Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Časový průběh tepelného výkonu těžkých a lehkých kamen

Článek shrnuje výsledky spalovacích zkoušek dvou odlišných typů lokálních spotřebičů, ve kterých se spaluje dřevo. Prvním spotřebičem jsou individuálně stavěná kamna těžké konstrukce, která byla provozována při 12 a 24hod. periodě přikládání a při přetížení. Pro možnost názorného porovnání z pohledu předávání tepelného výkonu byla rovněž testována kamna lehké konstrukce (krbová kamna). Zkoušky byly realizovány v kalorimetrické komoře Výzkumného energetického centra v Ostravě.

1 Úvod

Výzkumné energetické centrum spolupracuje s Cechem kamnářů ČR v oblasti testování individuálně stavěných lokálních spotřebičů, ve kterých se spalují tuhá paliva. V roce 2015 byl v časopise Větrání vytápění instalace č. 3/2015 zveřejněn článek, který přinesl výsledky unikátních zkoušek individuálně stavěných kamen (nebo také ISK) v kalorimetrické komoře. Hlavním cílem zkoušek bylo stanovení průběhu tepelného výkonu kamen s prosklenými a plnými dvířky při periodickém přikládání paliva (12 hodin) a ověření dimenzování kamen dle ČSN EN 15544:2013 [1]. Výsledky byly rovněž zveřejněny na portále TZB-info (odkaz) [2]. Tento článek navazuje na výsledky předchozích zkoušek a přináší porovnání průběhu tepelného výkonu individuálně stavěných kamen při 12, 24hodinové periodě přikládání a při přetížení. Součástí článku je rovněž porovnání průběhu těžkých ISK s kamny lehké konstrukce (krbová kamna). Cílem článku je nastínit čtenáři provozní vlastnosti dvou odlišných typů lokálních spotřebičů a to především z pohledu předávání tepelného výkonu do místnosti. Prezentované výsledky zkoušek mohou pomoci zájemci o lokální spotřebič při výběru vhodného typu.

2 Příprava zkoušek

2.1 Individuálně stavěná kamna

Pro potřeby spalovacích zkoušek byla postavena individuálně stavěná kamna, která jsou vybavena moderním bezroštovým ohništěm s označením UmweltPlus (EkoPlus). Kamna jsou určena k periodickému spalování kusového dříví nebo dřevních briket, které jsou lisovány výhradně z dřevních pilin z měkkého nebo tvrdého dřeva. Předpokládaný vypočtený jmenovitý tepelný výkon kamen je 3 kW při 12hodinovém intervalu přikládání, dávce paliva 11,1 kg a účinnosti 78 %. Spalovací vzduch je do ohniště přiváděn centrálním přívodem vzduchu. Kamna s ohništěm UmweltPlus jsou vypočtena a sestavena dle technické normy ČSN EN 15544 [1]. Rozměry kamen jsou 2200 × 1180 × 825 mm (d × v × š) a orientační hmotnost kamen je 1500 kg. Finální podoba kamen připravených pro zkoušky je zobrazena na Obr. 1 (vpravo). Na obrázku Obr. 2 jsou znázorněny tahy kamen (spalinová cesta) včetně uvedení délek jednotlivých úseků. Celková délka tahů je 6,26 m. Během zkoušek byly rovněž snímány vnitřní teploty v kamnech.

Obr. 1 Individuálně stavěná kamna těžké konstrukce použita při spalovacích zkouškách série 1 až 4 (vlevo – fotografie ze stavby topeniště)Obr. 1 Individuálně stavěná kamna těžké konstrukce použita při spalovacích zkouškách série 1 až 4 (vpravo – finální podoba kamen umístěných v kalorimetrické komoře)Obr. 1 Individuálně stavěná kamna těžké konstrukce použita při spalovacích zkouškách série 1 až 4 (vlevo – fotografie ze stavby topeniště, vpravo – finální podoba kamen umístěných v kalorimetrické komoře)
Obr. 2 Rozmístění termočlánků typu K pro měření teplot uvnitř kamen včetně naznačení tahu
Obr. 2 Rozmístění termočlánků typu K pro měření teplot uvnitř kamen včetně naznačení tahu

