Zkušenosti z vytápění rodinného domu krbovými kamny s teplovodním výměníkem tepla

Datum: 11.6.2018  |  Autor: Ing. Jaroslav Dufka  |  Recenzent: doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Snaha minimalizovat náklady na vytápění vede některé majitele rodinných domů k používání krbových vložek nebo krbových kamen s teplovodním výměníkem. Provozní náklady se tím omezí jen na nákup paliva. Mezi možné způsoby patří těžba dřeva v lese na vlastní náklady, případně nákup palivového dřeva v surovém stavu a jeho úprava provozovatelem rodinného domu. V RD, které vyhovují současným požadavkům na nízkou energetickou náročnost, je velký rozdíl mezi tepelným výkonem kamen v místnosti a aktuální potřebou tepla, a toto se řeší rozvodem tepla do celého domu přes teplovodní výměník. Konkrétní příklady ukazují, že je to možný a vhodný způsob. Bohužel ne vždy jsou dodrženy požadavky spojené se zajištěním bezpečného provozu. S použitím teplovodního výměníku jsou spojeny stejné požadavky jako s teplovodním kotlem.


© Fotolia.com

Úvod

Vytápění RD kamny s teplovodním výměníkem tepla, v novodobé historii i designově řešenými krbovými kamny s teplovodním výměníkem tepla, má tradici desítek let. Tento systém začal být využíván v minulém století jako možnost ústředního vytápění bytů. Počáteční československá nabídka kotlů pro ústřední vytápění byla typově velmi omezená a zdaleka nepokrývala poptávku. Proto si šikovnější řemeslníci sami vyráběli kamna s teplovodní vložkou, aby si zvýšili komfort vytápění. Bylo mnohem jednodušší vzít hotová kamna a do nich vložit teplovodní výměník, než vyrobit celý kotel.

Někteří výrobci kotlů tento systém zdokonalili a začali vyrábět tzv. interiérové kotle. V devadesátých letech minulého století začal významně růst trh interiérových spotřebičů na tuhá paliva, především na biomasu, jako důsledek příklonu k obnovitelným zdrojům energie a zvyšovala se jejich energetická efektivita. Souběžně se začaly velmi intenzívně zdokonalovat tepelně technické vlastnosti obálky budov, rodinných domů. Snížení spotřeby paliva, které je nutné dopravit do místnosti s kamny, k tomuto způsobu vytápění přivedlo další zájemce se společným přáním. Když už zatopí, tak ať je teplo v celém domě. Proto na scénu velmi intenzívně vstoupily teplovodní vložky do krbů a krbová kamna s integrovaným teplovodním výměníkem.

Přestože má teplovodní vytápění tuhými palivy velmi dlouhou tradici, tak se topenáři při jeho instalacích dopouští chyb.

V článku jsou popsány příklady vytápění tří různých rodinných domů, ve dvou se vytápí krbovými kamny, v jednom krbovou vložkou. Ve všech domech se vytápí tímto způsobem již mnoho topných sezón. V článku jsou ukázány i chyby, kterých se dopustili montážní pracovníci při instalaci otopné soustavy.

Základní znaky vytápěných domů

Z hlediska dodržení bezpečnosti provozu by měly mít všechny domy otopnou soustavu vybavenou podle patřičných norem. Bezpodmínečně nutné jsou expanzní nádoba, pojišťovací ventil, zabezpečení provozu při výpadku elektrické energie atd. V současnosti obvyklým řešení je nucený oběh otopné vody zajišťovaný čerpadlem, uzavřená expanzní nádoba. Níže popisované domy však všechny požadavky norem nesplňují, což je v dalším textu článku uvedeno.

Všechny domy jsou v samostatné zástavbě, žádný není řadový. Pro domy ve Zlíně platí venkovní teplota pro výpočet tepelných ztrát −12 °C. Pro dům postavený ve Valašském Meziříčí je to −15 °C.

Pro vytápění jsou ve všech domech používána desková otopná tělesa, která pokrývají tepelnou ztrátu v jednotlivých místnostech podle výpočtu. Otopná tělesa nejsou osazena termostatickými ventily, neboť mají zajistit odvod tepla ze zdroje tepla přes otopnou vodu jeho předáním do místností i v případě, kdy by hrozilo přehřátí teplovodní vložky, a tedy její havárie. Pokud by tělesa byla termostatickými ventily osazena, tato pojistná funkce by byla automaticky při nadměrné teplotě v místnosti vyřazena. Na tělesech jsou použity jen běžně používané uzavírací ventily.

