náběh na teplotu do 1 hodiny, tedy je zcela eliminován dřívější handicap kachlových kamen – nekonečná doba natápění.

Akumulace kamen je zajištěna pomocí akumulačních výměníků, které mohou mít podobu klasického zděného šamotového tahového systému, systémového prefabrikovaného tahu nebo např. litino-šamotového výměníku. Každý z těchto systémů má své výhody, nevýhody a funkční limity, které musí zvážit investor společně se svým kamnářem a vybrat vhodné řešení. Část akumulace může být také zajištěna samotným pláštěm kamen, tedy keramickými kachlemi, šamotem či dalšími speciálními materiály.

 

Rozvody do celého domu

To, že jsou otevřené teplovzdušné systémy nevhodné pro trvale obydlené objekty neznamená, že je třeba kamna využívat pouze pro vytápění jedné místnosti. Jednak mohou být architektonicky zajímavě ztvárněna tak, že zasahují svým vyhřátým pláštěm (tzv. teplosměnnými plochami) přes příčky do dvou či více místností a za druhé je možné využít principu tzv. hypokausten systému, kdy je horký vzduch (nikoli spaliny) veden v uzavřených dutinách třeba až do patra nad kamny, tam odevzdává svou energii dalším teplosměnným plochám a poté opět, tentokrát již zchlazený, klesá v útrobách kamen na dno, kde může dojít k jeho opětovnému prohřátí.

Systém hypokaustu je znám již tisíciletí, dobře sloužil již při vytápění starořímských lázní, nejde tedy o žádnou novinku. Až dnes jsou však k dispozici materiály, které činí tento systém v moderní praxi použitelnějším, především díky jejich velmi rychlému prohřívání a schopnosti dlouhodobé akumulace.

Jak bylo řečeno, vše na tomto světě má kromě výhod také své limity a nevýhody. Negativem hypokausten systémů je jejich stavebně i výpočtově náročnější příprava a realizace, a také limity v délkách vedení teplého vzduchu, který není schopen účinně překonávat vodorovné vzdálenosti.

 Teplovodní topení v kamnech

Řešení problému rozvodů na delší vzdálenosti je logická aktuální otázka kamnářského řemesla. Důvodem jsou kvalitní moderní tepelné izolace a  tedy nízké tepelné ztráty místností. Již není problém akumulovat vytvořenou energii v objemných akumulačních nádobách i několik dní, a proto jsou stále častější poptávky zákazníků po tzv. teplovodním výměníku v krbu či kamnech, díky němuž by bylo možné vysoký vytvářený výkon uchovat na později.

Na evropském a potažmo tedy i našem trhu je možné se setkat s několika různými přístupy výrobců k řešení otázky účinného převodu energie vytvořené hořením dřeva do topné vody v systému ÚT. Výměníky se liší jak použitými materiály (od obyčejného „kotlového“ plechu, přes „choulostivý“ nerez po „nesmrtelnou“ litinu), tak i způsobem, jakým energii do vody sdílí (přímo v topeništi, nad topeništěm, v kouřovodu, na vnějších stěnách topeniště, zcela mimo topidlo). Jejich kvalita vždy závisí na kvalitě zpracování konkrétního materiálu, vhodnosti jeho použití v konkrétních teplotách i přístupu výrobce. Toho je třeba vybírat skutečně obezřetně i proto, že případná porucha znamená neodvratně významný stavební zásah do hotových kamen. „Levně koupené“ zde tedy ve většině případů skutečně znamená „dvakrát placené“.

Principiálně jde jistě o perspektivní cestu právě z důvodu zajímavějších možností využití kamen jako hlavního zdroje (případně jednoho z hlavních zdrojů) vytápění rodinných domů. Kombinace s dalšími systémy, jako je např. soustava solárních panelů nabízí kouzelné možnosti a opravdu maximálně nízké náklady na provoz, nehledě na významný ekologický efekt díky vysoké účinnosti spalování kamnových topenišť a tedy minimálním emisím škodlivin.

