Wytyczne projektowe i prawne dla systemów DGP

Kominek stanowi bardzo wydajne i ekonomiczne zródło ciepła w budynku. Budowa rozprowadzenia pozwala na stworzenie z niego skutecznego i taniego systemu grzewczego. Taniego, gdyż w przypadku wiekszości instalacji - koszt elementów i montażu systemu DGP stanowi nie więcej niż 20% kosztu budowy kominka z zamknięta komora spalania (z wkładem kominkowym). Tylko kominki posiadające wkład kominkowy umożliwiaja budowę systemu DGP. Kominki z zamknięta komorą spalania posiadają dalekowiekszą sprawność (przeciętnie około 70%, przy około 20%w przypadku kominków z otwartym paleniskiem).

Decydując się na zakup wkładu kominkowego, który bedzie służył nam do ogrzewania mieszkania czy domu, a ogień w nim nie będzie rozpalany tylko okazjonalnie, powinniśmy zastanowić sie nad zakupem wkładu przeznaczonego do ciagłego palenia. Wkłady tego typu są skonstruowane w specjalny sposób, który zwiększa zdecydowanie ich trwałość i odporność na długotrwale utrzymujacą sie wysoką
temperaturę.

Wszystkie wkłady kominkowe posiadają specjalne ożebrowanie, które działa jak radiator - poprzez duzą powierzchnię, bardziej efektywnie oddaje ciepło do otoczenia. Wybór palenisk na rynku jest dziś bardzo duży. Przed decyzją zakupu należy poradzić sie eksperta, który doradzi jaki wkład bedzie najbardziej pasował do instalacji, zarówno pod wzgledem mocy nominalnej, przeznaczenia (do ciągłego palenia lub nie), funkcjonalności, jak i estetyki. Należy pamietać, iż w myśl obowiązujacego prawa, kominek nie może być jedynym zródłem ciepła - a jedynie moze służyć jako uzupełnienie istniejąej instalacji grzewczej. Powodem tego typu regulacji jest chęć zapewnienia ogrzewania budynku w przypadku długotrwałej nieobecnosci mieszkanców. Dlatego też instalacja kominka nie zwalnia od konieczności posiadania w budynku niezależnej instalacji grzewczej CO.

Sposób ogrzewania domu kominkiem został prawnie uregulowany na mocy nowelizacji Rozporzadzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadac budynki i ich usytuowanie Dz. U.Nr 75 z 2002 poz. 690 § 132


Kominki opalane drewnem z otwartym paleniskiem lub zamkniętym wkładem kominkowym mogą być instalowane wyłacznie w budynkach jednorodzinnych, mieszkalnych w zabudowie zagrodowej i rekreacji indywidualnej oraz niskich budynkach wielorodzinnych, w pomieszczeniach:
 

• o kubaturze wynikającej ze wskaznika 4m2/kW nominalnej mocy cieplnej kominka, lecz nie mniejszej niż 30m,
• spełniających wymagania dotyczącej wentylacji o których mowa w§ 150 ust. 9, posiadające przewody kominowe określone w § 140 ust. 1 i 2 oraz §145 ust.1, w których możliwy jest dopływ powietrza do paleniska kominka w ilości:
• co najmniej 10m2/h na 1 kW nominalnej mocy cieplnej kominka dla kominków o obudowie zamkniętej,
• zapewniającej nie mniejszą predkość przepływu powietrza w otworze komory spalania niś 0,2m/s dla kominków o obudowie otwartej.
   

Pomieszczenie, w którym znajduje sie kominek powinno spełniać wszystkie warunki i wymagania dla jego prawidłowej eksploatacji. Musi istnieć mozliwość odprowadzenia spalin poprzez komin o odpowiednich parametrach technicznych oraz sprawna wentylacja nawiewno - wywiewna całego pomieszczenia. Niezbędnym jest przestrzeganie określonych zasad montażu, w tym własciwe zestawienie elementów i rozmieszczenie kratek nawiewnych. W budynku ogrzewanym przez kominek musi być zachowana właściwa cyrkulacja powietrza pomiędzy ogrzewanymi pomieszczeniami, a pomieszczeniem w którym znajduje sie kominek. Ciepłe powietrze rozprowadzone rurami, po schłodzeniu, musi miec mozliwość powrotu do kominka.


