Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

2. ČÁST

Vytápění krby

V první části tohoto článku jsme se dozvěděli, že vytápění kotli nebo plynem není zpravidla tak účinné, jak uvádějí výrobci. Lze tedy vůbec v rodinných domech spalovat nějaké ekologické palivo s vysokou účinností a nízkými emisemi, a dokonce pomocí levnějších zařízení, navíc při dobrovolném dodržování vysoké kvality paliva, bez nutnosti sankcí přísných zákonů, vyhlášek a norem? Odpověď zní ano, a je to možné především v krbech!


V krbových kamnech lze spalovat ekologické palivo v rodinných domech s vysokou účinností a s nízkými emisemi. (Foto: autor)

Oproti kotlům krby nemají z dřívějška zrovna dobrou pověst úsporných tepelných spotřebičů – u těch otevřených se účinnost spalování pohybovala pouze kolem 5 % až 7 % (využívala se pouze sálavá složka plamene). Později u uzavřených teplovzdušných dvouplášťových krbů vzrostla až na 70 %, u peletových krbů stoupla dokonce až přes 90 %, nicméně jako jediný zdroj tepla pro celý rodinný dům tato především lokální topidla nejsou vhodná, pokud nejde o malý domek postavený v pasivním standardu. Pro běžné rodinné domky lze tak smysluplně využít především teplovodní krby, ovšem ani u těch nejlepších jejich tabulková účinnost při jmenovitém příkonu zatím nedosahuje 85 %.

Krby však oproti kotlům nejenže nemají zpravidla žádné ventilátory, kde by se ztrácelo bez užitku až 1 % výkonu krbu, ale jsou vždy umístěny ve vytápěné místnosti, a ne ve sklepě či v kotelně. Nemůže tedy u nich docházet ani k žádným ztrátám prouděním či sáláním, neboť obojí se využívá k vytápění obytných místností, a ne sklepa či kotelny, jako je tomu u kotlů. Krby navíc oproti kotlům odebírají spalovací vzduch přímo z obytných místností, tzn. předehřátý na 22 °C, tedy na předpisovou teplotu zkušeben, takže není ani zde třeba nic odečítat jako u kotlů. Přitom tak pracují vlastně jako nejlevnější a nejúčinnější výměník tepla „zkaženého“ vzduchu, který bychom jinak museli podle hygienických předpisů odvést bez užitku ven okny, nebo pracně drahým rekuperačním výměníkem vypouštět ven a jím ohřátý čerstvý vzduch zase přivádět zpět do místností. A jestliže si uvědomíme, že větráním se ztrácí více tepla než prostupem zdmi, tak ty možné úspory jsou opravdu obrovské.
Navíc dřevo má, jak už víme, jednu specifickou vlastnost – totiž že o jeho výhřevnosti si do určité míry může rozhodovat jeho uživatel sám. Pokud dřevo necháme pod přístřeškem dobře vyschnout, můžeme se dostat na účinnost (přesněji normovaný stupeň využití paliva) i u krbů až přes 100 %, jak je vidět na grafu.
A proč to tak tedy nedělají i majitelé kotlů? V kotlích „shoří“ všechno včetně mokrého dřeva, takže jejich uživatelé si s vlhkostí dřeva hlavu nelámou, neboť i když má menší výhřevnost, je zase levnější, tak proč by kupovali dražší suché, nebo rok čekali, až vyschne. Krbař však na vybranou nemá – pokud se chce kochat pohledem na plápolající plamen (kvůli tomu si krb pořídil), nezbývá mu než dobrovolně, bez nějakých nařízení, topit výhradně suchým dřevem, jinak uvidí jen doutnající a čoudící kusy dřeva a sklo se mu velmi rychle zakouří, takže nakonec neuvidí stejně nic. A navíc musí topit jen kvalitním listnatým dřevem, které je bez pryskyřic (ani ne tak kvůli hluku z praskání spalovaných pryskyřic jehličnatého dřeva, jako spíše tmavému kouři), takže jeho spalováním vznikají mnohem čistší emise než u jehličnatého dřeva, kde se při spalování pryskyřic uvolňují navíc i jedovaté aromatické uhlovodíky.

