Różnorodność rozwiązań w świecie kominków

W otaczającym nas świecie dominuje różnorodność form i kształtów, różnych rozwiązań tych samych problemów w zależności od potrzeb i okoliczności. Dotyczy to również budowy oraz eksploatacji pieców i kominków. W Polsce jest coraz więcej dobrych firm, które chcą i potrafią zindywidualizować kominek pod względem technicznym, tak aby odpowiadał naszym rzeczywistym potrzebom i zachciankom. Obecnie w Europie stosuje się kilka technik budowy pieców i kominków, ze względu na przyjęte rozwiązania odzysku i przekazywania wytworzonej energii, oraz wyróżnia się kilka podstawowych systemów piecowych i kominkowych związanych z ich budową i zastosowaniem. Chciałbym w niniejszym artykule przybliżyć Państwu wybrane rozwiązania, i mam nadzieję, że w kombinacji techniki i formy znajdziecie Państwo idealne dla siebie rozwiązanie.

Na wstępie jednakże chciałbym zwrócić Państwa uwagę na trzy aspekty ogólne, dotyczące funkcjonowania pieców i kominków grzewczych. Pierwszym z nich jest moc paleniska. Zostawmy na boku tabliczki znamionowe i dane techniczne prezentowane przez producentów. Dla nas najbardziej miarodajną metodą określenia mocy będzie wyliczenie jej ilości ze spalonego drewna, gdyż nie komora sama z siebie jest źródłem kilowatów, a ilość załadowanego drewna. Jeden kilogram suchego sezonowanego drewna zawiera około 4 kW energii. Biorąc pod uwagę straty i maksymalny możliwy odzysk energii otrzymujemy około 3,2 kW/kg. Aby określić rzeczywistą moc grzewczą naszego paleniska, musimy pomnożyć ilość drewna w komorze paleniska przez możliwą do odzyskania energię grzewczą. Dla przykładu, w średniej wielkości wkładzie kominkowym mieści się około 3 kg drewna, oznacza to, że jego moc grzewcza wynosi około 9,6 kW. Nie bez znaczenia dla uzyskiwania energii cieplnej jest również sam proces spalania. Najlepsze efekty spalania drewna uzyskamy wówczas, gdy zadbamy o prawidłowy dostęp tlenu do spalania, tak aby drewno spaliło się czysto w wysokiej temperaturze, pozostawiając niewielkie ilości popiołu oraz czystą szybę. Taki wzorcowy proces spalania trwa od 1 do 2 godzin, w zależności od ilości drewna w komorze. Przez wielu producentów i instalatorów zalecane jest tłumienie spalania przez ograniczanie dostępu powietrza. Te wskazówki podyktowane są próbą podniesienia efektywności kominka jako całości prostego systemu (o czym mowa będzie w dalszej części), lecz skutkuje bezsprzecznym obniżeniem mocy uzyskiwanej ze spalania i czarną szybą.

Drugim aspektem jest szyba paleniska, która ze względów estetycznych, jak również technicznych jest kluczowym elementem. Większość z nas, kiedy myśli o kominku, przed oczami ma właśnie dużą panoramiczną szybę z potężną wizją ognia, lecz najczęściej nie myślimy o tym, co taki wybór ze sobą niesie. Przez szybę paleniska emitowana jest znaczna część wytworzonej energii, szacowana na 10 do 40%, a w przypadku wkładów z dwiema szybami vis a vis nawet 60%! W rezultacie bardzo często energii wypromieniowanej przez szybę brakuje w innym miejscu, gdzie jest ona bardziej potrzebna. W małych pomieszczeniach dobrze izolowanych domów następuje dość szybkie przegrzanie i w efekcie przewietrzanie pomieszczeń, ze stratą ciepła, oraz efekt „zimnych pleców”. W przypadku palenisk piecowych ogranicza się rozmiary szyby, stosując coraz częściej podwójne szyby dla ograniczenia emisji cieplnej. Szyba właśnie łączy wzajemnie sprzeczne elementy estetyki i funkcjonalności, gdyż jej rozmiar jest odwrotnie proporcjonalny do sprawności grzewczej systemu. Przy wyborze wielkości szyby musimy zdecydować: czy stawiamy na dekoracyjność, czy funkcjonalność instalacji.