Dystrybucja gorącego powietrza - projektowanie instalacji
Straty mocy cieplnej ogrzewanych pomieszczeń - dobór mocy kominka

Moc kominka dobieramy w zalezności od izolacji budynku i powierzchni ogrzewanej, wyliczając ją z bilansu cieplnego budynku.

Straty mocy cieplnej ogrzewanego pomieszczenia:

Q= A x k x (tw - tz)  [W]

gdzie:
A -  powierzchnia ogrzewana (scian, podłóg, sufitu itp.)  [m²]
k - współczynnik przenikania ciepła przez przegrody budowlane (średni przyjęty na przykład z projektu budowlanego domu) [W/m²K]
(t_w - t_z)  - zakładana różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia (domu) [°C]


Można je wyliczyć w sposób uproszczony:

Q= V x G x (t_w - t_z) [W]

gdzie:
V - kubatura pomieszczeń ogrzewanych [m³]

Można przyjąć:
G - średni współczynnik przenikania ciepła [W/m³°C]
G=0,75 dla budynków dobrze izolowanych
G=0,90 dla budynków srednio izolowanych
G=1,20 dla budynków o słabej izolacji
(t_w - t_z) - zakładana różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz pomieszczenia (domu) [°C]


Dobór instalacji dystrybucji goracego powietrza

System dystrybucji gorącego powietrza powinien być starannie zaprojektowany dla potrzeb konkretnego domu, zaleca się, by był on już przewidziany na etapie projektowania budynku. Aby właściwie dobrać rodzaj systemu (grawitacyjny, czy wymuszony) oraz aby poprawnie skomponować jego elementy trzeba wykonać zestaw obliczeń. Wyliczenia te mają na celu zapewnienie skuteczności działania instalacji czyli zapewnić, iż powietrze ogrzewane przez kominek dotrze do wszystkich zaplanowanych pomieszczeń oraz, że jego temperatura będzie wystarczająca dla ich ogrzania. Obliczenia te mozna wykonac samodzielnie, zaleca się jednak ich przeprowadzenie przez fachowca (projektanta, firmę instalacyjna).

Jeśli powierzchnia do ogrzania jest niewielka a pomieszczenia do ogrzania znajduja się w niewielkiej odległości od kominka (tak, by przewody instalacji nie miały wiecej niż 4-5m długości), można zdecydować się na system grawitacyjny, który jest tańszy a dla niewielkich powierzchni zapewni wystarczającą wydajność (różnica temperatury wywołująca ruch ciepłego powietrza ku górze bedzie wystarczająca do pokonania odległości od kominka do wylotu przewodu grzewczego). Ta niewielka odległość kominka do nawiewów oraz stosunkowo mała predkość krążącego powietrza powoduje, iż osiąga ono znaczną temperaturę, co może prowadzić do przypalania się kurzu (pirolizy) na wylocie z kratek lub anemostatów. Dlatego też obecnie raczej odchodzi się od tego typu rozwiazań. Chcąc ogrzać wiekszą powierzchnię lub cały dom, powinniśmy zdecydować się na system wymuszony, którego centralny punkt - aparat nawiewny - bedzie zasysał powietrze z okapu kominka i tłoczył je do nawet bardzo odległych wylotów.

Przy wyborze systemu wymuszonego musimy sprawdzić czy możliwe będzie wydajne ogrzanie tej powierzchni kominkiem - obliczając strumień powietrza potrzebnego do jej ogrzania i straty ciśnienia na poszczególnych odnogach systemu. Otrzymany wynik pozwoli nam na dobranie własciwego typu aparatu nawiewnego oraz przy zastosowaniu regulatora obrotów lub Automatycznego Regulatora Obrotów, na dokładne dopasowanie jego wydajności do potrzeb konkretnej instalacji. Jeśli otrzymana wartość wydatku powietrza jest większa niż wydajność największego aparatu nawiewnego lub jego spręż jest niewystarczający dla pokonania strat ciśnienia instalacji, należy zastanowić się nad zmianą konstrukcji instalacji, albo ograniczając powierzchnię do ogrzania, albo projektując układ z dwoma aparatami nawiewnymi.
Poniżej przedstawiamy krok po kroku schemat obliczeń, które należy wykonać aby dokładnie sprawdzić skuteczność projektowanego systemu dystrybucji gorącego powietrza z kominka. Szczegółowe wzory, tabele oraz przykładowe obliczenia znajdują się w pełnej wersji niniejszego artykułu.


