Cechą pieców na paliwo stałe lub płynne jest niska sprawność ogólna. Podczas spalania tego typu paliw powstaje duża ilość energii cieplnej, jednak główna jej część wraz z produktami spalania trafia do atmosfery. Ogrzewanie można poprawić instalując dodatkowy wymiennik ciepła na rurze kominowej.
Zasada działania
Na wyjściu z kotła temperatura gazowych produktów spalania paliwa może osiągnąć 600°C lub więcej. Aby zapewnić prawidłowy ciąg w kominie, takie nagrzewanie jest nadmierne, a w niektórych przypadkach wręcz szkodliwe, gdyż może prowadzić do przegrzania konstrukcji.
Bardziej racjonalne jest wykorzystanie nadmiaru ciepła zawartego w spalinach do przygotowania ciepłej wody lub konieczność dodatkowego podgrzewania cieczy lub powietrza. Jednocześnie nie wpłynie to na wydajność pieca, a ilość dodatkowej mocy może osiągnąć kilka kilowatów.
Odprowadzenie nadmiaru mocy cieplnej odbywa się za pomocą dodatkowego wymiennika ciepła zamontowanego na kominie. Wymiennik ciepła umieszczony jest na zewnątrz komina . Nie zaleca się instalowania go wewnątrz komina, ponieważ spowoduje to słaby ciąg, szybkie gromadzenie się sadzy i intensywne tworzenie się kondensatu w zimnych porach roku.
Jako nośnik ciepła dla takiego wymiennika ciepła można zastosować powietrze i wodę. Powietrze jest zwykle wykorzystywane do zorganizowania dodatkowego ogrzewania powietrza. Wodę można wykorzystać zarówno do ogrzewania jak i ciepłej wody użytkowej.
Cechy konstrukcyjne. Opcje wdrożenia
Najczęściej dodatkowe wymienniki ciepła są rozmieszczone w postaci następujących konstrukcji:
- wężownica z zewnątrz rury dymowej;
- koszula wodna Jest to hermetyczny cylinder wypełniony płynem chłodzącym, który umieszcza się na kominie. Aby zwiększyć efektywność odprowadzania ciepła, często odcinek komina pod płaszczem wodnym dzieli się na kilka kanałów o mniejszej średnicy;
- hamulec kominowy. W przypadku urządzenia takiego wymiennika ciepła komin układa się nie pionowo, ale w wężu. Zwiększa to powierzchnię kontaktu z otoczeniem, a co za tym idzie, ilość usuwanej mocy cieplnej.
Ostatnia opcja nadaje się tylko do lokalnego ogrzewania w bezpośrednim sąsiedztwie kotła lub pieca. Pierwsze dwa można wykorzystać do organizacji ciepłej wody użytkowej i ogrzewania cieczy.
Główną cechą wymienników ciepła do kominów jest intensywne usuwanie gazów spalinowych. Z jednej strony wydajna wymiana ciepła pozwala ograniczyć straty kosztownego ciepła. Z drugiej strony działanie takiego urządzenia może spowodować, że odcinek komina pod wymiennikiem ciepła będzie zawsze chłodny. Może to prowadzić do kondensacji.
Istnieje kilka sposobów pozbycia się kondensacji wilgoci w kominie:
- za pomocą akumulatora ciepła dla obiegu cieczy. Dodatkowy zbiornik w systemie wyeliminuje ryzyko dostarczenia do komina zbyt zimnego płynu;
- dodatkowy wymiennik ciepła został zaprojektowany w taki sposób, że zawsze można go szybko zdemontować, wyczyścić i ponownie zamontować;
- moc urządzenia dobierana jest w taki sposób, aby produkty spalania w obszarze nad nim utrzymywały odpowiednio wysoką temperaturę niezbędną do zapewnienia trakcji.