2.2 Kamna lehké konstrukce – krbová kamna

Obr. 3 Kamna lehké konstrukce použitá pro zkoušky série 5
Obr. 3 Kamna lehké konstrukce použitá pro zkoušky série 5

Pro možnost porovnání průběhu tepelného výkonu ISK a kamen lehké konstrukce byl vybrán spotřebič o celkové hmotnosti 225 kg. Výrobce udává regulovatelný výkon 2 až 10 kW. Základ kamen tvoří litinové topeniště vyložené šamotovými cihlami. Vnější plášť kamen tvoří černé kachle. Spotřebič umožňuje napojení externího přívodu vzduchu. Kamna jsou zobrazena na Obr. 3.

 

2.3 Kalorimetrická komora

Obr. 4 Základní schéma kalorimetrické komory
Obr. 4 Základní schéma kalorimetrické komory
Obr. 5 Fotografie kalorimetrické komory
Obr. 5 Fotografie kalorimetrické komory

Kamna byla umístěna do kalorimetrické komory, která slouží ke stanovení provozních parametrů lokálních spotřebičů spalující tuhá paliva (krbová kamna, akumulační krby, sporáky, individuálně stavěná kamna apod.), zejména pak ke stanovení průběhu tepelného výkonu zařízení v rozsahu 0 až 20 kW. Princip měření spočívá v tom, že je do komory přiváděno potrubím známé množství vzduchu o známé teplotě a zároveň je z komory odváděn ohřátý vzduch o známé teplotě a na základě tepelné bilance je vypočten okamžitý tepelný výkon spotřebiče. Průtok vzduchu komorou je udržován konstantní pomocí PID regulátoru a frekvenčně řízeného ventilátoru. Přívod vzduchu ke spotřebiči je zajištěn nasáváním z prostor mimo komoru. Vnitřní povrch kalorimetrické komory je pokryt odrazivou fólií, která minimalizuje akumulaci tepelné energie do konstrukce komory. Základní schéma kalorimetrické komory, ve které jsou umístěna krbová kamna, je zobrazeno na Obr. 4. Fotografie kalorimetrické komory je na Obr. 5.

 

3 Průběh a výsledky zkoušek

3.1 Úvod

Zkoušky obou kamen byly rozděleny celkem do pěti sérií a následně vzájemně porovnány:

  • Zkoušky série 1 – ISK, zkoušky při 12hodinové periodě přikládání s prosklenými dvířky.
  • Zkoušky série 2 – ISK, zkoušky při 12hodinové periodě přikládání s plnými dvířky.
  • Zkoušky série 3 – ISK, zkoušky při 24hodinové periodě přikládání s prosklenými dvířky.
  • Zkoušky série 4 – ISK, zkouška přetížení kamen (nevhodný způsob provozu kamen).
  • Zkoušky série 5 – zkoušky kamen lehké konstrukce (krbová kamna).

Odvod spalin byl při všech sériích realizován konstantním komínovým tahem 12 Pa, který byl zajištěn frekvenčně řízeným odtahovým ventilátorem umístěným mimo komoru. U zkoušek série 1 až 3 bylo po uplynutí 12 nebo 24hod. periody provedeno ruční zapálení, přestože v topeništi zbyly žhavé uhlíky, které by umožnily po určitém čase opětovné zapálení přiložené dávky (zvláště u kratší, 12hodinové, periody). Na obrázku Obr. 6 jsou fotografie zkoušených kamen umístěných v komoře.

Obr. 6 vlevo – individuálně stavěná kamna v kalorimetrické komoře při zkouškáchObr. 6 vpravo – klasická krbová kamna lehké konstrukce v kalorimetrické komoře při zkouškáchObr. 6 vlevo – individuálně stavěná kamna; vpravo – klasická krbová kamna lehké konstrukce v kalorimetrické komoře při zkouškách

