Krb alebo kachľová pec v modernom dome

Celosvetový vývoj v oblasti spotreby energií, znižujúce sa zásoby ropy a riziká s obmedzením dodávok zemného plynu sú hlavnými príčinami nárastu cien jednotlivých komodít na výrobu tepelnej energie a tým samozrejme aj trvalo sa zvyšujúce ceny tepelnej energie. Odpoveď poslednej doby na tento vývoj je práve hľadanie variant stavieb, ktorých energetická náročnosť je pokiaľ možno najnižšia, ale samozrejme aj hľadanie alternatívnych zdrojov, ktorých prevádzka nie je závislé na spaľovaní fosílnych palív alebo elektrickej energie. Na nasledujúcich riadkoch by sme radi vrhli jasnejšie svetlo na alternatívne zdroje (krby alebo kachľové pece) ktoré sú vhodné na použitie v moderných domoch.

Energetická potreba

Súčasné trendy v oblasti výstavby domov sa značne orientujú na energetickú náročnosť. Klasifikovaná hranica tepelného príkonu budovy pre zaradenie do kategórie nízkoenergetických domov je na úrovni
< 50W/m2. Keď vychádzame z obytnej plochy 150 m2, dostávame maximálne tepelné straty objektu na úrovni okolo 7500 W. Reálne sa však teploty väčšinou nepohybujú na úrovniach -15 °C, -18 °C, čo sú hraničné hodnoty pre prepočet tepelného príkonu budovy. Preto priemerná tepelná potreba týchto objektov je oveľa nižšia.

Použiteľnosť teplovzdušného krbu pre nízkoenergetický dom

Všeobecne je teplovzdušný krb ako stavebný typ pri domácej výstavbe alternatívneho zdroja najpoužívanejší. Pre priestory v nízkoenergetických domoch však jeho základný variant za normálnych okolností vhodný nie je. Dôvodov je viac. Prvým nedostatkom je, často želané, veľké presklenie. Krbová vložka cez toto predné sklo vysála 30-60% tepla do priestoru, v ktorom sa nachádza. Predstavte si, že Vaša obývačka má 40 m2 a jej maximálne tepelné straty sú na úrovni 40 m2 * 50 W/m2, to je spolu 2000 W. Predpokladáme, že krbová vložka inštalovaná v tomto priestore má výkon 10 kW, a má stredne veľké presklenie, cez ktoré vysála 40% celkovej energie. Pri výkone 10 kW teda vysála cez sklo 4000 W. Keďže naše maximálne straty sú 2000 W, máme k dispozícii 2 krát viac energie len cez samostatné sklo ako naša obývačka celkovo potrebuje. Ak by sa vám aj ostatnú teplovzdušnú zložku tepla z krbu podarilo ideálne rozviesť do zvyšnej časti domu, stále náš výkon 10 kW o 2,5 kW presahuje maximálne tepelné straty modelového domu (obytná plocha 150 m2, maximálne tepelné straty 50 W/m2). Možno si poviete, že výkony vložiek sú regulovateľné. To je pravda! Regulovateľnosť výkonu sa však pohybuje len v určitom rozsahu. Ak chcete mať aspoň stredne veľké presklenie kvôli optike pohľadu, tak dolná hranica regulovateľného výkonu väčšinou leží na úrovni 6-7 kW. Z pohľadu celkovej energetickej bilancie to nevyzerá zle. Musíme sa však pozrieť ešte na dva fakty. Prvým je, že i teraz máme podiel sálania zo skla vložky na úrovni 2,4-2,8 kW, čo je viac ako naša obývačka pri hraničných teplotách potrebuje. Druhým faktom je, že výkon 6-7 kW zodpovedá pri 70% účinnosti spálenia 2-2,3 kg dreva. Jedná sa cca o 2 stredne veľké polienka. Ruku na srdce koho z Vás takéto množstvo dreva v ohnisku a z toho vyplývajúci vzhľad ohňa uspokojí? Naše skúsenosti hovoria, že najobľúbenejšia veľkostná dávka paliva je niekde na úrovni 5 kg a vyššie. Toto sú podstatné dôvody, o ktoré sa opiera tvrdenie o nevhodnosti klasickej základnej varianty teplovzdušného krbu pre nízkoenergetické stavby. Do úvahy v podstate prichádzajú len menšie varianty krbových vložiek s presklením, ktorého výkon zodpovedá veľkosti príslušnej. Taktiež variant obstavby v klasickom teplovzdušnom prevedení nie je vhodný. Je potrebné siahnuť po sálavých stenách, akumulačnom jadre, či hypokaustovom prevedení bez teplovzdušného obehu. Pokiaľ predsa len nie ste pripravený stotožniť svoju predstavu s niečím iným ako je krb, poraďte sa v niektorej z odborných firiem ohľadom použiteľnosti tejto alternatívy vo Vašom nízkoenergetickom dome.

Ideálne alternatívne zdroje pre nízkoenergetické domy.

Trendy v oblasti alternatívnych zdrojov pre nízkoenergetické domy jednoznačne smerujú k použitiu sálavých akumulačných diel. Jedná sa o akumulačné kachľové a omietané pece, ktoré sú riešené formou hypokaustov, to znamená so vzduchovou medzerou alebo hybridné kombinované varianty diel, kde je použitá špeciálna liatinová vložka do kachľovej pece a prevedenie akumulačnej časti je tiež formou hypokaustu. Prečo, by práve tieto druhy diel mali byť tými najvhodnejšími?