Trzecim z interesujących nas aspektów jest podział energii wytworzonej we wnętrzu paleniska. Są trzy główne drogi, którymi przenika do otoczenia ciepło z naszego paleniska. Celowo użyłem w tym miejscu słowo palenisko, a nie piec lub kominek, gdyż rozważamy sposoby uwolnienia energii wewnętrznej pieca, a nie przekazanie jej dalej do pomieszczenia. Pierwszą i najszybszą drogą jest szyba w drzwiach paleniska, drugą jest korpus wkładu grzewczego, gdzie udział procentowy waha się pomiędzy 35÷45% wytworzonej energii, trzecią są dodatkowe powierzchnie grzewcze, dzięki którym odzyskujemy znaczne ilości energii, energii bezpowrotnie straconej w przypadku ich braku.

Wybór samego wkładu, jego rodzaju i mocy stanowi pierwszy ważny krok. Jednakże tym, co zadecyduje o charakterystyce naszego pieca lub kominka, będzie dodatkowa powierzchnia grzewcza. Do dyspozycji mamy całkiem pokaźny arsenał rozwiązań dla konwekcji, kumulacji i wody.

Konwekcja: system grzewczy polegający na szybkiej wymianie i przepływie powietrza przez komorę kominka. Jego zaletą jest szybki odzysk ciepła z paleniska do pomieszczenia. W tym przypadku w stosunkowo krótkim czasie otrzymujemy bardzo duże ilości energii cieplnej. Aby uzyskać ten efekt, należy zastosować dodatkowe metalowe powierzchnie grzewcze, które zwiększają wydatnie powierzchnie oddawania ciepła spalin, wychładzając je po drodze między wkładem a wejściem do komina. Kluczową rolę spełnia tu powierzchnia.  W tym typie budowy są dwie możliwości zastosowania metalowych radiatorów. Pierwsza z nich polega na osadzeniu stalowego radiatora bezpośrednio na króćcu wylotu spalin. Radiatory nasadowe są proste i tanie w montażu, nie powodują żadnych zbędnych oporów i nie wymagają dodatkowej konserwacji ani serwisowania. Stosuje się je najczęściej przy małej i średniej mocy urządzenia. Drugą z możliwości jest zastosowanie żeliwnych radiatorów skrzynkowych. Występują one w różnych wariantach, a ich zaletą jest bardzo duża powierzchnia (do 2 m2) oraz możliwość zastosowania jednocześnie kilku z nich szeregowo. Przy ich zastosowaniu otrzymujemy olbrzymie ilości gorącego powietrza. Tego typu radiatory wykorzystuje się do budowy pieców i kominków o średniej i dużej mocy grzewczej paleniska. Powodują niewielkie opory ciągu i wymagają okresowej konserwacji wraz z całą instalacją dymową. Pamiętajmy, że bez względu na to, czy nasz wkład jest już fabrycznie przystosowany do konwekcji (stalowe hauby z wymiennikami rurowymi), czy też nie, warto zawsze zastosować radiator dla zwiększenia ilości odzyskiwanego ciepła.