Stal nierdzewna jest zwykle wykorzystywana jako materiał do wykonywania urządzeń dodatkowej wymiany ciepła. Jest odporny na zmiany temperatury i łatwo daje się polerować, dzięki czemu kondensat szybko odpływa i nie przyczynia się do powstawania sadzy.
Wymiennik ciepła do komina z ogrzewaniem wodnym domu
Jedną z najbardziej racjonalnych opcji organizacji takich systemów jest wąż miedziany o małej średnicy owinięty wokół komina. W przypadku średniego domu prywatnego optymalne odprowadzanie ciepła można zapewnić nawijając 3-4 metry rur o średnicy ¾ cala. Próba ciasnego styku z rurą oddymiającą nie ma sensu, gdyż może to doprowadzić do nadmiernego odprowadzania ciepła i zakłócenia ciągu w rurze.
Aby zapobiec tworzeniu się kondensatu w kominie, zaleca się stosowanie zasobników ciepła. Pojemność takich zbiorników obliczana jest indywidualnie w zależności od mocy kotła i dodatkowego wymiennika ciepła, a także biorąc pod uwagę objętość krążącego chłodziwa.
Opcja z płaszczem wodnym jest nieco trudniejsza do wdrożenia, ponieważ podczas instalowania takiego systemu mogą pojawić się trudności z instalacją cylindrycznego zbiornika na już funkcjonującym kominie. Jednocześnie takie konstrukcje są bardziej kompaktowe ze względu na lepsze odprowadzanie ciepła.
Całkiem możliwe jest wykorzystanie do ogrzewania domu wyłącznie energii gazów odprowadzanych z kotła, jednak nie zawsze jest to racjonalne. Z reguły podobne konstrukcje są stosowane wyłącznie jako pomocnicze dla głównych systemów grzewczych.
Wymiennik ciepła dla komina łaźni
W przypadku pieca kąpielowego niezwykle rzadko stosuje się odprowadzanie ciepła z komina do celów grzewczych. Piece do kąpieli z reguły mają znaczną moc, która jest niezgodna z mocą pośrednich urządzeń grzewczych. Dlatego rozsądniej jest uznać piec za główne urządzenie grzewcze. Wymienniki ciepła do rur dymowych mogą przydać się jedynie do organizacji dodatkowego ogrzewania w szatniach, korytarzach i innych pomieszczeniach, które nie mają bezpośredniego kontaktu z piecem.
Jednocześnie odbiornik ciepła zainstalowany na rurze jest w stanie zapewnić dostarczanie ciepłej wody.
Wady użytkowania
Przy wszystkich udogodnieniach i oczywistych oszczędnościach wymienniki ciepła na rurze kominowej mogą być mylone z jednym poważnym problemem: trudnością w regulacji mocy. Zatrzymanie nagrzewania chłodziwa podczas pracy kotła lub pieca wannowego jest prawie niemożliwe. Jeśli obwód zostanie zablokowany, woda, która zatrzymała się w odbiorniku ciepła, szybko się przegrzeje, zagotuje i zniszczy całą konstrukcję. Dlatego podgrzaną wodę trzeba wlać do osobnego pojemnika, co nie zawsze jest wygodne.
Szybkość podgrzewania wody można zmniejszyć zakrywając komin szybrami. Jednakże takie działania mogą zakłócić pracę kotła lub pieca, co może doprowadzić do zatrucia tlenkiem węgla, pożaru i innych niefortunnych konsekwencji. Rozwiązaniem problemu może być ułożenie obejścia – komina równoległego. Jednak w tym przypadku koszt instalacji wzrasta, a cała konstrukcja okazuje się bardzo nieporęczna.
Dlatego przed zainstalowaniem dodatkowego wymiennika ciepła na rurze rozsądnie będzie dokładnie rozważyć wszystkie zalety i wady stosowania takich systemów, a także określić ich charakterystykę mocy. Do rozwiązywania takich zadań najlepiej zaangażować doświadczonego specjalistę.