Kamna a krby jsou vyhledávaným způsobem vytápění, ovšem majitelé nízkoenergetických objektů se někdy obávají, že by mohlo dojít k přehřívání místností, pokud by si pořídili právě kamna či krb. Akumulační kamna a sálavé krby mohou být dobrou volbou, která uživatelům nabídne pohodlnou obsluhu a příjemné teplo, musí být však odborně navržené a provedené.
Plášť nízkoenergetických budov je konstruován tak, aby kladl vysoký odpor prostupu tepla, čímž se dosahuje nízké potřeby tepelné energie i nízké tepelné ztráty. Tepelná ztráta běžného obývacího pokoje nízkoenergetického rodinného domu (6 × 5 × 2,5 m) se pohybuje kolem necelé jedné kilowaty. Tyto velmi nízké hodnoty kamnáře staví před poněkud paradoxní problém: Co s teplem?
Při vysoké účinnosti současných topidel se získá z 1 kg dřeva zhruba 3,25 kWh tepelné energie. Pro hodinovou tepelnou dotaci výše zmíněné místnosti tedy plně postačí spálení 0,31 kg dřeva. Takto miniaturizovanou spalovací komoru však dnešní kamnařina zatím nezná. Běžná ohniště mívají optimální dávku paliva od 2,5 kg výše. Z toho vyplývá, že se v nízkoenergetickém prostředí musíme rozloučit se všemi přímotopnými zdroji, jako jsou například teplovzdušné krbové vložky, neboť při jejich okamžitém výkonu by uživatele „griloval“ několikanásobek tepla, než je pro pohodové bydlení potřeba.
Jediná rozumná cesta proto vede utlumením okamžitého výkonu a uložením přebytku tepelné energie zároveň s precizním dimenzováním všech funkčních částí topidla. Nezbytná je minimalizace prosklení, kterým proudí nemalý podíl do vytápěné prostory, a vyřešení způsobu uložení tepla, ať už do konstrukce kamen, vodního akumulátoru či vytápěním dalších prostor domu.
Modelový příklad provozu akumulačního topidla v číslech:
Dávka paliva na jednu periodu (12 hodin): 3,69 kg
Minimální akumulační hmotnost topidla: cca 400 kg
Velikost teplosměnných ploch s povrchovou teplotou 40 – 50°C: 1,5m×.
Poznámka: U hypokaustních staveb je vhodný až dvojnásobek velikosti
teplosměnné plochy. Povrchová teplota se tak sníží na uživatelsky velmi
příjemných 25 – 30°C.
Stačí zatopit jednou denně
Při tepelné ztrátě kolem jedné kilowaty a akumulaci 12 hodin lze již postavit spalovací komoru rozumných parametrů a následný akumulační korpus odpovídající výkonu ohniště. Standardní doba akumulace kamen je 10 – 12 hodin, nízkoenergetické prostředí však přímo podbízí myšlenku vyšší akumulační doby. Při zvýšení akumulační hmotnosti na dvojnásobek (v modelovém případě cca 800 kg) prodloužíme akumulační dobu (periodu přikládání) na velmi komfortních 24 hodin.
Při stejné velikosti plochy pláště se však musí zvýšit jeho tepelný odpor, což se řeší zvýšením tloušťky vyzdívky. U hypokaustů kamnáři zvyšují tloušťku stěny tahového systému, případně používají materiály s větší objemovou hmotností (tedy větší tepelnou kapacitou). Zde je třeba připomenout, že se zvyšující se akumulační schopností topidla vzrůstá i doba reakce při studeném startu. Proto je vhodné takováto topidla využívat výhradně pro trvalý provoz, kde naopak vysoká akumulace znamená stálý tepelný komfort.
Teplo lze uložit do vody
Ohněm uvolněnou tepelnou energii je rovněž možné využít tak, že ji uložíme do akumulační nádrže. Pokud je spalovací komora topidla konstruována tak, že větší část výkonu předává do vody, lze takto snížit okamžitý výkon do místnosti a zkrátit akumulační periodu. U takto konstruované teplovodní vložky je možné také počítat s o něco větším prosklením topeniště. V tomto případě je nutné vzít v úvahu komplex tepelných ztrát celého objektu a správně naladit redistribuci tepla oproti výkonu zdroje, tedy topidla. Ani vodní akumulační nádrž totiž nemá neomezenou kapacitu.
Kamna vytopí i více místnostní
Třetí možností, jak pracovat s uvolněným teplem, je jeho přímá distribuce do dalších vytápěných prostor pomocí hypokaustu, což je uzavřený teplovzdušný systém. Celková akumulační hmotnost může být buď soustředěna ve zdrojovém topidle, nebo jí lze rozdělit do jednotlivých tepelných výměníků ve vytápěných místnostech. Přes fakt, že hypokaust je do značné míry „samoregulační“, i zde pro kamnáře platí nutnost velmi pečlivého dimenzování jak celkového výkonu, tak jednotlivých tepelných výměníků. (Při sériovém zapojení se můžeme se samoregulací rozloučit.)
U sériových výrobků je nutné hlídat přehřívání
Na trhu se již začínají objevovat stavebnice, případně i celá hotová přenosná topidla, u kterých jejich výrobci respektují právě potřeby nízkoenergetických budov. Často se zde setkáváme s rozložením výkonu spalovací komory na dvě až tři po sobě jdoucí přiložení. Součet těchto dílčích výkonů pak naplní tepelnou kapacitu topidla, ale zároveň umožní prodloužit sledování ohně po celý večer. Je to podobný způsob, jakým řeší naše ČSN 734230 problematiku akumulačních krbů. Proto je zde nutné brát zřetel na výkon proudící sklem, aby nedocházelo k lokálnímu přetopení po dobu hoření.
Ve všech případech vytápění nízkoenergetických objektů lokálními topidly je nutné svěřit volbu topidla a jeho dimenzování renomovanému odborníkovi.
Tip:
Databázi profesionálních kamnářů sdružených v celostátní organizaci Cechu kamnářů ČR naleznete na webových stránkách www.cechkamnaru.cz.