3.2 Zkoušky série 1

V rámci této série bylo provedeno celkem osm spalovacích zkoušek s individuálně stavěnými kamny s prosklenými přikládacími dvířky (série 1) při 12hodinové periodě přikládání a dávce paliva 11,1 kg. Na obrázku Obr. 7 je zobrazen průběh výkonu série 1. Jednotlivé zkoušky jsou označeny jako 1-1 až 1-8. Celkem bylo během série přiloženo 8 × 11,1 = 88,8 kg dřeva (pro zkoušky 1-1 až 1-3 byly použity dřevěné brikety, pro zkoušky 1-4 až 1-8 buková polena). Po dohoření dávky viditelným plamenem byla u zkoušek 1-1 až 1-7 uzavřena klapka EPV (externího přívodu vzduchu). U poslední zkoušky 1-8 byla klapka pro možnost dalšího porovnání ponechána otevřena. Ze zkoušek vyplývá, že kamna dosáhla ustálení průměrného tepelného výkonu až při třetím zátopu (zkouška 1-3, naměřený průměrný výkon 3 kW v období 12 h) od zahájení zkoušek. Od třetího zátopu průměrný výkon kamen rostl jen mírně. Byla nalezena shoda mezi experimentálně získanými daty a návrhem kamen, který odpovídá dimenzování podle [1], více v předchozím článku. U zkoušek 1-1 až 1-3 (brikety) a zkoušek 1-4 až 1-8 (buková polena) lze pozorovat rozdíl v počáteční výkonové špičce. V případě použití briket je plamen méně intenzivní a s tím souvisí menší předaný výkon (o cca 1,3 až 1,8 kW) přes sklo dvířek v porovnání se spalováním kusové dřeva.

Obr. 7 Průběh tepelného výkonu – Série 1
Obr. 7 Průběh tepelného výkonu – Série 1

V grafu na Obr. 8 je zobrazen průběh teploty K1 (teplota na výstupu z topeniště) a K12 (teplota na výstupu z kamen, viz Obr. 2). Průměrná teplota K1 byla 675 °C a teplota K12 byla 242 °C při zkoušce 1-6 pro období hoření (tzn. první 1 h a 18 min z 12hodinového intervalu). Účinnost pro toto období byla vypočtena 83 % na základě nepřímé metody (100 % − ztráta citelným teplem spalin − ztráta plynným nedopalem − ztráta mechanickým nedopalem). Pro zkoušku 1-6 byl měřen obsah kyslíku 10,9 % ve spalinách.

Obr. 8 Průběh teploty K1 a K12 – Série 1
Obr. 8 Průběh teploty K1 a K12 – Série 1

3.3 Zkoušky série 2

Pro objasnění naměřených vysokých výkonových špiček u zkoušek série 1 bylo ve druhé sérii zakryto sklo vermikulitovou deskou, čímž vznikla plná dvířka. Série šesti zkoušek s označením 2-1 až 2-6 byla provedena s bukovými poleny, hmotnost dávky a perioda přikládání byla totožná se zkouškami série 1 (11,1 kg a 12hodinová perioda). U všech zkoušek této série byla uzavřena klapka EPV po dohoření dávky paliva. Celkem bylo během série přiloženo 6 × 11,1 = 66,6 kg dřeva. U série 2 se zakrytými dvířky se tyto výkonové špičky neobjevují a je zřejmé, že vysoké výkonové špičky u série 1 jsou způsobeny tepelným výkonem předaným plamenem, nahřátým ohništěm a jeho okolím přes sklo dvířek do komory. Při dohořívání paliva a uhasínání plamene v ohništi také klesá tepelný výkon vysálaný přes sklo dvířek. Ustálení tepelného výkonu bylo dosaženo stejně jako u série 1 při třetí zkoušce 2-3 (průměrný tepelný výkon 3,0 kW pro období 12 h). Více v předchozím článku. Na obrázku Obr. 9 je zobrazen průběh výkonu série 2.

Obr. 9 Průběh tepelného výkonu – Série 2
Obr. 9 Průběh tepelného výkonu – Série 2

V grafu na Obr. 10 je zobrazen průběh teploty K1 (teplota na výstupu z topeniště) a K12 (teplota na výstupu z kamen, viz Obr. 2). Průměrná teplota K1 byla 713 °C a teplota K12 byla 246 °C při zkoušce 2-6 pro období hoření (tzn. první 1 h a 6 min z 12hodinového intervalu). Účinnost pro toto období byla vypočtena 80 % na základě nepřímé metody. Pro zkoušku 2-6 byl měřen obsah kyslíku 12,3 % ve spalinách.

