Wkłady akumulacyjne w kominkach: ich rola, rodzaje i właściwości materiałów
Żeby kominek lub piec kominkowy, tzw. koza, osiągnęły wysoką sprawność i ogrzały dużą powierzchnię, trzeba zastosować w nich materiał, który dobrze akumuluje ciepło, a następnie stopniowo je oddaje do pomieszczenia. Producenci kominków stosują różne materiały. Spójrzmy, co mamy do wyboru.
Kominki i kozy są budowane z cegieł lub kafli ceramicznych, żeliwa i stali. Wkład opału spala się dość szybko i kominek intensywnie się nagrzewa, czasem nawet zbyt intensywnie, a dużo wyprodukowanego ciepła ucieka kominem. Sztuka polega na tym, żeby maksymalnie je wykorzystać w pomieszczeniu. Dlatego jako budulec stosuje się materiały akumulujące ciepło. Kominek obłożony kaflami ceramicznymi albo płytami steatytu (albo z nich zbudowany) będzie długo ciepły. Nawet po wygaśnięciu ognia jeszcze przez kilka godzin będzie promieniował ciepłem, ponieważ ceramika lub steatyt je zakumulowały. Również żeliwo jest materiałem dobrze akumulującym ciepło i powoli je potem emitującym. Inaczej jest w przypadku stali, która jest powszechnie stosowana do produkcji wkładów kominkowych i kóz. Ten materiał bardzo szybko się nagrzewa, ale i szybko stygnie. Dlatego komora spalania jest wykładana materiałem akumulującym ciepło, który pełni też funkcję izolatora chroniącego wkład przez zniszczeniem na skutek oddziaływania bardzo wysokiej temperatury. Zbytnio nagrzany korpus stalowy może być niebezpieczny dla mieszkańców, może też być źródłem pożaru.
Wkłady akumulacyjne: ważne właściwości
Producenci kominków stosują wiele rodzajów materiałów na wkłady akumulacyjne. Są to materiały ognioodporne, które wytrzymają oddziaływanie temperatury nawet 1000oC. Ich podstawową cechą jest wysoka pojemność cieplna. Są to materiały ciężkie, bo zwykle pojemność cieplna idzie w parze z gęstością. Im większą masę ma wkład akumulacyjny, tym więcej ciepła może zgromadzić. Ponieważ podczas obróbki i montażu wkłady mogą ulec uszkodzeniom mechanicznym, jak również w komorze spalania wkłady są narażone na uderzenia polanami drewna, ważna jest ich odporność mechaniczna.
Przeczytaj też:
Autor: KFD
Płyta szamotu w kolorze naturalnym
Wkłady kominkowe powinny wykazywać jak najwyższą sezonową efektywność energetyczną oraz emitować jak najmniejszą ilość zanieczyszczeń – pyłków, czyli cząstek stałych (PM), tlenku węgla (CO), tlenków azotu (NOx), organicznych cząstek gazowych (OGC)). Wymogi techniczne są coraz wyższe w związku z dążeniem do energooszczędności i polepszenia stanu powietrza. Zastosowanie wkładów akumulacyjnych jest korzystne również z tego względu, ponieważ pozwala osiągnąć wyższą temperaturę w komorze spalania. W takiej sytuacji drewno jest lepiej spalone, spaliny bardziej oczyszczone, a szyba w kominku czystsza. Materiały na wkłady akumulacyjne są wykorzystywane także w deflektorach, np. w postaci płyty żeliwnej z wermikulitem, które powodują, że spaliny zawracają do komory spalania, a nie idą bezpośrednio do komina. Dzięki temu są jeszcze dopalane, żeby ograniczyć w nich ilość zanieczyszczeń.
Funkcje materiałów akumulujących ciepło
We wkładach kominkowych często łączy się kilka materiałów, żeby w pełni wykorzystać lub dopełnić ich funkcje. Na przykład łączy się żeliwo z wermikulitem albo z szamotem. Podstawowe zadanie wkładów akumulujących to gromadzenie ciepła. Dodatkowo materiał ten może pełnić funkcję izolatora. Materiały żaroodporne umożliwiają też dopalenie spalin.
