Jak zbudowany jest kominek

Jeżeli chcemy zbudować kominek to pierwszym krokiem na drodze do tego celu jest zapoznanie się z budową i sposobem działania kominka. Ktoś może powiedzieć że przecież kominek to prosta budowla, że ludzie budują kominki od dawna i niema w tym nic nadzwyczajnego. Po prostu jest palenisko, komin i to wszystko. Oczywiście tak nie jest. Dzisiejsze kominki to dużo bardziej skomplikowane budowle niż choćby te z minionego wieku. Wraz z rozwojem nauki i techniki ewoluowały również kominki. Mimo że z zewnątrz kominek może się wydawać nam niczym nadzwyczajnym... ot po prostu taka dziura gdzie się pali drewno, to zapewniam że wewnątrz jest wiele różnych, nie bez powodu umieszczonych, elementów a i sama konstrukcja nie z przypadku ma taki a nie inny kształt. Wreszcie trzeba też powiedzieć że budowa różnych typów kominka będzie bardzo odmienna. Na rynku istnieje przecież wiele kominków których zasada działania i sposób ogrzewania mieszkania są inne. Dlatego też nie należy się spodziewać aby ich budowa była taka sama. Nie mniej jednak wszystkie opierają przecież swe działanie na prawach fizyki i z tego powodu mają pewne cechy wspólne.

Przeanalizujmy zatem jak jest zbudowany teoretycznie najprostszy kominek czyli po prostu kominek tradycyjny. Jak sama nazwa wskazuje ten typ kominka nie jest wynalazkiem XXI wieku. Stosowany od setek lat do ogrzewania domów, stopniowo ewoluował aż do obecnej postaci.
Schemat budowy takiego kominka przedstawiony jest poniżej. Aby omówić wszystkie najważniejsze elementy kominka wystarczy nam szkic przekroju bocznego.
schemat kominka

Zaczynając od dołu, pierwszym elementem jest podstawa kominka. Nie odgrywa żadnej ważnej funkcji, jest po prostu elementem konstrukcyjnym i jedynym który przylega do podłogi.
Zaraz wyżej, bezpośrednio nad podstawą jest popielnik, czyli miejsce gdzie będzie gromadził się popiół. Jest ważny a jeszcze ważniejsza jest jego wielkość i sposób w jaki będziemy wybierać z niego nagromadzony popiół. Ważne jest aby dostęp do popielnika był łatwy a opróżnianie go z popiołu wygodne. W tym przypadku do tego celu zostały zamontowane specjalne drzwiczki przez które można się dostać do przestrzeni popielnika. Z praktycznego punktu widzenia nie jest zbyt dobry sposób i nie zawsze można takie coś zastosować. Drzwiczki znajdują się na tylnej ścianie kominka więc aby można się było dostać trzeba wygospodarować odpowiednią przestrzeń między ścianą a kominkiem lub po prostu zrobić dziurę w ścianie jeśli kominek przylega do niej bezpośrednio. Jest wiele lepszych sposobów aby rozwiązać problem opróżniania popielnika. Można po prostu zamontować drzwiczki na froncie kominka lub ewentualnie z boku. Ale i tak najwygodniejsze jest po prostu zamontowanie specjalnej szuflady która będzie cały czas wsunięta w przestrzeń popielnika a gdy będziemy chcieli wydobyć popiół to po prostu ją wysuniemy i wypróżnimy.
Palenisko to po prostu palenisko,czyli miejsce gdzie pali się ogień. Znajduje się bezpośrednio nad popielnikiem i jest od niego oddzielone tylko i wyłącznie rusztem. Dzięki temu popiół spada do popielnika i nie zalega w palenisku.
Komora spalania to "serce" kominka. Dokładne zaprojektowanie komory spalania to podstawowa sprawa jeżeli chodzi o budowanie kominka. Od wymiarów tejże komory będzie zależała moc kominka. Poza tym ważny jest też kształt. Odpowiednie nachylenie ścian komory wpływa na kierunek promieniowanego ciepła. Na schemacie wyraźnie widać że tylna ściana komory jest pochylona w dół. Dzięki temu ciepło promieniowane jest na podłogę. Ponadto umożliwia także uformowanie w górnej części gardzieli.
Gardziel jest to po prostu przewężenie które łączy komorę spalania z komorą dymową. To przewężenie jest tam nie bez przypadku. Dzięki niemu można zamontować tam szyber. Służy on do regulowania ciągu spalin. Ponadto jest także bardzo ważny z innego powodu. Jeżeli ogrzaliśmy mieszkanie do żądanej temperatury i wygasiliśmy ogień w kominku to całe ciepło nagromadzone w mieszkaniu będzie nam teraz uciekać przez kominek na zewnątrz. Dzięki szybrowi mamy możliwość zamknięcia ciągu co spowoduje że ciepłe powietrze nie będzie wyciągane z mieszkania.