V žádném z domů není do otopné soustavy vložena akumulační nádoba. Ve všech domech je příprava teplé vody řešena odděleně, a to elektrickým akumulačním ohřívačem.

Spalovací vzduch pro provoz kamen a krbů do místnosti proniká částečně spárami oken a dveří a také občasným otevřením okna. Po každém přiložení dřeva do kamen se může z topeniště do místnosti dostat určité množství kouře. Obyvatelé domů po přiložení paliva vždy místnost krátce vyvětrají. Přiváděný vzduch oknem tak nejdříve provětrává místnost a pak slouží ke spalování paliva. Vzduch přiváděný do místnosti je chladnější. Tato tepelná ztráta je kompenzována teplem z otopných těles. Ohřátý vzduch z místnosti se následně podílí na spalování paliva a teplo v něm obsažené se proto neztrácí jako při větrání oknem, ale přechází do spalovacího procesu. Pouze v domě č. 1 mají krbová kamna možnost napojení na centrální přívod spalovacího vzduchu, avšak tato možnost využívána není.

Z hlediska bezpečného provozu v souvislosti se vzduchem pro spalování paliva se musí dodržet zásada neumísťovat kamna v místnosti, kde je spotřebič s přisáváním vzduchu z místnosti, zařízení pro nucené odsávání vzduchu, například kuchyňská digestoř, ventilátor nebo větrací jednotka vyvolávající v místnosti podtlak. Pokud je souběžná instalace požadována, pak je nutné přívod spalovacího vzduchu ke kamnům či krbu řešit samostatným potrubím z venkovního prostoru. Minimální množství vzduchu přiváděného do místnosti musí odpovídat jak množství potřebnému pro spalování paliva, tak množství potřebnému pro pobyt osob v místnosti. Pro osoby v obytných místnostech je doporučenou hodnotou pro trvalé větrání výměna vzduchu 25 m3/hod na osobu nebo intenzita větrání 0,5 za hodinu. Záleží tedy na tom, který požadavek je větší, zda požadavek na větrání nebo požadavek na přívod spalovacího vzduchu a ten musí být vždy splněn.

Bezpečnost provozu

Krbová kamna s teplovodním výměníkem nebo krb s teplovodní vložkou jsou zdrojem tepla vyžadujícím provozní zabezpečení stejné jako stejně jako vyžaduje teplovodní kotel. Platí pro ně norma ČSN EN 13 240 Spotřebiče na pevná paliva k vytápění obytných prostorů – Požadavky a zkušební metody a ČSN EN 13 229 Vestavné spotřebiče k vytápění a krbové vložky na pevná paliva – Požadavky a zkušební metody.

K instalaci jsou oprávněné jen odborné firmy, které mají postupovat podle platných zákonů, vyhlášek, norem. K základním předpisům patří Zákon č. 133/1985 Sb. o požární ochraně, prováděcí vyhláška č. 34/2016 Sb. o čištění, kontrole a revizi spalinové cest, dále ČSN 06 0830 Tepelné soustavy v budovách – Zabezpečovací zařízení ve znění pozdějších změn.

Z hlediska požární bezpečnosti platí pro krbová kamna s výměníkem tepla norma ČSN 06 1008 Požární bezpečnost tepelných zařízení. V popisovaných domech jsou používaná krbová kamna umístěna na nehořlavé podlaze nebo na nehořlavé tepelně izolující podložce přesahující půdorys kamen vpředu nejméně o 300 mm a na ostatních stranách o 100 mm.

Obr. 1 Oběhové čerpadlo a záložní zdroj elektrické energie [1]
Obr. 1 Oběhové čerpadlo a záložní zdroj elektrické energie [1]

Důležité je zajištění provozu vytápění při vypnutí elektrického proudu. Jeden z popisovaných domů k tomu využívá přepouštěcí pojistný ventil. Zapojení a funkce jsou popsánu v textu u domu č. 2.

U dalších dvou domů je oběhové čerpadlo zapojeno na záložní zdroj elektrické energie. Dnes se prodávají také čerpadla doplněná bateriovým elektrickým zdrojem. Pokud je dočasně přerušena dodávka elektrické energie (v zásuvce není napětí 230 V), automaticky začne fungovat záložní zdroj propojený s čerpadlem. Po obnovení dodávky elektrické energie se záložní zdroj sám automaticky vypne a udržuje v nabitém stavu. Provozní doba na záložní zdroj elektrické energie není neomezená, je dána kapacitou použitých baterií. Především je určena k pokrytí krátkodobého výpadku, který by mohl ohrozit bezpečnost provozu soustavu tím, že by se z teplovodní vložky po dobu dohoření paliva v kamnech neodvádělo teplo a došlo by k jejímu přehřátí.