Obr. 10 Průběh teploty K1 a K12 – Série 2
Obr. 10 Průběh teploty K1 a K12 – Série 2

3.4 Zkoušky série 3

Výsledky zkoušek série 3 ukazují schopnost kamen posunout křivku tepleného výkonu na nižší úroveň prodloužením periody přikládání pro případ, kdy není potřebný výkon 3,0 kW (Série 1, 2). Interval přikládání pro tuto sérii byl stanoven na 24 hodin se shodnou dávkou paliva jako u série 1 a 2, tedy 11,1 kg. V průběhu čtyřech dní byly provedeny celkem čtyři zkoušky s označením 3-1 až 3-4. Zkoušky na sebe navzájem navazovaly. Při všech zkouškách série 3 byla při zátopu klapka EPV otevřená na 100 % a po zhasnutí viditelného plamene byla klapka EPV uzavřena. Na obrázku Obr. 11 je zobrazen průběh výkonu série 3. Průběhy výkonu u jednotlivých zkoušek série 3 jsou si navzájem velmi podobné, průměrný výkon u zkoušky 3-4 je 1,5 kW, což odpovídá dle přepokladu polovině měřeného výkonu série 1 a 2 s 12hodinovým intervalem přikládání.

Obr. 11 Průběh tepelného výkonu – Série 3
Obr. 11 Průběh tepelného výkonu – Série 3

V grafu na Obr. 12 je zobrazen průběh teploty K1 (teplota na výstupu z topeniště) a K12 (teplota na výstupu z kamen, viz Obr. 2). Průměrná teplota K1 byla 486 °C a teplota K12 byla 183 °C při zkoušce 3-4 pro období hoření (tzn. první 1 h a 6 min z 24 hodinového intervalu). V porovnání se zkouškami série 1 a 2 byly teploty u této série nižší. Účinnost pro toto období byla vypočtena 80 % na základě nepřímé metody (při zkouškách série 3 byla měřena vyšší koncentrace kyslíku ve spalinách O2 = 14,7 %, tzn. větší objem spalin, a proto přes nižší teplotu spalin je vypočtená účinnost na úrovni zkoušky 2-6).

Obr. 12 Průběh teploty K1 a K12 – Série 3
Obr. 12 Průběh teploty K1 a K12 – Série 3

3.5 Zkoušky série 4

V rámci této série bylo provedeno přetížení kamen s prosklenými dvířky. Výsledky ze zkoušek přetížení mají mít pouze informativní charakter a to, jaké provozní parametry mají kamna při nestandardním a rovněž nedoporučeném způsobu topení v těchto kamnech. Zkoušky byly provedeny tak, že pro první zátop (zkouška s označením 4-1) byla použita standardní dávka bukových polen o celkové hmotnosti 11,1 kg. Ihned po uhasnutí paliva viditelným plamenem byla přiložená nová dávka (zkouška 4-2) bukových polen stejné hmotnosti (11,1 kg). Došlo k silnému a rychlému rozhoření dávky paliva a docházelo k problémům s odtahem spalin a ucpávání analyzátorů pro analýzu spalin díky zvýšeným koncentracím znečišťujících látek (prach, uhlovodíky, oxid uhelnatý). Na základě této zkušenosti byla zvolena pro novou dávku poloviční hmotnost (5,55 kg), která byla přiložena opět po uhasnutí paliva viditelným plamenem (zkouška 4-3). Poslední přiložení bylo realizováno opět s poloviční dávkou (5,55 kg). Došlo k silnému rozhoření a s tím spojené problémy s měřicí technikou (zkouška 4-4). Při zkouškách 4-1 až 4-3 byla klapka EPV otevřena po celou dobu na 100 %. U poslední zkoušky (4-4) byla klapka uzavřena po dohoření dávky viditelným plamenem. Průměrný tepelný výkon při zkoušce 4-4 byl 6,6 kW. Na obrázku Obr. 13 je zobrazen průběh výkonu série 4.

Obr. 13 Průběh tepelného výkonu – Série 4
Obr. 13 Průběh tepelného výkonu – Série 4

V grafu na Obr. 14 je zobrazen průběh teploty K1 (teplota na výstupu z topeniště) a K12 (teplota na výstupu z kamen, viz Obr. 2). Průměrná teplota K1 byla 573 °C a teplota K12 byla 318 °C při zkoušce 4-4 (celková délka zkoušky 1 h a 16 min). Účinnost pro toto období byla vypočtena 57 % na základě nepřímé metody. Pro zkoušku 4-4 byl měřen obsah kyslíku 15,3 % ve spalinách.