read more

Kominek zamknięty

Istnieje wiele typów kominków i wiele podziałów ze względu na ich budowę i funkcję które spełniają. Jednym z podstawowych podziałów jest podział kominków na kominki otwarte i zamknięte. W kominkach zamkniętych przestrzeń komory spalania jest oddzielona od przestrzeni mieszkania specjalną szybą lub innym podobnym elementem. Jest to odpowiednik drzwiczek w zwykłym piecu. Stąd nazwa "zamknięty". kominek otwarty to taki którego palenisko jest otwarte.

W kominku otwartym powietrze potrzebne do spalania pobierane jest wprost z ogrzewanego pomieszczenia. Natomiast w kominku zamkniętym powietrze może być dostarczane do komory spalania w inny sposób. Jest to kluczowa różnica między obydwoma typami kominków z której wynika wiele wad i zalet.
Należy podkreślić również fakt że obecnie kominki zamknięte jawią się jako nowocześniejsze natomiast otwarte jako te bardziej tradycyjne. Prawdopodobnie wynika to z faktu dużo większej ilości zalet kominka zamkniętego jeżeli chodzi o ekonomiczne ogrzewanie.
Pierwszą rzucającą się w oczy zaletą jest właśnie sprwność.

W tradycyjnym (otwartym) kominku występuje problem wprost uciekania ciepłego powietrza przez komin. Jak już wspomniałem w tego typu kominku powietrze potrzebne do spalania jest pobierane wprost z ogrzewanego pomieszczenia i jest wyprowadzane przez przewód kominowy na zewnątrz. W związku z tym występuje znacząca utrata ciepła, zwłaszcza przy dużym ciągu. Wprawdzie do spalania nie jest potrzebne stosunkowo wiele tlenu (powietrza) ale przecież większość powietrza pobieranego z pomieszczenia, omijając palenisko, nie uczestniczy w procesie spalania i jest po prostu wraz ze spalinami wyprowadzane przez komin na zewnątrz.
W kominku zamkniętym ten problem nie musi występować. Powietrze może być doprowadzane np. z zewnątrz, a ponadto może być skierowane wprost pod palenisko. Dzięki temu kominek zamknięty jest znacznie wydajniejszy.
Dodatkowo szereg zalet wynika z całkowitego odseparowania ognia od mieszkania jak np. brak ryzyka że z powodu zbyt małego ciągu pomieszczenie zostanie zadymione czy też brak wyskakujących na podłogę iskier.

Obecnie większość budowanych kominków to właśnie kominki zamknięte. Ostatnia, mroźna zima, która spowodowała opustoszenie nie jednego składu z drewnem, pokazała że warto inwestować w wydajne rozwiązania. Jeżeli decydujemy się na przebudowę kominka tradycyjnego na zamknięty to musimy się zaopatrzyć w odpowiedni wkład kominkowy.
Poniżej przedstawiony jest schemat tradycyjnego kominka do którego został wbudowany wkład kominkowy. Z zewnątrz praktycznie różni się tylko od strony paleniska które jest zamknięte.
kominek zamknięty
Jak widać w tym przypadku powietrze do komory spalania jest doprowadzane z zewnątrz. W przewodzie kominowym zostały umieszczone 2 rury z których jedna jest odpowiedzialna za odprowadzanie spalin zaś druga za doprowadzanie czystego powietrza.