Regulace výkonu

Velikost okamžitého tepelného výkonu kamen má být v souladu s tepelnou ztrátou vytápěné budovy. Optimální průběh topení předpokládá co nejdéle vytápět na přibližně 70 % maximálního tepelného výkonu kamen. Každá otopná sezóna je odlišná. Co se týká potřebného výkonu kamen podle počtu dní během topné sezóny, tak lze přibližně uvažovat s údaji v tabulce 1.

Tab. 1 Rozdělení výkonu kamen, krbu podle počtu otopných dnů v dlouhodobém průměru
Výkon krbuPočet dnů
100 %6
80 %19
60 %105
35 %60
25 %40
Obr. 2 Regulace teploty topné vody
Obr. 2 Regulace teploty topné vody

Jmenovitý výkon kamen má pokrývat tepelnou ztrátu celého domu. Kamna s nedostačujícím výkonem (poddimenzovaná) se „přetápí“. Dochází tím k dlouhodobému tepelnému přetěžování konstrukce kamen, čímž se zkracuje jejich životnost. Na druhou stranu mírné poddimenzování, ze kterého vyplyne provoz jen po dobu max. několika dnů, může být příznivější. Neboť kamna s nadbytečně velkým výkonem nebo větším výkonem, než který je aktuálně zapotřebí, se provozují s trvale tlumeným přívodem vzduchu pro snížení výkonu. Důsledkem je špinění skla, protože nefunguje dostatečně oplach skel. Dochází také k dehtování kamen i komína, větší produkci emisí CO, nespálených uhlovodíků aj.

Tepelný výkon se reguluje přívodem primárního vzduchu do topeniště. Jedna kamna a krbová vložka z našich popisovaných zdrojů tepla mají regulaci ruční – množství přívodu vzduchu se nastavuje pohyblivou páčkou, a to podle okamžité potřeby. Tato regulace se provádí pro zajištění tepelné pohody prostředí v průběhu topení poměrně často, třeba každou hodinu. V domku popisovaném jako č. 1 se regulace přívodu vzduchu (a tím výkonu kamen) provádí pomocí termostatického regulátoru. Základem je řetízkové táhlo, kterým se ovládá přívod vzduchu. Na jedné straně je táhlo připevněno ke klapce přivádějící vzduch do kamen a na druhé straně k otočné rukojeti umístěné na horní straně kamen. Na rukojeti se podle natočení do určité polohy ukáže, na jakou teplotu se bude topná voda ohřívat.

Použité palivo

Obr. 3a Měření vlhkosti palivového dřeva: 12 %
Obr. 3b Měření vlhkosti palivového dřeva: 15 %

Obr. 3 Měření vlhkosti palivového dřeva; vlevo 12 %, vpravo 15 %

Výkon kamen a účinnost spalování paliva je částečně ovlivněna také použitým palivem. Důležité je, zda se spaluje dřevo tvrdé či měkké, z jehličnatých či listnatých stromů a především jak je vysušené. Tvrdé dřevo hoří pomaleji a dlouho žhne, déle si udržuje svůj tvar a tak se z něj hořlaviny uvolňují pomaleji. Měkké dřevo rychleji vzplane a také rychleji uvolňuje hořlaviny. Výhřevnost různých druhů dřeva ve vztahu na jejich hmotnost se výrazně neliší, ale obvykle se preferuje tvrdé dřevo pro jeho pomalejší spalování stabilnější, dlouhodobý žár.

Výhřevnost je množství tepla, které lze získat spálením 1 kg pevného paliva (v našem případě dřeva). Výhřevnost tvrdého i měkkého dřeva je srovnatelná. Ideální je kamna roztápět měkkým dřevem. Odborníci doporučují pro vytápění používat směs – 1 díl měkkého dřeva na 3 díly tvrdého.

Tab. 2 Výhřevnost dřeva v závislosti na jeho obsahu vody (vlhkosti)
Stáří dřevaVýhřevnost
[MJ/kg]
Obsah vody
[%]
čerstvě pokácené7–855–60
sušené 1 rok11–1225–35
sušené 3 roky14–1515–20

Výhřevnost dřeva závisí na obsahu vody. Údaje v tabulce jsou informativní, nejsou rozlišeny různé druhy dřeva. I tak je vidět, že kdo spaluje dřevo s vysokým obsahem vody, tak si škodí, neboť má zbytečně vysokou spotřebu dřeva.