Kolejność obliczeń

Decydując się na zastosowanie systemu DGP w domu należy w pierwszej kolejności obliczyć zapotrzebowanie pomieszczeń na ciepło. Wynik - nominalna moc kominka - uzyskujemy w watach i mniej więcej pokrywa się z orientacyjną zasadą, ze 1[kW] mocy nominalnej kominka ogrzewa srednio 10 [m] powierzchni domu (o standardowej wysokości pomieszczeń).

Moc nominalna jest to moc kominka uśredniona w czasie, a nie moc maksymalna, jaka najczęściej jest podawana przez producenta. Moc maksymalna jest osiągana przez krótki okres czasu. Trzeba wziść pod uwagę również sprawność kominka, która wynosi około 70%. Czyli 70% energii powstającej podczas spalania drewna odzyskuje się w postaci ciepła.

Następnym krokiem jest obliczenie realnej mocy kominka oraz zapotrzebowanie na ciepło 1 m2 powierzchni i m3 kubatury budynku poprzez podzielenie mocy realnej przez powierzchnię i kubaturę budynku. Wyniki otrzymamy w W/m2 oraz W/m3.

Posiadając te dane możemy przystąpić do obliczania strumienia powietrza nawiewanego do pomieszczeń, do których bedzie dostarczane ciepłe powietrze z kominka. Należy teraz wyliczyć zapotrzebowanie na ciepło jako iloczyn ich powierzchni i jednostkowego zapotrzebowania na ciepło. Strumień powietrza wyliczymy jako iloczyn kubatury i zakładanej krotności wymian powietrza.


Strumień nawiewanego powietrza

Obliczenia należy rozpocząć od wyliczenia objetości nawiewanego powietrza na godzinę (strumień powietrza) potrzebnego do ogrzania pomieszczenia do temperatury tw  z uwzględnieniem strat ciśnienia wynikających z oporów przepływu w kształtkach, fitrach, bypassach, anemostatach itd.

Po wyliczeniu strumienia powietrza potrzebnego do ogrzania domu, posługując się charakterystyką aparatów nawiewnych należy dobrać właściwy typ zważając by przy zakładanej wydajności posiadał jeszcze odpowiedni spręż. Na podstawie powyższych wyliczeń z wykresu wydajności aparatu nawiewnego można wstępnie dobrać aparat nawiewny.

Posiadając dobrany aparat nawiewny możemy przystąpić do obliczanie strat ciśnienia w instalacji nawiewnej. Należy obliczyś opory przepływu jakie stwarzają poszczególne nitki instalacji wraz ze wszystkimi znajdującymi się po drodze kształtkami, filtrami (bypassem) oraz elementami dyfuzyjnymi (anemostatami). Wszystkie dane dotyczące elementów systemu zostały dla wiekszej przejrzystosci zebrane wtabele przez producenta systemu a wyliczenia można dokonywać dla wersji instalacji na kształtkach okragłych i prostokatnych.

Jest sprawą oczywistą, że różne pomieszczenia w budynku znajdują się w różnej odległości od aparatu nawiewnego co za tym idzie długość kanałów rozprowadzających różni się. Aby wyrównoważyć ilość powietrza nawiewanego i uniknąć niedogrzania pomieszczeń bardziej odległych należy zastosować przepustnice lub dokonać regulacji anemostatem (przymknięcia) w pomieszczeniach, do których prowadzą najkrótsze kanały. 

Aby w pełni wykorzystać mozliwości grzewcze kominka i układu dystrybucji ciepłego powietrza, instalacje takie powinny być planowane już na etapie projektowania domu, wtedy montaż systemu jest najtańszy i zapewnia dzięki optymalizacji przebiegu kanałów grzewczych najwiekszą efektywność działania.


Pełna treść artykułu: Wytyczne projektowe.pdf

Szczegóły: www.systemkominkowy.com

Prezentacja interaktywna: http://www.darco.com.pl/prezentacja-interaktywna/