Zdroj s velmi nekontinuální dodávkou vody o vysoké teplotě by neměl žádný význam bez možnosti akumulace. Resp. význam by měl pouze v kombinaci se systémem přímotopným (radiátory) a v případě trvalého provozu tohoto zdroje, což je kombinace v době nízkoenergetických staveb nelogická, alespoň mluvíme-li o zdroji spalujícím kusové dřevo s nutností manuální obsluhy (dodávky paliva). Je nutné si uvědomit, že teplovodní výměník v kachlových kamnech dodává výkon pouze v době, kdy v nich dřevo hoří plamenem, tedy cca 60-90 minut po přiložení. Pokud by tedy dodávka tepla měla být průběžná, vyžadovala by kamna přikládání každou hodinu až dvě. To je ovšem možné tolerovat krbům, které si za cíl kladou především efekt otevřeného ohně, nikoli kvalitní, komfortní a účinné vytápění, ale stavěná kachlová kamna vždy byla a stále jsou nekompromisně funkčním „strojem na teplo“.

 FUNKCE

Interval přikládání klasických bezroštových akumulačních kamen, jako hlavní parametr, kterým měříme jejich komfort, závisí na několika faktorech, z nichž některé jsou konstantní, jiné jsou naopak velmi proměnné. Jde o doporučenou jmenovitou vsázku paliva, materiál a délku tahového systému, tepelnou ztrátu místností, obsah vlhkosti ve dřevě a kvalitu regulace hoření. Jak je to u kamen kombinovaných?

-          Doporučená jmenovitá vsázka paliva je vypočtena na základě vstupních údajů o tepelné ztrátě objektu při uvažované výpočtové teplotě vnějšího prostředí (v případě kamnářského výpočtu je to -15°C). Určuje dodaný příkon, který je možné přeměnit na užitečnou tepelnou energii pro akumulaci a vytápění - při účinnosti spalování 80%, což je hodnota pro moderní kvalitní topeniště bez problémů dosažitelná, můžeme uvažovat cca 3,2 kW energie z 1 kg suchého dřeva (viz. dále). Tepelné ztráty vytápěných prostor moderních dobře izolovaných novostaveb se dnes běžně pohybují někde mezi 6-10 kW při teplotním extrému oněch -15°C. Při obvyklých podmínkách tuzemských zim je ale skutečná tepelná ztráta až o polovinu nižší, tedy cca 3-5 kW. Při vsázce např. 6 kg dřeva tedy můžeme v těchto případech počítat s reálným intervalem přikládání 4-6 hodin, pokud by kamna měla tuto ztrátu pokrýt celou sama bez podpory dalšího zdroje (solární panely, elektrický kotel, plynový kotel).

-          Délka tahového systému je redukovaná ve vztahu ke snížení teploty spalin díky konkrétní konstrukci teplovodního výměníku. Teplovodní výměník část energie převádí do topné vody a tím snižuje dosaženou teplotu spalin. Totéž činí i tahový systém ze šamotu (nebo speciálních materiálů s ještě vyšší objemovou hmotností, tedy i s větší schopností akumulace). Oba prvky  musí být vzájemně správně kombinovány, jinak by hrozil vznik agresivního dehtu v důsledku zchlazení spalin až pod rosný bod a problém s tahem komínu. Tahový systém kompaktních kamen tak dosahuje podstatně kratších délek než u klasických sálavých akumulačních kamen, a tím také menších rozměrů a hmotností.

-          Tepelná ztráta místností je proměnlivá se změnami vnějších teplot. Každá tepelná izolace dokáže pouze zpomalit, nikoli zcela zastavit, prostup tepla. V chladnějším počasí je prostup tepla rychlejší a ztráta tepla za 1 hodinu tak stoupá. Kompaktní kamna svou energii (díky teplovodnímu systému) dokáží předávat operativněji a reagovat tak rychleji na náhlé změny této jedné z proměnných, což je podstatné především v přechodných obdobích..

-          Obsah vlhkosti ve dřevě je zcela zásadním faktorem přímo ovlivňujícím kvalitu funkce kamen. Pokud je vlhkost nad úrovní cca 20%, je spalovací proces již příliš ochlazován vznikající vodní párou a významně tak klesá spalovací teplota a tedy účinnost spalování, potažmo účinnost celého topidla. Zároveň dochází k zanášení všech vnitřních částí topeniště a tahového systému včetně kouřovodu dehtem.