Pomieszczenie w tym przypadku ogrzewane jest głównie na drodze konwekcji. Jak widać na schemacie dookoła komory spalania jest specjalny obieg powietrza. Zainstalowana jest tam dmuchawa odpowiedniej mocy. Zimne powietrze jest pobierane z dołu i po ogrzaniu wydmuchiwane do pomieszczenia. Sam kominek również się nagrzewa więc nie można powiedzieć że nie promieniuje ciepła do pomieszczenia, aczkolwiek trzeba przyznać że szyba jednak zmniejsza promieniowanie ciepła z wnętrza komory spalania gdzie jest największa temperatura. Mimo tego kominki zamknięte pod względem ekonomicznym i tak wypadają znacznie lepiej.

Na schemacie tym widać też kilka elementów które nie są potrzebne ale pozostały po kominku tradycyjnym: szyber, przewód kominowy i spora przestrzeń nad komorą spalania która tutaj oczywiście jest zbędna ale w kominku tradycyjnym była to komora dymowa.

read more

Dobór mocy grzewczej kominka

Kominek może stanowić wydajne i ekonomiczne źródło ciepła w domu. Budowa systemu rozprowadzania ciepła z kominka w postaci systemu dystrybucji powietrza (DGP) lub włączenie kominka z wymiennikiem wodnym do wodnej instalacji co. pozwala na równomierne ogrzewanie wielu pomieszczeń. Czasami jednak wystarczy wolno stojący piec kominkowy, który w zasadzie ogrzeje pomieszczenie, w którym go ustawimy, dostarczy dość wrażeń estetycznych i ciepła.
Należy pamiętać, że w myśl obowiązującego prawa, kominek nie może być jedynym źródłem ciepła, a jedynie może służyć jako uzupełnienie istniejącej instalacji grzewczej. Powodem tego typu regulacji nie jest zbyt mała wydajność kominka, ale konieczność zapewnienia ogrzewania budynku w przypadku długotrwałej nieobecności mieszkańców. Dlatego też instalacja kominka nie zwalnia od konieczności posiadania w budynku niezależnej instalacji grzewczej co. Dokonując wyboru kominka, jak też doboru jego mocy grzewczej, należy ten fakt uwzględnić.
Kominek może być idealnym rozwiązaniem grzewczym w okresach przejściowych (wiosna, jesień), skrócić pracę i obniżyć koszty głównego systemu ogrzewania. Może też pełnić rolę ogrzewania awaryjnego.

Dobór mocy grzewczej kominka
Obliczymy najpierw zapotrzebowanie pomieszczeń na ciepło:
powierzchnia użytkowa domu A= 140[m2];
wysokość pomieszczeń h = 2,6[m];
kubatura pomieszczeń V=A * h = 364[m3].
Zakładamy temperatury, dla których wykonamy obliczenia:
- zakładana maksymalna temperatura wewnątrz pomieszczeń tw = 20 [°C];
- zakładana minimalna temperatura na zewnątrz pomieszczeń tz=-20[°C].
Przyjmujemy współczynnik przenikania ciepła naszego domu z projektu lub w sposób uproszczony:

- współczynnik przenikania ciepła dla domu dobrze izolowanego G = 0,75 [W/m3°C].
Zapotrzebowanie ciepła obliczamy ze wzoru QS = 364 * 0,75 * [0-(-20)] = 10920 [W]. Z wyliczeń wynika, że do ogrzewania można zastosować wkład kominkowy o mocy nominalnej ~ 11 KW.
Uwaga: Orientacyjnie można przyjąć, że 1 [kW] mocy nominalnej kominka ogrzewa średnio 10[m2] powierzchni domu (o standardowej wysokości pomieszczeń).
Moc nominalna jest to moc kominka uśredniona w czasie, a nie moc maksymalna, jaka najczęściej jest podawana przez producenta. Moc maksymalna jest osiągana przez krótki okres czasu. Trzeba wziąć pod uwagę również sprawność kominka, która wynosi około 70%, czyli 70% energii powstającej podczas spalania drewna odzyskuje się w postaci ciepła.
Do obliczeń mocy kominka przyjęto temperaturę pomieszczeń ogrzewanych tw=20[°C] i minimalną temperaturę na zewnątrz tz =-20 [°C], Różnica temperatur wynosi 40 [°C]. Biorąc pod uwagę to, że sezon grzewczy trwa 6 miesięcy, a minimalne temperatury powietrza na zewnątrz występują tylko przez krótki okres czasu, można przyjąć do obliczeń średnią temperaturę zewnętrzną w całym okresie grzewczym tzś = -5 [°C]. Dla takiego przypadku, który zakłada, że kominek nie będzie używany jako jedyne źródło ciepła w razie skrajnie niskich temperatur zewnętrznych, dobór mocy kominka obrazuje poniższy przykład:
- powierzchnia użytkowa domu A = 140[m2];
- wysokość pomieszczeń h = 2,6[m];
- kubatura pomieszczeń V = A*h = 364 [m3];
- temperatura wewnątrz pomieszczeń tw = 20[° C];
- temperatura na zewnątrz pomieszczeń tzś = -5[°C];
- współczynnik przenikania ciepła G = 0,75[W/m3°C].
Zapotrzebowanie ciepła QS = 364 x 0,75 x [20 -(-5)] = 6825 [W]. Jest to realna moc grzewcza, z jaką będzie pracował wkład kominkowy.

read more

komin

Niezależnie od tego czy używamy pieca kaflowego, pieca zwykłego, kominka czy innego urządzenia to zawsze będzie zachodziła konieczność odprowadzania spalin. Wynika to z tego że skoro spalamy coś w mieszkaniu to musimy odprowadzić spaliny jakimś sposobem na zewnątrz. Jest to oczywiste. Różne były na to sposoby w przeszłości. Na samym początku była to po prostu dziura w dachu domostwa. Ludzie zauważyli że dym idzie ku górze i że naturalnym jest umożliwienie mu wyjście z pomieszczenia poprzez dach.
Dzisiaj też można powiedzieć że używa się dziury w dachu. Jakby nie patrzeć komin jest to dość
specyficzna dziura.

Nieodłącznym elementem kominka jest komin. Powinien on być dokładnie dopasowany do charakterystyki kominka. Każde urządzenie grzewcze które kupujemy ma wymaga określonego ciągu który musimy zapewnić. Np. gdy kupujemy wkład kominkowy to w jego specyfikacji będzie odpowiednia informacja dotycząca komina.

Jeżeli sami budujemy kominek to musimy dokładnie określić jaki powinien być komin i jaki powinien mieć ciąg. To bardzo ważne. Jeżeli komin będzie źle dopasowany to albo ogrzewanie będzie nie wydajne, albo będzie niewystarczające i do tego mogą wystąpić problemy z odprowadzania spalin na zewnątrz (!).
Dobry komin to odpowiedni komin - nie za duży nie za mały... i co najważniejszy spełniający wszystkie normy dotyczące bezpieczeństwa (ale o tym później).

A więc zajmijmy się wymiarami komina. jeżeli chodzi o wysokość to wystarczający jest komin 8-12 metrów. Od wysokości zależy też ciąg, aczkolwiek jeżeli chodzi o ten parametr komina to nastręcza on najmniej problemów. W razie potrzeby zawsze możemy komin wydłużyć lub częściowo zdemontować aby zmniejszyć jego wysokość. Odpowiednie odprowadzanie spalin nie zależy tylko od komina ale także od komory spalania.
Przy typowej wysokości komina (8-12m) przekrój poprzeczny przewodu kominowego powinien mieć powierzchnię równą mniej więcej 1/10 powierzchni otworu paleniska. Aczkolwiek są to dane orientacyjne.