Kumulacja: system grzewczy polegający na magazynowaniu energii cieplnej i jej racjonalnej emisji w czasie. Jego zaletą jest wysoka wydajność, utrzymywanie stałej temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu i wysoki komfort użytkowania. W tym przypadku wytworzona w palenisku energia cieplna zostaje zatrzymana i „pochłonięta” przez masę kumulacyjną, aby zostać uwolnioną podczas następnych kilku, kilkunastu godzin. Kluczową rolę pełni tu masa instalacji. W tym typie budowy ze względu na sposób budowy i zastosowane materiały wyróżniamy trzy możliwe rozwiązania. Pierwszym z nich jest lekki typ budowy, a mianowicie nasadowa masa kumulacyjna. Nasadową masę kumulacyjną tworzą specjalne krążki, które nakłada się na wcześniej do tego przygotowany wkład kominkowy. Nie trzeba ich ze sobą kleić, ponieważ są one odpowiednio uformowane we wpusty i zabezpieczone sznurami uszczelniającymi, zapewniającymi właściwą eksploatację. Każdy z krążków waży 20 kg i wykonany jest ze spieków szamotowych ze specjalnymi dodatkami. Wewnątrz każdy krążek modułowy podzielony jest na trzy komory przegrodą w kształcie okrętowej śruby, a krążki odpowiednio ze sobą zestawione tworzą spiralę, przez którą przepływają spaliny z paleniska. Materiał, jak i forma sprawiają, że taka nasadowa masa kumulacyjna jest bardzo wydajna. Dla przykładu, temperatura spalin, która w palenisku średniej wielkości kominka wynosi 500÷600 °C, po przejściu przez masę składającą się z 6-7 krążków wynosi na wejściu do komina około 200 °C. Taka masa kumulacyjna pozwala na utrzymanie ciepła przez 6÷12 godzin i dzięki niej możemy tworzyć kominki grzewcze kumulacyjne, zachowując ich smukły i lekki kształt. Warto dodać, że masa nasadowa nie powoduje zbędnych oporów ani zawirowań powietrza, a eksploatacja takiej instalacji nie wymaga dodatkowych zabiegów serwisowych. Drugim sposobem jest budowa pełnej, ciężkiej masy kumulacyjnej, typowej dla pieca kaflowego, ale obecnej również przy budowie nowoczesnych kominków grzewczych. Najbardziej rozpowszechniona jest budowa klasycznych kanałów ceramicznych. Kanały takie muruje się z ogólnie dostępnych płyt i cegieł szamotowych, a przekrój wymurowanego kanału jest prostokątny. Nowością jest to, że w piecach i kominkach grzewczych muruje się je niezależnie od paleniska i częściowo od obudowy. Materiał szamotowy używany do budowy klasycznych kanałów kumulacyjnych nagrzewa się bardzo wolno i nierównomiernie, charakteryzuje się dużą bezwładnością termiczną. Zaletą tego rozwiązania jest jednak stosunkowo niski koszt budowy. Tego typu instalacje powodują znaczne opory w przepływie spalin i należy zawsze bardzo dokładnie dobierać długość kanałów do wielkości paleniska i przede wszystkim podciśnienia w kominie. Przeciętnie mają one, w zależności od ilości spalanego drewna, od 3 do 5 m długości. Warto podkreślić, że tego typu kanały sprawdzają się w instalacjach regularnie opalanych, gdyż zapewnia to stały wysoki ciąg w kominie. Klasyczne kanały kumulacyjne wymagają okresowych przeglądów i przeczyszczenia (średnio co dwa lata) przez wcześniej wykonane otwory rewizyjne. Warto podłączyć masę kumulacyjną tego rodzaju, ponieważ przy niskim koszcie budowy dają wysoki stopień odzysku ciepła i dużo przyjemności w eksploatacji pieca kaflowego lub kominka grzewczego, ogrzewając otoczenie przez kilkanaście godzin po wygaśnięciu ognia w piecu. Trzecim sposobem, wywodzącym się z klasycznego szamotowego kanału piecowego, są gotowe modułowe kanały ceramiczne (KMS). System ten powstał dzięki wieloletniej praktyce w budowie pieców kaflowych wykorzystujących masy kumulacyjne oraz wielu doświadczeniom i ogromnej, fachowej wiedzy. Jego doskonałość opiera się na dwóch filarach: perfekcyjnie przewodzi i optymalnie magazynuje energię cieplną powstałą w wyniku spalania. Tajemnicą tego systemu jest rodzaj i gęstość materiału, z jakiego wykonane są elementy. Kształtki KMS wykonane są z materiałów z dużą zawartością krzemianu glinu i węglanu krzemu, które są pod ciśnieniem tłoczone i wypalane w temperaturze 1150 °C. Gęstość tego materiału wynosi 2,6 kg/dm3. To właśnie ta wysoka gęstość materiału sprawia, że system KMS jest ponad dwukrotnie bardziej chłonny niż kanały szamotowe. Ponadto z łatwością przenosi ciepło z jednego elementu na drugi, skutkiem czego w stosunkowo krótkim czasie osiąga jednakową temperaturę na całej swej długości. Masa kumulacyjna montowana jest bardzo szybko i łatwo dzięki dobremu spasowaniu wszystkich elementów. Poszczególne kształtki łączy się za pomocą specjalnego kleju, który jest odporny na wysoką temperaturę i kwasy zawarte w spalinach. Warto zauważyć, że kształtki tego systemu wewnątrz są okrągłe i nie powodują większych oporów (0,4 Pa/m), w wyniku czego nie osadzają się w nich sadze i nie występuje cofanie się spalin przy podkładaniu drewna lub rozpalaniu ognia. Sama sprawność komina, jakkolwiek ważna dla całości instalacji, nie wpływa na możliwość budowy ceramicznego modułowego systemu akumulacyjnego. Wielkość masy kumulacyjnej w systemie KMS jest w odróżnieniu od tradycyjnej metody dość łatwa do określenia i wynosi, w zależności od przeznaczenia, od 60 do120 kg na 1 kg spalonego drewna w palenisku. Taką masę kumulacyjną buduje się zazwyczaj jako masę wolno stojącą niezależnie od obudowy, w której się znajduje. System KMS wymaga okresowego przeglądu i oczyszczenia przez otwory wyczystkowe (średnio co dwa lata).