Obr. 14 Průběh teploty K1 a K12 – Série 4
Obr. 14 Průběh teploty K1 a K12 – Série 4

3.6 Zkoušky série 5

Zajímavé srovnání přinášejí výsledky série 5. V rámci série byly testovány kamna lehké konstrukce o celkové hmotnosti 225 kg (Obr. 6 vpravo). Během série byla postupně přiložena sedmkrát za sebou dávka o hmotnosti 2,1 kg bukového dřeva. Nová dávka paliva byla vždy přiložena v době, kdy předchozí dávka dohořela viditelným plamenem. Průběh tepleného výkonu je zobrazen na Obr. 15. Ustálení výkonu nastalo stejně jako u ISK až při třetím přiložení (zkouška 5-3, naměřený průměrný výkon 6,8 kW, účinnost vypočtená na základě nepřímé metody byla 74 %, teplota spalin 270 °C a obsah kyslíku 12,3 %). V grafu je rovněž zobrazen na vedlejší ose průběh teploty spalin za kamny. S určitým zjednodušením lze konstatovat, že při ustáleném provozu kamen s lehkou konstrukcí je průběh výkonu podobný průběhu teploty spalin (zkouška 5-3 až 5-7). Aktuální výkon pak odpovídá násobku teploty spalin (s určitým zpožděním dle akumulačních schopností kamen). Nicméně to platí pouze v případě lehké konstrukce, kdy tepelná energie uvolněná v ohništi je jednak téměř okamžitě předána do pláště kamen a následně do okolí, a také částečně odvedená spalinami do komína (komínová ztráta).

Obr. 15 Průběh tepelného výkonu a teploty spalin za kamny – Série 5 v měřítku 12 hodin
Obr. 15 Průběh tepelného výkonu a teploty spalin za kamny – Série 5 v měřítku 12 hodin

3.7 Shrnutí zkoušek

V případě, že kamna mají maximálně vyhovovat požadavkům uživatele, musí být ještě před jejich instalací nebo stavbou zřejmé, za jakých podmínek budou kamna pracovat, především jak budou využívána z hlediska času, jaký je jejich potřebný výkon, a dle toho zvolit správný typ a konstrukci. Graf na Obr. 16 shrnuje výsledky měření tepelného výkonu dvou typů kamen v kalorimetrické komoře. V grafu jsou porovnány jednotlivé křivky výkonu ze zkoušek série 1 až 5 v průběhu 144 hodin (6 dní). Další graf na Obr. 17 názorně ukazuje porovnání nájezdu kamen lehké konstrukce s těžkými individuálně stavěnými kamny. Výsledky zkoušek individuálně stavěných kamen těžké konstrukce ukazují jejich vhodnost pro použití do trvale obývaných místností s celodenním topením. Naopak nejsou vhodná jako hlavní zdroj tepla v objektech, které jsou obývány jen občasně, např. víkendové pobyty na chatách a chalupách, protože uživatel vyžaduje maximální tepelný výkon při příchodu do objektu, ale ten je u těžkých kamen dosažen až po mnoha hodinách (například po 1 až 2 dnech). Krbová kamna lehké konstrukce jsou pak vhodná pro příležitostné vytápění místnosti a víkendové vytápění rekreačních objektů, kdy je žádoucí rychlý nájezd spotřebiče a okamžité předávání tepla do místnosti. Těžká kamna lze provozovat v režimu zatápění jednou nebo dvakrát denně dle potřeby výkonu. Výsledky zkoušek série 4 (přetížení) ukazují, že i těžká kamna s velkou akumulační schopností mohou mít poměrně rychlý nájezd (a svým charakterem nájezdu se blíží klasickým krbovým kamnům), avšak za cenu vysokých emisí znečišťujících látek a zvýšeného rizika poškození kamen, a proto nelze tento způsob provozu tohoto typu kamen doporučit. Rovněž účinnost u přetížení těžkých kamen byla měřena výrazně nižší (např. 57 % pro zkoušku 4-4) oproti zkouškám série 1 až 3, u kterých se účinnost pohybovala na úrovni 80 % až 83 %. Hodnoty účinnosti kamen těžké konstrukce při standardním provozu byly měřeny vyšší v porovnání s kamny lehké konstrukce (74 %), což je dáno především rozdílnou délkou tahů a akumulačních schopností obou kamen.