Majitelé všech 3 domů spalují v krbových kamnech (vložce) směs měkkého a tvrdého dřeva sušeného 2 až 3 roky. Je to dřevo jak z listnatých, tak i jehličnatých stromů.

Zapojení otopné soustavy ke krbu s výměníkem tepla

Žádný z majitelů popisovaných domů nemá schéma zapojení. U domů č. 1 a č. 3 prováděli zapojení instalatéři s mnohaletými zkušenostmi bez výkresové dokumentace. Sami se považují za odborníky jak z praxe, tak i za projektanty. V obou případech otopná soustava funguje mnoho let bez závad, avšak u obou jsou chyby, které jsou uvedeny v dalším textu. Zapojení u domu č. 2 je podle dostupných informací asi nejlepší, zřejmá závada podle dodaných informací a obrázků je jen jedna. Majitel domu schéma zapojení měl, ale někde je ztratil.

Většina výrobců krbových kamen s výměníkem tepla uvádí k výrobkům doporučené zapojení. Ve většině případů však jde jen o zjednodušené schéma, které nemusí obsahovat všechna předepsaná pojistná zařízení. Příklad je na obrázku 4. Otopná soustava obsahuje další zdroje tepla (kotel a solární panel) a dále akumulační nádobu. Toto zapojení uvádí firma v propagačních materiálech krbových kamen s výměníkem tepla zcela bez jakéhokoliv popisu. Nejde o projekt, tak na tom není nic špatného. Odborník však musí vycházet z platných předpisů a takové schéma doplnit, upravit.

Obr. 4 Jedno z možných zapojení krbových kamen s výměníkem tepla
Obr. 4 Jedno z možných zapojení krbových kamen s výměníkem tepla
 

Dům číslo 1 – RD Zlín

Malý přízemní RD se 4 obytnými místnostmi je obývaný 2 dospělými osobami. Dům je obydlen trvale a vytápí se v něm během otopné sezóny krbovými kamny každý den. Denně se vytápí všechny místnosti včetně neobývaných (zádveří, chodba, koupelna, WC). V domě se vytápí celou zimu pouze krbovými kamny. Ve 4 místnostech je nainstalováno elektrické podlahové vytápění, které se však nepoužívá. Slouží pouze jako náhradní vytápění, dosud nebylo třeba jej použít.

Obr. 5 Přízemní RD Zlín
Obr. 5 Přízemní RD Zlín

Před 8 lety začala sloužit k vytápění domu krbová kamna ABX Stockholm 8. Tato kamna mají velký „vzduchový“ výkon do místnosti. V obývacím pokoji, kde byly umístěny, bylo příliš teplo. Před 2 lety byla vyměněna za krbová kamna ABX Stockholm 12, která mají menší výkon do místnosti a větší do vody (teplovodní vložky).

Celý dům je velmi dobře tepelně zaizolován. Použitým tepelněizolačním materiálem je polystyrén, v obvodových stěnách z venkovní strany o tloušťce 10 cm, ve stropu 15 cm. Ve všech místnostech jsou osazena tepelněizolační plastová okna se 2 skly. Součinitel prostupu tepla byl spočítán projektovou organizací a jeho hodnota je 0,273 W/m2.K. Jedná se tedy o dům dobře zateplený.

Obr. 6 Původní kamna – ABX Stockholm 8
Obr. 6 Původní kamna – ABX Stockholm 8
Obr. 7 Nová kamna – ABX Stockholm 12
Obr. 7 Nová kamna – ABX Stockholm 12
Obr. 8 Technické zázemí
Obr. 8 Technické zázemí
Tab. 3 Základní informace k vytápěnému domu
Zastavěná plocha [m2]110
Vytápěný prostor celkový [m3]220
Prostor vytápěný kamny [m3]220
Počet podlaží v domě celkem1
Tab. 4 Vybrané technické údaje krbových kamen ABX Stockholm 8
Tepelná ztráta domu [kW]8
Výkon vzduchový/do vody [kW]5,5/7
Vodní objem výměníku tepla [litrů]5
Spotřeba dřeva za topnou sezónu [m3]9
Doba používání kamen [topných sezón]6
Účinnost uvedená výrobcem [%]80
Teplota spalin na výstupu z topeniště [°C]265
Velikost expanzní nádoby [litrů]8
Jiný zdroj topeníelektrické podlahové
Tab. 5 Vybrané technické údaje krbových kamen ABX Stockholm 12
Tepelná ztráta domu [kW]8
Výkon vzduchový/do vody [kW]3/12
Vodní objem výměníku tepla [litrů]24,8
Spotřeba dřeva za topnou sezónu [m3]9
Doba používání kamen [topných sezón]2
Účinnost uvedená výrobcem [%]85
Teplota spalin na výstupu z topeniště [°C]181
Velikost expanzní nádoby [litrů]8
Jiný zdroj topeníelektrické podlahové