Technika wodna: specyficzny system grzewczy wykorzystujący wodę jako medium do dystrybucji energii cieplnej wytworzonej w palenisku pieca lub kominka. O wielkości udziału wody decydują przyjęte rozwiązania techniczne konstrukcji wkładów grzewczych oraz dodatkowych wymienników ciepła. W zależności od zastosowanych rozwiązań, przekazuje się na kocioł od 3 do 75% wytworzonej energii, a reszta idzie na piec. Rozwiązania te występują zawsze jako kombinacja dwóch systemów: konwekcyjno-wodnego lub kumulacyjno-wodnego, rzadko samodzielnie. Istnieją dwa sposoby odzysku ciepła do wody. Pierwszym z nich jest wodny nasadowy wymiennik ciepła. Kocioł nasadowy zainstalowany jest w górnej części korpusu lub też na króćcu dymowym, gdzie temperatury spalin są najwyższe. Dym, przepływając przez ten wodny wymiennik, oddaje znaczne ilości energii cieplnej, która ogrzewa znajdującą się w wymienniku wodę. W ten sposób ogrzana woda trafia do centralnego ogrzewania. Kocioł nasadowy w popularnej wersji ze względu na swoją konstrukcję zazwyczaj jest zainstalowany na stałe i nie można go odłączyć od paleniska, tak więc za każdym razem, kiedy zapalimy w kominku, ogrzewamy również wodę. W tym miejscu warto jednak wspomnieć, że istnieją rozwiązania z wymiennikami, które można – w zależności od potrzeb – załączyć i wyłączyć z obiegu. Zazwyczaj tego typu rozwiązania charakteryzują się bardzo wysoką mocą grzewczą i stosuje się je do współpracy z dużymi paleniskami. Kotły nasadowe stanowią doskonałe wspomaganie systemu grzewczego w domu i dzięki prostemu montażowi oraz łatwej eksploatacji stają się coraz popularniejszym źródłem ogrzewania w domu. Kocioł nasadowy dzięki swej konstrukcji i zasadzie działania może być zastosowany prawie do większości palenisk kominkowych, bez kompromisów z estetyczną stroną kominka. Drugim ze sposobów jest wkład z płaszczem wodnym lub zintegrowanym zestawem wymienników. Tego sposobu nie można zaliczyć do grupy dodatkowych powierzchni grzewczych, ale ze względu na szczególnie efektywne działanie należy do jaśniejszych punktów w rozważaniach nad uwolnieniem energii cieplnej wewnątrz pieca. Paleniska z płaszczem wodnym pozwalają odzyskać nawet do 50% wytworzonej energii cieplnej i skierować ją do centralnego ogrzewania oraz bieżącej ciepłej wody użytkowej. Ważne jest to, ażeby komora spalania była odizolowana bezpośrednio od wody w płaszczu, ponieważ nadmierne wychładzanie wnętrza paleniska skutkuje obniżoną sprawnością cieplną, brudnym spalaniem i czarną szybą. Poza tym dobre urządzenia zabezpieczone są przed zniszczeniem podwójnie: ciśnieniowo i termicznie, co gwarantuje długotrwałą i bezpieczną eksploatację. Tego typu instalacje ze względu na stosunkowo duży jednorazowy zasób energii powinny współpracować ze zbiornikiem buforowym, na zasadach przyjętych dla korzystania z paliw odnawialnych, takich jak drewno, słońce, geotermia i woda. Wkłady z płaszczem wodnym często współpracują jeszcze z wodnymi kotłami nasadowymi dla zwiększenia ilości ciepła przekazywanej do centralnego ogrzewania – taki tandem może odzyskiwać ponad 70% ciepła do ogrzewania wody. Piece z płaszczem wodnym znajdują zastosowanie jako ogrzewanie podstawowe całego domu wraz z wodą użytkową. Decydując się na technikę wodną w piecu lub kominku warto przemyśleć sposób dystrybucji otrzymanego ciepła. Ciepło wytworzone w palenisku jest przekazywane w prostych układach bezpośrednio do kaloryferów lub w rozwiązaniach bardziej efektywnych do zbiornika buforowego, z którego wychodzi na obiegi grzewcze i wodę użytkową. Generalna różnica pomiędzy tymi sposobami polega na tym, że w prostszym i tańszym systemie ciepło rozchodzi się tylko wtedy, kiedy palimy, a w drugim, korzystając z wcześniej zakumulowanych w buforze zapasów, przez cały dzień, kiedy jest taka potrzeba.