Aby dokładnie wyznaczyć powierzchnię przekroju komina możemy skorzystać na przykład z wzoru Redtenbachera:
wzór Redtenbachera
Przy czym:
A - przekrój komina (w metrach kwadratowych)
H - wysokość komina (w metrach)
n - współczynnik zależny od rodzaju paliwa (np. drewno-900, koks-1600, gaz-1800)

read more

Kominek akumulacyjny

Kominki co raz częściej , w ogrzewaniu mieszkań, zastępują systemy centralnego ogrzewania. Z racji tego że obecnie ich sprawność jest na bardzo wysokim poziomie stały się bardzo atrakcyjnym elementem ogrzewania. Jednakże stosowanie kominka jako główne i/lub jedyne urządzenie grzewcze wiąże się z pewnymi niedogodnościami. Z jednej strony dostrzegamy wielką zaletę że możemy korzystać za bardzo dobrego i co najważniejsze odnawialnego źródła energii jakim jest z drewno a z drugiej strony... kominek zabiera nam sporo czasu i w pewien sposób nas ogranicza. Otóż nie ważne czy używamy zwykłych polan czy np. brykietu to musimy co pewien czas dokładać do kominka i to stosunkowo często – kilkanaście a nawet kilkadziesiąt razy w ciągu doby jeżeli ogrzewamy mieszkanie również w nocy. Dołożenie do kominka sporej ilości opału oczywiście nie rozwiązuje sprawy, chyba że… nasz kominek to kominek akumulacyjny!

Kominek akumulacyjny to specjalny typ kominka który jak sama nazwa wskazuje ma akumulować, czyli gromadzić energię w postaci ciepła. Zasada działania jest bardzo prosta. Energia która jest uwalniana podczas spalania drewna zostaje zaabsorbowana przez bryłę kominka a później przez wiele godzin po zakończeniu spalania jest oddawana do otoczenia (mówiąc o energii mam cały czas na myśli energię w postaci która najbardziej nas interesuje czyli w postaci ciepła). Dzięki temu w takim kominku możemy intensywnie palić przez zaledwie kilka godzin a oddawane do otoczenia ciepło po zakończeniu palenia wystarczy aby ogrzać mieszkanie przez cały dzień. A więc właściwie wyeliminowany został kłopot uciążliwego pilnowania ognia o którym mówiłem wcześniej. Do kominka akumulacyjnego dokłada się bardzo rzadko. Przeważnie wszystkie parametry dobiera się tak aby jedno kilku godzinne palenie w kominku zapewniło zadowalającą temperaturę w mieszkaniu/pomieszczeniu przez cały dzień lub nawet przez całą dobę. Nie trzeba być bardzo spostrzegawczym aby zauważyć że tego typu kominki są już jak kotły centralnego ogrzewania z zasobnikiem paliwa…. ale to wciąż kominek.

Kominek akumulacyjny to tak naprawdę kawał wielkiej bryły na trwałe związanej z budynkiem. Z tego względu budowę tego typu kominka najlepiej uwzględnić już na etapie projektowania mieszkania. W przeciwnym wypadku będzie się to wiązać z większym remontem.
Cechą charakterystyczną tego urządzenia jest bardzo dużo masa. Tylko dzięki dużej masie można uzyskać zdolność akumulacji dużej ilości energii. Dużą masę (w niektórych przypadkach dochodzącą nawet do kilku ton) zapewnić mogą ciężkie materiały szamotowe, charakteryzujące się dużą pojemnością cieplną i wytrzymałością na wysokie temperatury. Najczęściej są to ciężkie kształtki lub płyty szamotowe, nierzadko uzupełnione również kaflami. Dodatkowo wkład grzewczy w jego wnętrzu uzupełnia się ciężkim (kilkaset kg), szamotowym wymiennikiem ciepła który ma za zadanie odbierać i magazynować energię cieplną.

read more