Výměna kamen byla jednoduchá, protože kamna mají stejné rozměry i hmotnost. Odlišnosti kamen jsou drobné. Kamna ABX Stockholm 12 kW proti ABX Stockholm 8 kW mají navíc tyto doplňky: centrální přívod vzduchu o průměru 110 mm a regulaci teploty topné vody.

Technické zázemí je situováno v místnosti za společnou dělící stěnou s obývacím pokojem s kamny. Nachází se v něm nezbytné zařízení k zajištění bezpečného provozu otopné soustavy. Pojistný ventil je nainstalován na výstupu z teplovodní vložky za stěnou. Poloha pojistného ventilu nevyhovuje požadavku uvedenému v ČSN EN 12828 + A1.

V zapojení jsou provedeny tři chyby:

  1. Odvod od pojistného ventilu má menší dimenzi, než je dimenze přívodního potrubí. Majitel (uživatel) musí nechat odvodné potrubí vyměnit za jiné s větším průměrem.
  2. Mezi expanzní nádobou a uzavíracím ventilem chybí vypouštěcí ventil, který umožňuje kontrolu tlaku plynu v expanzní nádobě. Tuto kontrolu lze provést jen tehdy, pokud na straně otopné vody v expanzní nádobě není žádný tlak. Pokud tlak plynu není správný, neplní expanzní nádoba svoji funkci.
  3. Není dodržen požadavek na umístění pojistného ventilu. Chybu lze odstranit přemístěním pojistného ventilu do správného místa blíže k výměníku tepla.
Obr. 9 Zabezpečení provozu záložním elektrickým akumulačním zdrojem
Obr. 9 Zabezpečení provozu záložním elektrickým akumulačním zdrojem

Pro zajištění bezpečného provozu při výpadku elektrické energie majitel domu používá záložní elektrický zdroj APC onduleur. Záložní zdroj elektrické energie má za úkol po určitou dobu udržet čerpadlo v provozu, když je vypnuta elektřina v síti 230 V. Pokud nevystačí na odvedení tepla z kamen, může dojít k jejich přehřátí až zničení.

V případě, že budou v provozu všechna otopná tělesa, pak by měl záložní zdroj elektřiny udržet oběhové čerpadlo v chodu po dobu asi 130 minut. Když vytápí jen některá OT, sníží se spotřeba čerpadla a záložní zdroj by mohl vydržet až 4 hodiny.

Tab. 6 Provoz a údržba krbových kamen
Závady během doby provozuexpanzní nádoba
Čištění výměníku tepla1× měsíčně
Čištění kouřovodu4× ročně
Čištění sklaDenně

Po 7 letech provozu byla vyměněna expanzní nádoba, u níž netěsnila membrána a nedržela provozní tlak otopné soustavy. Jiné závady u krbových kamen a ani otopné soustavy zjištěny nebyly.

Vytápění domu funguje, i když vykazuje tři závady. Všechny mohou být bez problémů odstraněny.

Dům číslo 2 – RD Valašské Meziříčí

Velký RD se 7 obytnými místnostmi obývaný původně 2 dospělými osobami a 3 dětmi. V současné době v domě bydlí 2 dospělé osoby. Dům je obydlen trvale a vytápí se v něm v zimním období každý den. Vytápí se všechny obývané a některé neobývané místnosti. V domě se vytápí celou zimu plynovým kotlem. Krbovými kamny se vytápí největší místnost v domě – obývací pokoj. Topení krbovými kamny není každodenní.

Obr. 10 Patrový RD Valašské Meziříčí
Obr. 10 Patrový RD Valašské Meziříčí

Vytápění domu kamny Grand Max plus 11 začalo v roce 2008. Po 8 letech používání majitel kamna vyměnil za nová, opět Grand Max plus 11. S kamny je spokojen, proto koupil nová kamna stejného typu. Důvodem výměny kamen bylo, že majitel neměl čas na čištění výměníku tepla a čelního skla dvířek. Výměník po zanesení nečistotami a usazeninami dával menší tepelný výkon. Sklo jen občas čištěné bylo téměř neprůhledné.

