Dystrybucja gorącego powietrza grawitacyjna czy wymuszona, jak współpracuje z wkładem kominkowym?

Wybór nie powinien jednak sprowadzać się do pytania: grawitacja czy turbina? Liczą się również moc wkładu, straty ciepła budynku, długość i średnice kanałów, ich izolacja, rozmieszczenie nawiewów oraz sposób wentylacji domu.

Jak działa dystrybucja gorącego powietrza?

Zasada działania DGP, czyli Dystrybucji Gorącego Powietrza, jest stosunkowo prosta. Ogień ogrzewa korpus wkładu kominkowego oraz elementy przewodu odprowadzającego spaliny. Powietrze, przepływające wokół rozgrzanego wkładu, odbiera od niego energię, ogrzewa się i następnie może zostać skierowane kanałami do innych pomieszczeń.

Warto przy tym rozdzielić trzy rzeczy, które bywają błędnie utożsamiane: powietrze potrzebne do spalania drewna, powietrze ogrzewane i rozprowadzane przez DGP oraz powietrze wentylacyjne budynku. Są to różne funkcje instalacji.

W nowoczesnym, szczelnym domu szczególnie ważne jest zapewnienie wkładowi odpowiedniej ilości powietrza do spalania, najlepiej przewidzianym do tego doprowadzeniem zewnętrznym.

DGP współpracuje z wkładem kominkowym

Sercem takich układów są odpowiednio dobrane wkłady kominkowe powietrzne. Nie należy jednak dobierać jego mocy wyłącznie na podstawie powierzchni domu. Dwa budynki o powierzchni 150 m² mogą mieć zupełnie inne zapotrzebowanie na ciepło.

Znaczenie mają między innymi:

• izolacyjność ścian, dachu i podłogi,
• powierzchnia i parametry okien,
• szczelność budynku,
• kubatura pomieszczeń,
• temperatura projektowa dla danej lokalizacji,
• sposób wentylacji,
• rzeczywista temperatura oczekiwana przez użytkowników.

Dlatego punktem wyjścia powinno być obliczenie zapotrzebowania budynku na moc cieplną, a nie zasada typu „1 kW na określoną liczbę metrów”.

Stąd też potrzebna jest pomoc fachowców, takich jak Defro Home, który od ponad 50 lat buduje pozycję lidera w branży grzewczej w Polsce i chwali się największym doświadczeniem w branży oraz gwarantuje, że sprawą zajmują się eksperci z wieloletnim doświadczeniem.

Powietrze, przepływające pomiędzy wkładem, a jego obudową ogrzewa się i następnie trafia do komory nad wkładem, potem dalej do kanałów DGP. Od tego miejsca mamy dwie podstawowe możliwości: ruch grawitacyjny albo wymuszony.

DGP grawitacyjne – ogrzewanie bez wentylatora

Grawitacja wykorzystuje podstawowe zjawisko fizyczne: ogrzane powietrze ma mniejszą gęstość od chłodniejszego i unosi się.

Nie potrzeba więc turbiny ani energii elektrycznej do napędzania obiegu. To największa zaleta tego rozwiązania.

Instalacja jest:

• prosta,
• cicha,
• stosunkowo tania,
• niezależna od zasilania elektrycznego,
• pozbawiona mechanicznego wentylatora wymagającego serwisowania.

Ma jednak istotne ograniczenia. Siła powodująca przepływ jest niewielka. Dlatego przewody powinny być możliwie krótkie, mieć małe opory i odpowiednio duże przekroje. W materiałach technicznych dotyczących DGP jako praktyczne ograniczenie układów grawitacyjnych wskazuje się przewody o długości około 3 metrów, przy możliwie podobnej długości poszczególnych odnóg. Typowe średnice okrągłych kanałów DGP to 100, 125 i 150 mm.

Grawitacja dobrze sprawdza się więc przede wszystkim wtedy, gdy chcemy dostarczyć ciepło do pomieszczeń znajdujących się blisko kominka – przykładowo do sąsiedniego pokoju albo pomieszczeń na kondygnacji powyżej. Nie jest natomiast dobrym rozwiązaniem do prowadzenia długich przewodów przez rozległy budynek.