Obr. 16 Průběh tepelného výkonu série 1 až 5 v měřítku 144 h (6 dní)
Obr. 16 Průběh tepelného výkonu série 1 až 5 v měřítku 144 h (6 dní)
Obr. 17 Typický průběh individuálně stavěných kamen těžké konstrukce a kamen s lehkou konstrukcí
Obr. 17 Typický průběh individuálně stavěných kamen těžké konstrukce a kamen s lehkou konstrukcí

Tip:

V roce 2014 vyšel na TZB-info článek na téma „Zásady návrhu akumulačních kamen“ autora L. Martiníka a kol., odkaz zde [3]. Článek popisuje postup při návrhu kamen dle normy ČSN EN 15544:2013: Individuálně stavěná kachlová kamna/omítnutá kamna – Dimenzování. 2013. Pro veřejnost je rovněž k dispozici výpočet dle této normy v aplikaci pro MS Excel (stáhnout: Výpočet_-_návrh_akumulačních_kamen.xls).

4 Poděkování

Tento článek byl vypracován v rámci projektu „Inovace pro efektivitu a životní prostředí – Growth“, identifikační kód LO1403 za finanční podpory MŠMT v rámci programu NPU I.

5 Použitá literatura

  1. ČSN EN 15544:2013. Individuálně stavěná kachlová kamna/omítnutá kamna – Dimenzování. 2013.
  2. KUBESA, P., HORÁK, J., MARTINÍK, L., HOLEŠÍNSKÝ B., BARTOŠ, I. Stanovení průběhu tepelného výkonu individuálně stavěných kamen. In: TZB-info [online]. 9. 5. 2016. Dostupné z:
    http://vytapeni.tzb-info.cz/kotle-kamna-krby/14179-stanoveni-prubehu-tepelneho-vykonu-individualne-stavenych-kamen.
  3. MARTINÍK, L., HORÁK, J., ŠIMÁČEK, A., KRPEC, K., KUBESA, P., HOPAN, F., DRASTICHOVÁ, V., KOLONIČNÝ, J., OCHODEK, T. Zásady návrhu akumulačních kamen. In: TZB-info [online]. 15. 1. 2015. Dostupné z:
    http://vytapeni.tzb-info.cz/kotle-kamna-krby/11203-zasady-navrhu-akumulacnich-kamen.
 
Komentář recenzenta Břetislav Holešínský (viceprezident Cechu kamnářů ČR pro techniku)

Článek popisuje vlastnosti dvou topidel, jejichž palivem je kusové dřevo. Na základě měření v rámci dvou projektů provedených ve spolupráci Výzkumného energetického centra VŠB TU Ostrava a Cechu kamnářů ČR, porovnává jejich vlastnosti z hlediska průběhu výkonu topidel. Pro jejich správný provoz a dosažení deklarovaného výkonu je vedle pravidelné údržby důležitá i správná obsluha a využívání vlastností daného topidla. Tradiční topidlo, jakým jsou individuálně stavěná kamna, je schopno zajistit velmi dobrý uživatelský komfort právě za předpokladu dodržování určitých zásad. Správná obsluha individuálně stavěných kamen – lidově kachlových kamen, spočívá ve čtyřech základních bodech.

  • Dodržování předepsané dávky dřeva, a tím provoz kamen na výkonu odpovídajícím jejich konstrukci, tzv. dimenzování.
  • Dodržení kvality paliva, především nepřekročení 20% vlhkosti.
  • Správná regulace spalovacího vzduchu v průběhu spalování dávky dřeva a uzavření přívodu vzduchu do topeniště po skončení procesu spalování.
  • Dodržování intervalu mezi jednotlivými zátopy. Interval mezi zátopy nemá být větší, než je vypočítaná doba akumulace.