Dům byl postaven v roce 2008 a byl hned při stavbě velmi dobře tepelně zaizolován polystyrénem, v obvodových stěnách o tloušťce 10 cm, ve stropu 15 cm. Ve všech místnostech jsou osazena tepelněizolační plastová okna se 2 skly. Součinitel prostupu tepla byl spočítán projektovou organizací a jeho hodnota je 0,258 W/m2.K.

Tab. 7 Základní informace k vytápěnému domu
Zastavěná plocha [m2]140
Celkový vytápěný prostor domu [m3]660
Prostor vytápěný kamny [m3]180
Počet podlaží v domě celkem3
Počet podlaží vytápěných krbem1
Tab. 8 Vybrané technické údaje krbových kamen Grand Max plus 11
Tepelná ztráta domu [kW]17
Výkon vzduchový/do vody [kW]3,8/11,2
Vodní objem výměníku tepla [litrů]29,5
Spotřeba dřeva za topnou sezónu [m3]6
Doba používání kamen [topných sezón]9
Účinnost uvedená výrobcem [%]82
Teplota spalin na výstupu z topeniště [°C]273
Velikost expanzní nádoby [litrů]18
Jiný zdroj topeníplynový kotel
Obr. 11a Zdroje tepla pro vytápění: krbová kamna Grand Max plus 11
Obr. 11b Zdroje tepla pro vytápění: krbová kamna Grand Max plus 11
Obr. 11c Zdroje tepla pro vytápění: plynový kotel

Obr. 11 Zdroje tepla pro vytápění; vlevo a uprostřed krbová kamna Grand Max plus 11, vpravo plynový kotel
Obr. 12 Technické zázemí zabudované v plechové skříni: 1 – filtr, 2 – přepouštěcí pojistný vodní ventil, 3 – odvzdušnění, 4 – čerpadlo teplovodní soustavy, 5 – čerpadlo podlahového vytápění, 6 – skříňka s jističi, 7 – rozvaděč tepla
Obr. 12 Technické zázemí zabudované v plechové skříni: 1 – filtr, 2 – přepouštěcí pojistný vodní ventil, 3 – odvzdušnění, 4 – čerpadlo teplovodní soustavy, 5 – čerpadlo podlahového vytápění, 6 – skříňka s jističi, 7 – rozvaděč tepla
Obr. 13 Detail zapojení teplovodního ventilu pojistného zařízení
Obr. 13 Detail zapojení teplovodního ventilu pojistného zařízení

Kamna jsou umístěna ve velkém obývacím pokoji, který je „otevřený“ i do vyššího podlaží. Mezi obývací místností a vyšším podlažím není stěna a teplo proudí schodištěm do vyššího podlaží. Dům má poměrně složitou otopnou soustavu. Jako zdroje tepla fungují plynový kotel a krbová kamna s výměníkem tepla; v domě se provozuje jak teplovodní soustava s deskovými otopnými tělesy, tak také podlahové vytápění zabudované v některých místnostech.

Technické zázemí je zabudováno z druhé strany do stěny v obývacím pokoji. Kamna jsou umístěna u stěny, v níž je postaven komín. Ve stěně je z druhé strany kamen osazena plechová skříň. V ní jsou zabudovány: rozvaděč tepla, teplovodní ventil pojistného zařízení, oběhové čerpadlo, odvzdušnění a další zařízení.

Pojistný ventil je umístěn za krbovými kamny. Odvod vody je řešen ocelovou flexibilní hadicí do nádrže z ocelového plechu. Výkres zapojení zdrojů tepla s otopnou soustavou majitel domu nemá.

Bezpečnost provozu při výpadku elektrické energie zajišťuje termostatická kombinovaná pojistná armatura, která při výpadku elektrické energie pouští do krbových kamen studenou vodu z domovního vodovodu a teplou vypouští do odpadního potrubí. Nemůže dojít k nadměrnému zvýšení teploty otopné vody a jejímu vypaření. Tato armatura se skládá z ventilu na vypouštění teplé vody a plnícího ventilu studené vody. Oba ventily pracují současně, mají společný píst. Jsou řízeny teplotním čidlem. Při dosažení nastavené teploty (100 °C) se otevře otvor pro odtok nadměrně teplé vody a současně také otvor pro přívod studené vody. Oba otvory jsou otevřené do té doby, než teplota vody klesne pod nastavenou teplotu na teplotním čidle; přítok a odtok se pak uzavřou současně. Zdroj studené vody pro napojení na pojistnou armaturu je nezávislý na elektrické energii a jeho činnost musí být pravidelně ověřována. Je známo, že některé méně kvalitní výrobky trvale propouští studenou vodu a tím zvyšují její celkovou spotřebu. Proto má být odvod vody z armatury do odpadního potrubí řešen jako přerušený, aby bylo provozními podmínkami, nízkou teplotou, neodůvodněné odpouštění otopné vody viditelné. Absence přerušení odtoku je chyba a majitel by ji měl odstranit.