Wymuszona DGP – gdy ciepło trzeba wysłać dalej

W systemie wymuszonym naturalny ruch powietrza wspomaga specjalny aparat nawiewny, potocznie nazywany turbiną. Wentylator wytwarza różnicę ciśnień, umożliwiającą pokonanie oporów kanałów, kolan, rozgałęzień, filtrów i kratek.

Dzięki temu instalacja może mieć większy zasięg i obsługiwać więcej pomieszczeń niż prosty system grawitacyjny. To rozwiązanie daje również znacznie większe możliwości regulacji. Można sterować wydajnością aparatu nawiewnego, regulować poszczególne odnogi oraz lepiej równoważyć ilość powietrza dostarczanego do różnych pomieszczeń.

Pojawia się jednak cena za tę elastyczność. System wymuszony:

• potrzebuje energii elektrycznej,
• jest droższy,
• wymaga właściwego doboru wentylatora,
• może generować hałas, jeśli zostanie źle zaprojektowany,
• wymaga konserwacji i czyszczenia filtrów.

Dlatego większa turbina nie oznacza automatycznie lepszego systemu.

Projektant powinien uwzględnić straty ciśnienia w kanałach i wymagany przepływ powietrza, a dopiero na tej podstawie dobrać aparat nawiewny.

Grawitacja czy wentylator?

Nie istnieje jedna odpowiedź odpowiednia dla każdego domu. Grawitację warto rozważyć, gdy kominek znajduje się centralnie, ogrzewanych ma być kilka pobliskich pomieszczeń, przewody mogą być krótkie i zależy nam na całkowicie cichej pracy oraz niezależności od energii elektrycznej.

Obieg wymuszony ma przewagę, gdy dom jest większy, pomieszczenia są bardziej oddalone od kominka, kanały muszą być dłuższe, albo zależy nam na możliwości regulacji przepływu.

Jest jeszcze jeden aspekt. Przy małym przepływie grawitacyjnym powietrze może osiągać wysoką temperaturę. Źródła branżowe zwracają uwagę na ryzyko przegrzewania i pirolizy osiadającego kurzu. W układzie wymuszonym łatwiej zastosować filtrację, a większy przepływ ogranicza nadmierne nagrzewanie powietrza.

Kanał jest równie ważny jak kominek

Jednym z częstszych błędów jest wydanie dużych pieniędzy na wkład kominkowy i oszczędzanie na kanałach. To błąd. Przewody DGP powinny być wykonane z materiałów przeznaczonych do transportowania powietrza o podwyższonej temperaturze, mieć odpowiednie przekroje i możliwie małe opory przepływu.

Okrągłe kanały mają pod tym względem naturalną zaletę – przy prawidłowym doborze zapewniają niewielkie opory, a ich izolowanie jest stosunkowo proste.

Każde: kolano, przewężenie, rozgałęzienie, długa rura, niewłaściwie dobrana kratka - zwiększa opór instalacji.

W systemie grawitacyjnym może to wręcz zatrzymać skuteczną dystrybucję. W wymuszonym oznacza konieczność zwiększenia sprężu wentylatora, co może przełożyć się na większy hałas i pobór energii.

Izolacja kanałów – niewidoczny element, który decyduje o sprawności

Kanał, przebiegający przez nieogrzewane poddasze bez właściwej izolacji, zachowuje się jak grzejnik ustawiony w miejscu, którego wcale nie chcemy ogrzewać. Część energii zostanie oddana zanim powietrze dotrze do docelowego pokoju. Dlatego izolacja przewodów DGP jest szczególnie istotna w strefach nieogrzewanych. Materiały branżowe wskazują również, że izolacja pomaga ograniczać hałas instalacji.

Materiały używane przy gorących kanałach muszą być przystosowane do występujących temperatur i wykonane zgodnie z wymaganiami systemu oraz przepisami przeciwpożarowymi. Nie należy zastępować ich przypadkowymi materiałami izolacyjnymi.

Gdzie powinny znaleźć się nawiewy?

Rozmieszczenie kratek i anemostatów ma wpływ na komfort niemal równie duży jak moc samego kominka. Powietrze powinno być dostarczane tak, aby mogło wymieszać się z powietrzem znajdującym się w pomieszczeniu. Trzeba jednocześnie zapewnić mu drogę powrotną.