Zdánlivou nevýhodou teplovodních krbů však je, že jejich výkon nelze výrazně ztlumit či automaticky regulovat a tím je při vytápění rodinných domků provozovat nepřetržitě. Takže pokud po celou noc nikdo nebude chodit přikládat, tak po pár hodinách vyhasnou. Tato nevýhoda se však rázem změní ve výhodu, pokud krb topí do akumulačního zásobníku – u krbu to však není, oproti kotlům, otázka volby, ale přímo nutnosti. Tím pádem musí být zajištěno, že během několika hodin se dostatečně vyhřeje dům i akumulační zásobník, takže nejen že teplovodní krb oproti kotlům pracuje trvale na svůj tabulkový jmenovitý výkon, tedy stále s vysokou účinností kolem 80 % a s nízkými emisemi, ale může být dokonce bez problémů předimenzován ještě více než běžný kotel, přičemž geometrie většího ohniště oproti kotli navíc zajišťuje i vyšší účinnost.



Přitom akumulační zásobník je podobně jako u kotlů roznětkou pro další obrovské úspory, neboť stačí připojit ke stávajícímu zařízení levné sluneční kolektory s jednoduchou regulací a vše je hotovo a úspory energií se rázem ještě zdvojnásobí.

Samozřejmě i u krbů jako u kotlů lze v tomto případě vynechat trojcestný ventil a ještě více zvýšit jejich účinnost. Navíc krby oproti kotlům mají tzv. kouřovou komoru, do níž je možné vložit další výměník a vratnou vodu vést nejprve do něj a až z něj pak do krbu. Tím se vystupující kouřové plyny dostanou v horní části tohoto výměníku do kontaktu s vratnou vodou o teplotě dokonce pod 40 °C (místo 90 °C u kotlů), čímž dojde k jejich lepšímu vychlazení a tím k dalšímu podstatnému zvýšení účinnosti takového teplovodního krbu. Zároveň je tak možné snížit sálavou složku kouřové komory bez snížení celkové účinnosti, takže nedochází k přetápění obývacího pokoje. A při použití kaskády dvou výměníků a dochlazení vratné vody před jejím vstupem do krbových výměníků, např. v zimní zahradě či v garáži, se lze dostat dokonce až na teplotu vratné vody pod 20 °C a na celkovou účinnost tohoto krbu až neuvěřitelných celoročních reálných 100 %.

Teplovzdušné krby a krbová kamna


Jestliže však hledáte účinný zdroj tepla na biomasu pro vytápění buď jediné velké místnosti, nebo na přitápění v období největších mrazů, pak je nejlepší volbou teplovzdušný krb. I tento krb není regulován jen přívodem vzduchu, ale především množstvím paliva, takže spaluje vždy s vysokou účinností a s nízkými emisemi a estetický vjem z ohně zůstává. Nevýhodou ale je, že obvykle nemá žádnou akumulaci, takže topí pouze během pravidelného přikládání, a vzhledem k vysoké teplotě teplosměnných ploch dochází též k přepalování prachových částic, což může způsobovat problémy alergikům.


Vliv vlhkosti dřeva na účinnosti krbu (kotle)
(Zdroj: autor článku)

X – jmenovitá (tabulková) účinnost
Modře – dřevo s 50% vlhkostí (syrové, po pokácení)
Červeně – dřevo s 25% vlhkostí (po půl roce)
Zeleně – dřevo s 15% vlhkostí (po 2 letech)
Oranžově – krb s dodatečnými výměníky a dřevem s 15% vlhkostí

Pokud nechcete bourat zeď kvůli umístění krbu, pak jsou dobrou volbou krbová kamna. Jedná se též o lokální topidlo, ale pokud má vestavěný teplovodní výměník, pak může vytápět i menší rodinný domek nebo ohřívat teplou užitkovou vodu v bojleru. Akumulace u krbových kamen bývá zpravidla do jejich obložení šamotem nebo ozdobnými kachlemi, ale ty s teplovodním výměníkem samozřejmě mohou mít i klasickou akumulační nádobu jako teplovodní krby. A pokud jim na spalinové cestě přidáme další teplovzdušné výměníky (často stačí jen co nejdelší holá trubka před zaústěním do komína), pak se jejich výsledná účinnost blíží teplovodním krbům.

Peletové krby

Novinkou jsou pak peletové krby, které používají místo dřeva malé válečky ze slisovaných pilin. Jejich výhoda tkví jednak v možnosti automatizace přikládání (a tudíž nepřetržitého vytápění) a v lepší regulaci jejich výkonu v širokých mezích, zvláště pak při nízkých zatíženích, kdy topí prakticky stále se stejnou vysokou účinností, a jednak ve vyšší čistotě jejich provozu (pelety se sypou do zásobníku z 5kg pytlíků). Určitou nevýhodou je jen mírně omezený estetický prožitek (vizuální i zvukový) z pohledu na peletový hořák, tedy na ohraničený plamen oproti nespoutanému projevu plamene v krbech.