Spaľovanie dreva v kachľových peciach prebieha dávkovo. To znamená každých 12 hodín (ráno a večer) sa priloží dávka dreva. Dvierka pece sú menšie, alebo v prípade väčších sú riešené dvojitým sklom, ktoré výrazne obmedzuje množstvo vysálaného tepla. Dávka, ktorá sa prikladá, môže byť podstatne väčšia, nakoľko energia nie je dodaná priestoru okamžite, ale je rozložená na prikladací interval 8 resp. 12 hodín. Priložíme napr. 8 kg dávku dreva, ktorá znamená pri 80% účinnosti a cca 4,0 kWh výhrevnosti dreva na
1 kg, celkový využiteľný výkon 25,6 kW. Túto energiu spálením získame a uložíme do šamotovej masy pece. Odtiaľ sa postupne vysála cez steny pece. 25,6 kW výkon rozdelený na 12 hodín znamená 2,13 kW výkon na 1 hodinu. Toto je už podstatne bližšie našej potrebe. Samozrejme tu už sme schopní výraznejšej regulácie vzhľadom na rozdelenie energie na dlhší interval. Napr. pri dávke 5 kg a intervale 12 hodín dosiahneme hodinový výkon 1,33 kW. Pri dávke 8 kg spomínaných 2,13 kW a napr. pri dávke 10 kg výkon 2,66 kW. V schopnosti rozloženia energie na dlhší časový interval tkvie jednoznačná výhoda a predurčuje kachľovú pec s akumulačnou masou ako ideálne teleso pre nízkoenergetický dom. Je tu však aj rad ďalších výhod, ktoré robia z kachľovej pece vhodné dielo pre Váš príbytok.

Klasický variant kachľovej pece.

Klasické riešenie kachľovej pece je najstaršia, ale zároveň z pohľadu zdravotnej hodnoty neprekonaný variant pece. Až 80% tepla je distribuované sálaním zo stien telesa a len zvyšná časť cca 20% je teplý vzduch, ktorý vzniká prúdením okolo stien kachľovej pece. Táto pec pozostáva z ohniska a spalinových ťahov. Na ich vyhotovenie sa používajú rôzne alternatívne materiály od šamotových tvaroviek až po špeciálne korduritové tvarovky COR 30 od firmy Rath, či jedinečný keramický modulový systém KMS od firmy Ortner ako top produkt pre spalinové ťahy. V závislosti od kvality a množstva materiálu je potom kachľová pec schopná naakumulovať teplo a rozložiť jeho efekt na dlhší časový interval. Vďaka tomu možno spáliť dávku paliva naraz, no energiu dostávať do priestoru postupne. Tým máme aj hodnotný pohľadový oheň cez veľké dvierka s dvojitým presklením, no zároveň máme prebytok tepla v okamihu spaľovania väčšej dávky dreva. Dvojité presklenie dvierok výrazne obmedzuje sálanie cez sklo, a tak možno dosiahnuť pomerne veľké presklenie bez nežiaduco silného prehrievania interiéru s obmedzenou tepelnou potrebou. Klasický variant pece je vhodný najmä pre priestory, kde nie je potrebné vykurovanie nejakých ďalších miestností napr. na hornom poschodí.

Hybridný variant kachľovej pece.

V prípade tohto variantu je výrazný rozdiel oproti klasickej predchádzajúcej verzii v ohnisku. V tomto prípade šamotové ohnisko nahrádza špeciálna liatinová vykurovacia vložka do kachľových pecí – smer vývoja takýchto vložiek určuje nemecká firma Brunner. Nejedná sa v žiadnom prípade o vložku krbovú. Vykurovacie vložky do kachľových pecí sú konštruované s dôrazom na čo najvyššiu výstupnú teplotu, aby množstvo napojiteľných spalinových ťahov bolo čo najväčšie. Hybridný variant pece má vďaka plášťu ohniska z liatiny väčší podiel teplovzdušnej zložky. Túto môžeme rozviesť systémom hypokaustových prieduchov do ďalších miestností a dosiahnuť tak kvalitnejšiu distribúciu energie aj do ďalších priestorov. Pri takomto riešení sa nejedná o klasický teplovzdušný rozvod, ale o cirkuláciu vzduchu v uzatvorených dutinách. Nahriaty vzduch odovzdáva v ďalších miestnostiach energiu sálavým plochám a následne sa vracia ochladený do telesa pece. Vo všetkých miestnostiach je potom prevažujúce teplo distribuované sálaním, čo  má významný efekt na kvalitu klímy v priestore a zdravie obyvateľov.

Zhrnutie

Obidve varianty kachľových pecí pomenované v tomto článku bezpochyby nachádzajú uplatnenie tak v normálnych ako aj v nízkoenergetických domoch. V obidvoch prípadoch sa jedná o technicky náročnejšie diela, ktorých realizáciu je potrebné zveriť školeným kachliarskym odborníkom. Výsledkom bude potom Vaša spokojnosť, príjemná tepelná pohoda vo Vašom domove, zdraviu prospešné sálavé teplo. Výstavbou ktoréhokoľvek z tu popísaných variant pecí získate hodnotný originál pre Váš príbytok.

Ing. Jozef Karlík, konateľ spoločnosti J&R INSPIRE a člen predstavenstva Cechu kachliarov