Jeżeli ogrzane powietrze wtłaczamy do sypialni, ale szczelne drzwi uniemożliwiają jego wypływ, tworzymy problem z cyrkulacją. Pomagają odpowiednio zaprojektowane szczeliny, kratki transferowe lub inne rozwiązania przewidziane przez projektanta.

Dlatego projektowanie DGP jako zestawu rur „od kominka do każdego pokoju” jest niewystarczające. Trzeba myśleć o pełnej drodze cyrkulacji powietrza.

DGP to nie wentylacja

Dystrybucja gorącego powietrza nie zastępuje wentylacji budynku. DGP przede wszystkim recyrkuluje i ogrzewa powietrze wewnętrzne. Wentylacja natomiast odpowiada za wymianę zużytego powietrza na świeże i usuwanie między innymi wilgoci oraz zanieczyszczeń.

Dom nadal potrzebuje prawidłowo działającej wentylacji – grawitacyjnej, mechanicznej albo innego prawidłowo zaprojektowanego rozwiązania. Szczególnej uwagi wymaga współpraca paleniska z mechanicznym wyciągiem. Polskie warunki techniczne zabraniają stosowania mechanicznej wentylacji wyciągowej w pomieszczeniu z paleniskiem pobierającym powietrze do spalania z pomieszczenia i wykorzystującym grawitacyjne odprowadzanie spalin. Przepisy przewidują wyjątek dla odpowiednio rozwiązanej wentylacji nawiewno-wywiewnej zrównoważonej lub nadciśnieniowej.

To kwestia bezpieczeństwa, ponieważ nadmierne podciśnienie może zakłócić prawidłowy ciąg kominowy. Dlatego przy kominku, rekuperacji, okapie kuchennym i innych urządzeniach przemieszczających duże ilości powietrza instalacje trzeba rozpatrywać jako jeden układ ciśnień w budynku, a nie jako niezależne urządzenia.

Co zmienia termomodernizacja?

Załóżmy, że kominek przez lata skutecznie ogrzewał nieocieplony dom.

Następnie właściciel: ociepla ściany, izoluje dach, wymienia okna, ogranicza mostki termiczne, poprawia szczelność budynku.

Zapotrzebowanie na ciepło spada. I nagle ten sam wkład kominkowy może być za duży. Pojawia się przegrzewanie salonu, konieczność ograniczania palenia i trudność w utrzymaniu komfortowej temperatury. Dlatego po poważnej termomodernizacji warto ponownie ocenić zapotrzebowanie cieplne budynku.

Zmienia się również kwestia powietrza. Stary, nieszczelny dom otrzymywał dużą ilość powietrza przez nieszczelności okien i przegród. Po wymianie stolarki i uszczelnieniu budynku ten niekontrolowany dopływ drastycznie maleje.

Dlatego, w zmodernizowanym domu jeszcze większego znaczenia nabierają kontrolowane doprowadzenie powietrza do spalania oraz prawidłowo zaprojektowana wentylacja.

DGP po termomodernizacji może pracować zupełnie inaczej

Jeżeli straty budynku zostaną ograniczone, do utrzymania temperatury potrzeba mniej energii. Oznacza to, że dobrze zaprojektowany system DGP może ogrzewać większą część budynku przy mniejszej intensywności palenia. Nie oznacza to jednak, że należy automatycznie pozostawić wszystkie parametry instalacji bez zmian. Po kompleksowej termomodernizacji należy sprawdzić: nowe zapotrzebowanie cieplne → moc wkładu → przepływy DGP → wentylację → dopływ powietrza do spalania.

To jeden system energetyczny budynku.

Najważniejszy jest projekt, nie sama turbina. Dobrze wykonana instalacja DGP może być prostym i skutecznym sposobem wykorzystania energii produkowanej przez kominek. Źle wykonana będzie natomiast powodowała przegrzewanie jednych pomieszczeń, niedogrzewanie innych, hałas i duże różnice temperatur.

Grawitacja jest atrakcyjna dzięki prostocie i niezależności od prądu, ale jej możliwości są ograniczone. System wymuszony daje większy zasięg i kontrolę, lecz wymaga prawidłowych obliczeń i wykonania.

Artykuł sponsorowany