Pokud jsou tyto zásady dodržovány, jsou individuálně stavěná kamna díky výpočtem a konstrukcí dimenzovanému výkonu a díky schopnosti akumulovat teplo skutečně plnohodnotným topidlem, schopným zajistit potřebný tepelný komfort v daném prostoru. Tato skutečnost jednoznačně vyplývá z uvedených faktů doložených grafy. Důležité je zdůraznit, že se jedná o teplo šířené do prostoru především sáláním, konvekční složka je malá. To je rovněž jeden z pozitivních parametrů tohoto typu kamen.

Krbová kamna, v článku nazývána lehkými kamny, jsou topidlem, jejichž konstrukce umožňuje kvalitní spalování kusového dřeva za účelem vytápění obytného prostoru. Charakter obsluhy se však významně liší od individuálně stavěných kamen s dlouhodobou akumulací. Hmotnost topidla a využití teploty spalin před jejich vstupem do komínového sopouchu vytváří onen velký rozdíl mezi těmito topidly. Toto je velmi dobře vidět právě z uvedených grafů znázorňujících průběh výkonu v čase. Krbová kamna vyžadují opakované přikládání k udržení potřebného výkonu v krátkých intervalech. Maxima výkonu však mohou způsobit přetápění a kolísání teploty v prostoru.

Cena těchto topidel tedy není zdaleka jediným parametrem, který je od sebe významně odlišuje. To článek názorně popisuje a dává tak čtenáři informace k posouzení, který typ topidla bude vhodný pro vytápění právě jeho obytného prostoru. Například v krátkodobě využívaných rekreačních objektech nebo pouze pro příležitostné přitopení jsou kvalitní krbová kamna rozhodně dobrou alternativou.

S článkem je otištěn výpočtový program pro dimenzování kachlových kamen. Výpočet v základních rysech respektuje normu ČSN EN 15544 Individuálně stavěná kachlová kamna/omítnutá kamna – Dimenzování. Protože konstrukce tohoto výpočtu nebyla součástí společného projektu výzkumného centra a cechu kamnářů, není dosud provedeno porovnání výsledků získaných pomocí tohoto programu s výsledky získanými pomocí některého výpočtového programu, který používají ve své praxi kamnáři. Je však zřejmé, že uvedený výpočtový program nevyžaduje zadání parametrů přívodního potrubí spalovacího vzduchu a také podrobněji neřeší parametry komína. Průběh změn teploty a tlaku plynů v systému, který začíná na vstupu přívodu spalovacího vzduchu, pokračuje přes topeniště a tahový systém až po ústí komína, je nutné posuzovat v komplexu, a tedy do výpočtu i podrobně zahrnout v zájmu co nejpřesnějšího výsledku. Porovnávání výsledků s výsledky získanými pomocí oficiálního výpočtového programu, například programu Rakouského svazu kachlových kamen, může být dalším námětem ke spolupráci vědců z výzkumného centra a kamnářů. V každém případě lze však zveřejněný program považovat za velmi dobrou učební pomůcku po rekvalifikanty a učně v oboru kamnář.

Závěr

Skutečnost, že Výzkumné energetické centrum VŠB TU Ostrava disponuje kalorimetrickou komorou, potřebnou k měření výkonových parametrů topidel, byla základním předpokladem ke vzniku společných projektů k ověřování parametrů kamen, krbů a sporáků. Tedy topidel na kusové dřevo, převážně individuálně navrhovaných na základě platných norem a požadavků zákona o ochraně ovzduší. Dalším předpokladem byl zájem ze strany odpovědných pracovníků VEC TUO a členů Cechu kamnářů ČR, kteří vytvořili potřebnou základnu k provedení konkrétních zkoušek. Měření a porovnávání parametrů, zjištění velkého množství dat má velký přínos pro obě zúčastněné strany. Publikování výsledků má přínos pro laickou i odbornou veřejnost.

English Synopsis
The time course of the heat output of stoves with heavy and lightweight construction

The article summarizes the results of combustion tests of two different types of local appliances for wood burning. The first appliance is individually built heavy construction stove, which was tested at stoking period of 12, 24 hours and for overload operation. For the possibility of an illustrative comparison in terms of thermal power stove of lightweight design was also tested. The tests were carried out in the calorimeter chamber of Energy Research Center Ostrava.

 
 
Reklama