-          Kvalita regulace hoření je otázkou obsluhy. Pokud je obsluha nepoučena a trpí obvyklým „krbovým“ zlozvykem, tedy snahou o dosažení dlouhé doby hoření, má tendenci dodávat spalování menší množství vzduchu, než je potřebné. Uzavření regulačních prvků po přiložení je nejen zcela proti smyslu účinného hoření (dřevo je vysoce zplyňující palivo a k využití vznikajících plynů je třeba kyslík), ale také zvyšuje riziko náhlého vznícení těkavé směsi, která se takto hromadí ve spalovací komoře. Uzavření vstupů spalovacího vzduchu by ale naopak mělo proběhnout po dokončení hoření, až v tzv. žárovém provozu, kdy jsou všechny spalitelné plyny ze dřeva již využity a je nutné brzdit komínový tah, který jinak „vysaje“ všechno teplo udržované topeništěm a tahovým systémem. Veškerou tuto regulaci (lépe řečeno optimalizaci) hoření a funkce kamen je lepší svěřit automatice, která přesně měří výstupní teplotu spalin a podle přednastaveného programu ideálního hoření reguluje množství spalovacího vzduchu v ten pravý moment pomocí motorizované klapky na přisávacím potrubí.

 

Pokud jsou kompaktní kamna kombinována v jednom topném systému např. se solárními kolektory, mohou se stát velmi komfortním, účinným a ekologickým (spalování biomasy s trvale vysokou účinností) zdrojem tepla. Akumulační nádrže poskytnou komfort oproti klasickým kachlovým kamnům zvýšený o možnost snadného rozvodu na vzdálená místa i uchování energie na později. Není tak nutné všechen vytvořený výkon využít okamžitě, navíc je možné jej dělit i pro výrobu teplé užitkové vody nebo např. dohřívání bazénu. Zkrátka kompaktní kamna jsou co do funkce velmi moderní alternativou, jen prozatím méně objevenou.

 DESIGN

Změnit vnímání kamen jako rustikálního „kusu nábytku“ je v našich končinách obtížné. Jakmile se v médiích objeví zmínka o kachlových kamnech, následuje záběr klasického vesnického kachlového sporáku z období našich babiček, zámeckých „sloupovek“, v lepším případě pokojových kamen na šumavské chalupě. Poučených laiků, kteří se již setkali s evropským trendem v designu kachlových kamen, je stále pomálu. Ani všichni čeští kamnáři nejsou pravidelnými návštěvníky kamnářské výstavy v Rakouském veletržním městě Wels, kde je možné se každoročně inspirovat a vnímat krásu jasně definovaných nekomplikovaných linií a atraktivní barevnosti.

Právě široká škála barev je v interiérovém designu jednou z podstatných výhod. Výrobci kachlů se už zdaleka nedrží jen osvědčených lesklých zelených a hnědých. Ti kvalitní nabízejí již desítky moderních matných glazur, díky nimž může kamnář-architekt kamna dokonale do interiéru „schovat“ nebo se naopak pochlubit svou kreativitou. Stejně tak formát kachlů už není jen tradičních 22x22 či 22x24 cm. Velikosti 22x44 nebo dokonce extrémní 44x88 cm už nejsou zapovězeny ani špičkovým českým výrobcům. Díky tomu je možné pracovat již se zcela jinými principy návrhu designu kamen a jeho vyzněním v interiéru. Atraktivní visuté lavice, ergonomicky skloněná opěradla, celé kachlové stěny, vlny, hrany... Možností je skutečně nepřeberně.

Kompaktní kamna jdou v designu ještě o kousek dál, vstříc požadavkům zákazníků. Protože jejich tahový systém je velmi variabilní ve svém umístění a tedy také podstatně méně prostorově náročný, nemusí už kamna zabrat polovinu obývacího pokoje, aby dokázala účinně vytápět. Celé topidlo může stát na půdorysu i 80x80 cm, což není rozhodně mnoho, když si uvědomíme, že jde o funkční zařízení zásobující teplem celý dům.

Bc. Jan Temr

kamnář, člen Cechu kamnářů ČR

 

zpět

Doporučujeme

Kvalitní bazény Mountfield pro každou zahradu:

www.tipnavylet.cz
>mnoho tipů na krásné výlety

Poctivé inzertní noviny,
které fungují

Tvorba www stránek
a kvalitní webhosting

usb.golemgroup.cz
> flash disky, MP3 přehrávače

Personální inzerce, pracovní server

Poslat odkaz


Desig & code by GOLEM GROUP. Power by Infotip.cz - informační a vyhledávací server. Copyright © 2008 - 2018 GOLEM GROUP