Cały proces spalania wiązki drewna w komorze paleniska jest jak spektakl w trzech aktach, gdzie każda z jego części jest tak samo ważna i potrzebna. Wyzwolenie energii cieplnej z drewnianej szczapy, uwolnienie jej przez szybę, korpus i dodatkowe powierzchnie grzewcze i w końcu przekazanie jej do pomieszczenia, w którym stoi kominek lub piec, to ciągły proces. W tym procesie nie może zabraknąć żadnego z elementów, bo będzie on niepełny lub wadliwy. Źle dobrane palenisko sprawi, że gdy będzie ono za małe, w pomieszczeniu będzie za zimno lub w wyniku nadmiernego użytkowania ulegnie zniszczeniu, a gdy będzie za duże, zbyt mała w nim porcja drewna nie będzie w stanie spalić się w sposób należyty. Brak dodatkowych powierzchni grzewczych sprawia, że faktyczna sprawność instalacji znacząco spada, a 1/3 możliwej do odzyskania energii cieplnej ucieka w komin – cóż za marnotrawstwo! Źle dobrana przez fachowca powierzchnia grzewcza sprawi złe i niezgodne z oczekiwaniami użytkownika funkcjonowanie całości: powierzchnia kominka będzie zbyt gorąca, bryła pieca chłodna, a zapiecek zimny, przegrzane pomieszczenie, w którym stoi piec, a za zimne pokoje, zależne od dystrybucji. W końcu przekazanie ciepła do otoczenia jako wielki finał i wybór właściwego systemu piecowego zgodnego z naszymi upodobaniami, rytmem dnia i przewidywaną funkcją grzewczą. Wybór właściwego systemu piecowego stanowi klucz do naszego zadowolenia, a wybór jest duży: piec kumulacyjny, który nagrzewać się będzie kilka godzin, lecz będzie trzymał ciepło przez dobę, kominek grzewczy zamknięty, który bez kratek przez całą swą powierzchnię będzie przez wiele godzin promieniował do nas ciepłem, kominek konwekcyjny „produkujący” w kilka minut tyle ciepłego powietrza, że ogrzać można nawet w ogóle nie izolowaną halę, piec kombi z udziałem techniki wodnej jako ogrzewanie podstawowe całego domu itp. itd. Tak naprawdę nie jest ważne, który z systemów jest lepszy od drugiego, ważne jest to, żeby był dobry dla nas samych.

Szanowni czytelnicy, klienci, inwestorzy, architekci bądźmy bardziej wybredni i wymagający. Wielu z nas z takim entuzjazmem koncentruje się na ogniu i późniejszych spotkaniach rodzinnych wokół kominka, że daje prowadzić się na manowce jedyną znaną ścieżką. W końcu czasy jednej, jedynie słusznej drogi są już za nami, a w branży obecnie jest tyle różnych rozwiązań, ile zróżnicowanych potrzeb najbardziej wymagających klientów.

 Gorąco pozdrawiam...

Roland Buławski

 Czytaj dalszą część artykułu




Zapraszamy także do zapoznania się z ofertą kominków od Ognisk Domowych

Grzejnik cool heat

nieodłączny element urządzonego ze smakiem wnętrza

Zapytaj nas o cenę

Chcieliby Państwo otrzymać szczegółowy kosztorys. Prześlij zapytanie

Pogotowie kominkowe 24h

Jesteśmy zawsze gotowi pomóc. Bezpieczeństwo to dla nas priorytet. Skontaktuj się

Zastanawiasz się ?

Nie wiesz jakie rozwiązanie wybrać? Nasi specjaliści mogą pomóc. Zleć nam usługę

Oferta   Usługi   Galeria   Case Studies   Wiedza   Kontakt