Dimenzování spalinové cesty (komínů) pro krby

Musí být minimálně o jeden stupeň vyšší než pro kotle stejného výkonu – důvodem je otevření relativně obrovských dvířek krbu při přikládání, kdy se náhle do komína nahrne několikanásobné množství spalin se vzduchem a normálně dimenzovaný komín by je nestačil pojmout a jejich část by se dostala zpět do místnosti. Trochu odlišná situace je u krbových kamen, které mají přikládací dvířka menší, takže si vystačí i s menšími průměry komínů.


Porovnání reálných účinností vytápěcích zařízení. (Zdroj: autor článku)

Vhodná paliva

Pro krby a krbová kamna je to především tvrdé listnaté dřevo, které musí být bezpodmínečně dostatečně vyschlé, nebo pilinové brikety a pelety. Jehličnaté dřevo obsahuje pryskyřici, takže při spalování hlučně praská a nepříjemně kouří a zanáší čelní sklo, výměníky a spalinové cesty, a objemově je ho potřeba více (objemově má totiž až o třetinu menší výhřevnost než tvrdé dřevo, na hmotnost, tedy váhu je však výhřevnost všech druhů dřeva prakticky stejná). Pilinové brikety a pelety mají díky slisování vyšší objemovou hmotnost a podstatně nižší vlhkost (i pod 7 %) a tím i o dost vyšší výhřevnost. Pilinové brikety se proto hodí pro ty největší teplovodní či teplovzdušné krby (je ale třeba počítat s jejich roztažením až na dvojnásobek jejich délky) nebo tam, kde není mnoho prostoru pro umístění paliva, pilinové pelety se hodí jen pro peletová kamna a krby (jinde by propadala roštem do popelníku), kde lze využít možnosti automatického přikládání a regulace jejich výkonu.

Nebezpečí provozu krbů

U těch teplovzdušných hrozí jen při jejich dlouhodobém provozování na vyšší než jmenovitý výkon (krby lze totiž díky jejich velké spalovací komoře a většímu přístupu vzduchu výkonově i několikanásobně přetopit) zahořením obložení krbu nebo spalinové cesty. U teplovodních krbů (které musejí být instalovány vždy odbornou topenářskou firmou, protože jde většinou o tlakové zařízení) hrozí přehřátí soustavy, pokud nemají automatickou regulaci výkonu při nahřátí akumulační nádoby, a proto mívají podobně jako kotle tzv. dochlazovací smyčku.

Komínové teplovodní výměníky

Tuto dochlazovací smyčku však zpravidla nemají často po domácku dodatečně instalované různé teplovodní vložky krbů nebo tzv. komínové teplovodní výměníky na teplovzdušné krby, které sice zvyšují jejich účinnost, ale současně mohou být zdrojem jejich exploze a opaření osazenstva celého obývacího pokoje, jak se již mnohokráte stalo. Totiž pokud topí přímo do teplovodní otopné soustavy (regulované navíc termostatickými hlavicemi na radiátorech, které zvláště na jaře či na podzim při potřebě menšího množství tepla uzavřou přívody do radiátorů), nemá teplo z těchto výměníků kam odcházet – a protože se jedná z drtivé většiny o tlakovou soustavu s uzavřenou expanzní nádobou, dochází k jejímu přetlakování a následně přehřátí na 150 °C i více a pak následně k její destrukci, vyražení skla dvířek krbu a k okamžitému odpaření veškeré vody ve formě páry do místnosti, což mívá tragické následky. Proto instalaci těchto teplovodních vložek krbů či komínových výměníků je třeba vždy svěřit autorizované topenářské firmě, která buď namontuje tzv. dochlazovací smyčku, nebo automatickou regulaci krbu či výstražné znamení při nebezpečí přehřátí, případně lze použít beztlakovou soustavu.


Jiným případem však je, pokud jsou tyto komínové teplovodní výměníky používány jako další výměník pro teplovodní krby pro zvýšení jejich účinnosti. Jsou totiž neustále protékány vychlazenou vodou z akumulace a předehřívají vodu do krbu, čímž zvyšují teplotu ohniště a zlepšují emise, takže žádné nebezpečí jejich přehřátí a následné exploze u nich nehrozí.

 
První část tohoto článku si můžete přečíst na tomto odkaze.

JUDr. Ing. et Ing. Mgr. Petr Měchura

mechura.p@gmail.com 

Další články

Zajímavosti ve vědě a technice
Ekologie
Energetické strojírenství
3D technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: