• Ciepło z kominka - system akumulacyjny

    • ciepło z kominka - DGP

  • Dzisiejszy wpis będzie kontynuacją serii postów "Ciepło z kominka". Postaram się przybliżyć zagadnienie związane z kominkiem akumulacyjnym. Tak jak poprzednio pokaże wady oraz zalety tego rozwiązania. Obudowa kominka oraz doprowadzenie świeżego powietrza w skrócie została przedstawiona w poprzednim wpisie.

    Kominek akumulacyjny

    Kominek akumulacyjny III generacji to nowy sposób budowy kominka opartego na połączeniu wkładu z wymiennikiem ciepła zbudowanym z akumulacyjnych modułów grzewczych wykonanych z szamotu lub akubetu.
    Kominek III generacji to nowy sposób palenia, dzięki któremu:
    • 3-krotnie zmniejszamy częstotliwość dokładania opału do paleniska
    • podwyższamy sprawność zamontowanego paleniska do ponad 80%
    • uzyskujemy ilość ciepła, które nie zostaje wprowadzone do pomieszczeń nagle, przegrzewając je, lecz zostaje rozłożone na długi okres czasu (8 - 12 godzin).
    Tradycyjne kominki z zamkniętym paleniskiem są od środka zaizolowane, dzięki czemu powierzchnia obudowy pozostaje chłodna, powietrze ogrzewane jest przez korpus paleniska, po czym wydostaje się przez kratki w obudowie z powrotem do pomieszczenia. W kominkach III generacji ciepło oddawane jest za pomocą promieniowania całej powierzchni kominka wraz z obudową
    Poniżej znajdują się wykresy porównujące pracę kominka III generacji ze zwykłym kominkiem:


    Schemat działania

    Ciepło oddawane jest do pomieszczenia bezpośrednio przez szybę wkładu grzewczego oraz bryłę kominka. Pozostałe ciepło przechodzi przez kanały wymiennika nagrzewając go. Spaliny wchodzące do komina mają znacznie niższą temperaturę (160-200*C) niż w tradycyjnych kominkach. Po wygaśnięciu ognia wymiennik jeszcze długo "oddaje" zgromadzone ciepło, utrzymując temperaturę pomieszczenia. W ten sposób efektywnie wykorzystujemy wytworzoną energię cieplną.


    Zapotrzebowanie na ciepło

    Nowoczesny dom energooszczędny potrzebuje do swego ogrzania około 40 W / m2 powierzchni przy temperaturze otoczenia -16 °C. Jeżeli nasz dom będzie miał 140 m2 wtedy musimy dostarczyć 5,6 kWh. Musimy więc w ciągu doby dostarczyć do swojego domu ~134 kW energii by utrzymać właściwą temperaturę wewnętrzną. Należy jeszcze zwrócić uwagę, że tylko nieliczne dni w zimie mają średnią dobową temperaturę poniżej 0°C. Obliczając średnie zapotrzebowanie na ciepło w tym okresie, możemy powyższe obliczenia pomniejszyć o 40 %. Otrzymujemy wtedy średnie zapotrzebowanie na ciepło ok 3,36 kW na godzinę i ok 80 kW na dobę dla całego domu.
    Spalając 1 kg suchego drewna, otrzymujemy około 4 kW energii. Jeżeli nasz kominek osiągnie 82% sprawności, wtedy z 1 kg spalonego drewna uzyskujemy około 3,3 kW energii. Pozyskujemy to ciepło w ciągu jednej godziny i odpowiada to naszemu średniemu zapotrzebowaniu na ciepło w naszym przykładzie. Spalając w palenisku jednorazowo 10 kg drewna otrzymujemy 33 kW. Dokładamy więc drewno średnio 2 - 3 razy na dobę i spalamy ok. 25 kg drewna. W skali miesiąca zużyjemy ok. 1,7 m3. Pozyskane ciepło mamy rozłożone na wkład i akumulacyjny wymiennik ciepła w proporcji od 35% - 65%. Wkład emituje do 50% zgromadzonego ciepła w krótkim okresie grzewczym (do 2 godzin), a pozostałą część ciepła, emituje akumulacyjny wymiennik ciepła w długim okresie czasu (8 - 10 godzin).
    Zakładając że wkład będzie grzał przez 2 godziny, otrzymujemy z niego ok 16 kW w rozkładzie po ok. 8kW na godzinę. Wystarczy to do szybkiego ogrzania pomieszczeń do żądanej temperatury. Z akumulacyjnego wymiennika ciepła uzyskamy po około 2 kW na godzinę. Taka ilość ciepła nie podniesie nam już temperatury w pomieszczeniach, lecz będzie pełnić funkcję jej podtrzymywania w czasie. Układ ten z automatycznie zachowuje się jak klasyczny piec kaflowy.

    Dobór akumulacyjnego wymiennika ciepła

    Dla planowanego układu, wkład + wymiennik ciepła, należy przyjąć odpowiedniej wielkości wymiennik. Na 1 kg spalanego suchego drewna, przeznaczyć od 70 do 130 kg masy akumulacyjnej. Warunkiem koniecznym będzie jednak uzyskanie poprawnego procesu spalania. Wkład musi pomieścić planowaną ilość drewna oraz wytrzymać jego temperaturę spalania. Nie bez znaczenia ma udział tlenu w całym procesie, dlatego należy przede wszystkim zabezpieczyć właściwą ilość dopływu powietrza. Drewno w palenisku musi spalać się swobodnie, z właściwym - pełnym dopływem powietrza. Jedynie poprawny proces spalania, warunkuje poprawne i skuteczne funkcjonowanie całego układu grzewczego.
    Uboczną korzyścią takiego sposobu palenia w kominku, będzie także o wiele bardziej czysta szyba we wkładzie oraz ograniczenie mniejsza ilość popiołu. Dzięki większej sprawności systemu osiąga się oszczędności na drewnie i za tym idzie, zmniejszenie nakładu pracy związanej z jego gromadzeniem i przynoszeniem.

     Zalety:
    • Stosunkowo mały koszt wykonania instalacji.
    • Wysoka sprawność systemu nawet do 82%
    • Spore oszczędności na ogrzewaniu, przy założeniu że kominek ułożony jest centralnie.
    • Możliwość zastosowania systemu wymuszonego DGP.
    • Mniej uciążliwy sposób załadunku drewnem.

     Wady:
    • Brak możliwości ogrzania większej powierzchni domu (system akumulacyjny).
    • Wkład kominowy będzie dłużej się nagrzewał co spowoduje mniejszy "ciąg" komina.
    • W systemie występuje efekt spalania kurzu.
    • Podczas ogrzewania ciągłego tworzy się niejako kotłownie z salonu.


    Kominek z płaszczem wodnym w kolejnym wpisie. Zapraszam do lektury.

    Z cyklu "Ciepło z kominka" ukazało się:
    • Instalacja DGP
    • Kominek akumulacyjny
    • Kominek z płaszczem wodnym
    • Współpraca kominka z rekuperatorem
    • Podsumowanie

    Źródła:
    • www.kominki-galeria.com
    • www.ogrzewictwo.pl
    • Marcin Dziedzic "Jak budować? Kompendium wiedy budowlanej. Budowa domu od A do Z"