Tab. 9 Provoz a údržba
Závady během doby provozužádné
Čištění výměníku tepla1× za rok
Čištění kouřovodu3× ročně
Čištění skla2× měsíčně

Během vytápění nebyla u žádných krbových kamen a ani u otopné soustavy zjištěna žádná závada.

V zapojení otopné soustavy u tohoto domu je chybně natočený filtr na přívodu studené vody do teplovodního ventilu pojistného zařízení.

Dům č. 3 – RD Malenovice u Zlína

Obr. 14 Patrový RD Malenovice u Zlína
Obr. 14 Patrový RD Malenovice u Zlína

Středně velký patrový RD se 6 obytnými místnostmi je obývaný 3 dospělými osobami. Dům je obydlen trvale a vytápí se v něm během topné sezóny každý den. Denně se vytápí všechny i některé neobývané místnosti. V domě se vytápí celou zimu jak plynovým kotlem, tak i krbovou vložkou s výměníkem tepla. Krbovou vložkou se však nevytápí denně, ale nepravidelně 3 až 4× týdně.

Celý dům je dobře tepelně zaizolován. Dodatečná izolace domu postaveného v roce 1960 byla provedena z venkovní strany v roce 2010. Použitým tepelněizolačním materiálem je polystyrén, v obvodových stěnách o tloušťce 10 cm, ve stropu 15 cm. Ve všech místnostech jsou osazena tepelněizolační plastová okna se 2 skly. Součinitel prostupu tepla byl spočítán a jeho hodnota je 0,316 W/m2.K.

Tab. 10 Základní informace k vytápěnému domu
Zastavěná plocha [m2]95
Celkový vytápěný prostor domu [m3]320
Prostor vytápěný kamny [m3]80
Počet podlaží v domě celkem2
Počet podlaží vytápěných krbovou vložkou1
Tab. 11 Základní informace k vytápění krbovou vložkou KRATKI MAJA 12 BS
Tepelná ztráta domu [kW]10
Výkon vzduchový/do vody [kW]3/9–4/11
Vodní objem výměníku tepla [litrů]18
Spotřeba dřeva za topnou sezónu [m3]5
Doba používání kamen [topných sezón]8
Účinnost uvedená výrobcem [%]71–76
Teplota spalin na výstupu z topeniště [°C]?
Velikost expanzní nádoby [litrů]12
Jiný zdroj topeníplynový kotel
Obr. 15a Zdroje tepla pro vytápění: krbová vložka
Obr. 15b Zdroje tepla pro vytápění: plynový kotel

Obr. 15 Zdroje tepla pro vytápění; vlevo krbová vložka, vpravo plynový kotel
Obr. 16 Technické zázemí
Obr. 16 Technické zázemí

Různí prodejci uvádějí u tohoto výrobku různé technické údaje. Například krbová vložka s výměníkem tepla MAJA 12 má podle jednoho prodejce výkon vzduchový/do vody 3/9 kW, podle jiného 4/11 kW. Žádný prodejce neuvádí teplotu spalin.

Technické zázemí je situováno v místnosti, chodbě, sousedící s pokojem, kde jsou kamna umístěna. Za společnou stěnou je nezbytné zařízení k bezpečnému provozu otopné soustavy.

Pojistný ventil je umístěn v technickém zázemí, na obr. 15 není vidět. Odvod vody z pojistného ventilu je zajištěn měděnou trubkou do plechové nádoby umístěné v technickém zázemí. I v tomto domě je několik chyb v zapojení otopné soustavy:

  1. Pojistný ventil je zapojen na vratném potrubí
  2. Pojistný ventil je umístěn za uzávěrem
  3. Odtok od pojistného ventilu má menší dimenzi, než připouští norma

Přestože tato otopná soustava funguje s těmito závadami již 8 let, je třeba všechny chyby odstranit co nejdříve.

Bezpečnost provozu při výpadku elektrické energie je řešena záložním elektrickým akumulačním zdrojem, stejným jako u domu č. 1.

Tab. 12 Provoz a údržba
Závady během doby provozužádné
Čištění výměníku tepla (vložky)1× za 2 měsíce
Čištění kouřovodu3× ročně
Čištění skladenně

Závěr

Všechny domy používají krbová kamna k vytápění řadu let. Přestože jejich vytápění funguje bez problémů a zajišťuje tepelnou pohodu, zapojení otopné soustavy v žádném z domů není provedeno bez chyby. Hlavním důvodem je montáž bez výkresové dokumentace zpracované odborníkem. Tvrzení instalatérů, že takové soustavy montují už mnoho let a všechny vytápí bezchybně, může být sice pravdivé, ale při výskytu havarijních situací nemusí být soustavy spolehlivé a bezpečné. Bohužel mnoho instalatérů provádí montáže „z hlavy“, i když výkresovou dokumentaci mají k dispozici. Platí u nich pořekadlo, že zvyk je železná košile. Tím však na sebe přebírají veškerou zodpovědnost za dílo. V případě, že se jim při instalaci podle projektu něco nezdá, neodpovídá to jejich profesním zkušenostem, mají toto oznámit projektantovi, objednateli instalace, a pak se řídit jejich pokyny.

Používání krbových kamen s výměníkem tepla je moderní, a i výrobci a prodejci kamen hodně propagované. Pohled do krbu na plápolající plamen je příjemný a uklidňující. I tento způsob vytápění však vyžaduje dodržování určitých pravidel pro zajištění dostatečného přívodu spalovacího vzduchu, odvodu spalin, přikládání dřeva je spojeno s transportem paliva do místnosti s kamny, vybíráním popela a úklidem místnosti a případně i dalšími pracemi, což snižuje komfort tohoto způsobu vytápění. Stejně jako všude platí „něco za něco“. Nejdůležitější je vždy dodržení všech norem pro bezpečný provoz otopné soustavy.

Použitá a doporučená literatura

  1. Kit čerpadlo záložní zdroj
    (https://www.sigmashop.cz/cerpadla-a-cerpaci-technika/kit-dab-evosta-40-70/180-se-zaloznim-zdrojem-ade-60161177zd)
  2. ČSN EN 13240 Spotřebiče na pevná paliva k vytápění obytných prostorů – Požadavky a zkušební metody
  3. ČSN EN 13229 Vestavné spotřebiče k vytápění a krbové vložky na pevná paliva – Požadavky a zkušební metody
  4. ČSN 06 1008 Požární bezpečnost tepelných zařízení
  5. ČSN 06 0310 Tepelné soustavy v budovách – Projektování a montáž
  6. ČSN EN 12828 +A1 Tepelné soustavy v budovách – Navrhování teplovodních otopných soustav
  7. ČSN 06 0830 Tepelné soustavy v budovách – Zabezpečovací zařízení
 
English Synopsis
Experience of heating a family house with a fireplace stove with a hot-water heat exchanger

The effort to minimize heating costs leads some homeowners to use fireplace inserts or fireplace stoves with a hot-water heat exchanger. Operational costs will only limit the purchase of fuel. Possible ways include timber harvesting in the wood at its own expense, or the purchase of raw wood fuel and its modification by the owner of the family house. The RD, which meets current requirements for low energy consumption, is a big difference between the heat output of the stove in the room and the actual heat demand, and this is addressed by the heat distribution throughout the house via the hot water exchanger. Specific examples show that this is a possible and appropriate way. Unfortunately, the requirements for safe operation are not always met. Using the hot water heat exchanger, the same requirements as the hot water boiler are connected.

 

Hodnotit:  

Datum: 11.6.2018
Autor: Ing. Jaroslav Dufka   všechny články autora
Recenzent: doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (1 příspěvek, poslední 14.06.2018 14:14)


Témata 2018

Partneři - Kotle, kamna, krby

logo VIADRUS

CAD a BIM knihovny

Partneři - Vytápění

logo DANFOSS
logo ENBRA
logo THERMONA
logo FV PLAST
logo GEMINOX
 
 

Aktuální články na ESTAV.czByly vyhlášeny výsledky prestižní architektonické soutěže Brick Award 2018Nová řada kompozitních prken Atmosphere pro terasy a plotyVápenopískové tvárnice Silka – větší užitná plocha rodinného domu díky tenkému zdivuKam bude směřovat budoucnost dřevostaveb?