Żeliwo
Ze względu na dużą pojemność cieplną, ciężar, wytrzymałość mechaniczną i trwałość jest stosowane jako samoistny budulec wkładów kominkowych albo kóz. W stalowych wkładach kominkowych robi się wyłożenie wnętrza paleniska z płyt z żeliwa (czasem w połączeniu z wermikulitem lub szamotem. Taki wkład ma budowę warstwową - na zewnątrz jest stal, wewnątrz żeliwo, a między nimi wermikulit lub szamot.
Zobacz także:
Z żeliwa wykonuje się również ruszt albo deflektor czasem w połączeniu z innym materiałem. Ważną cechą żeliwa jest także równomierne rozgrzewanie się tego materiału. Dzięki zastosowaniu żeliwa komora spalania długo trzyma ciepło.
Szamot
To jeden z najstarszych materiałów akumulacyjnych. Jest to produkt ceramiczny stosowany w piecach hutniczych, kominach, piecach do wypału ceramiki, piecach chlebowych itp. Płyty lub kształtki szamotowe są stosowane jako wkłady akumulacyjne i izolacyjne w kominkach. To materiał z dużą zawartością tlenku glinu, który daje odporność na wysoką temperaturę.
Szamot produkuje się przez zmielenie i wypalenie lub wygrzanie gliny lub łupków ogniotrwałych. Płyty z szamotu są twarde i odporne na uderzenia. Lepsze pod tym względem są produkty powstałe przez wygrzewanie. Szamot jest odporny na szybkie zmiany temperatury. Jest dobrym izolatorem i akumulatorem ciepła. Powoli się nagrzewa, a potem powoli oddaje zgromadzone ciepło mimo zaprzestania już palenia. Umożliwia utrzymanie wysokiej temperatury w komorze spalania bez zagrożenia dla trwałości stalowego wkładu kominkowego lub stalowej konstrukcji pieca wolnostojącego.
Betony ogniotrwałe
Wielu producentów wkładów kominkowych stosuje materiały akumulujące ciepło opracowane przez siebie albo firmy branżowe. Na rynku jest dostępna duża grupa żaroodpornych betonów akumulacyjnych, które wykazują lepsze właściwości niż szamot. Mają wyższą od niego przewodność i pojemność cieplną, a także gęstość i wytrzymałość mechaniczną. Duża gęstość i przewodność sprzyja znacznemu wzrostowi pojemności cieplnej wyłożenia ceramicznego paleniska, a tym samym ilości zakumulowanej energii. Występują one pod różnymi nazwami handlowymi, często zastrzeżonymi przez producentów, np. Acumotte, Akubet, Ceramiton, SiMix, Refrabox.
Zobacz także:
Są to betony żaroodporne stanowiące połączenie betonu z ceramiką, szamotem, krzemianem wapnia. Mają dobre właściwości akumulacyjne i izolujące, przez co ograniczają bezpośrednie oddziaływanie ognia na ściany wkładu. Dzięki wiązce betonu podwyższona zostaje temperatura w komorze spalania, co znacznie zmniejsza emisję gazów do atmosfery, natomiast ceramika lub krzemian wapnia akumuluje uzyskane podczas spalania ciepło, które potem powoli oddaje do pomieszczenia, nawet kilka godzin po wygaśnięciu paleniska. Materiały te mają bardzo wysoką ogniotrwałość, często są przeznaczone do bardziej wymagających zastosowań niż wkłady kominkowe. Mają wytrzymałość na wysokie temperatury do ok. 1100º C, czyli temperatury praktycznie nieosiągalne w warunkach domowych.
Przeczytaj też:
Ecokeram to materiał ogniotrwały na bazie mulitu gotowanego w temperaturze 1200°C. Mulit to mieszanka tlenków glinu, krzemu i tytanu, surowiec do produkcji cegły ogniotrwałej. Ecokeram gromadzi ciepło podczas spalania i stopniowo uwalniania go wewnątrz paleniska nawet po zakończeniu palenia w urządzeniu.
Estetyka wkładów akumulacyjnych
Wkłady akumulacyjne pełnią również funkcję estetyczną, stanowią bowiem tło dla ognia. Komora spalania wyłożona gładkimi lub łagodnie profilowanymi płytami po prostu wygląda ładnie. Płyty zwykle są jasne, więc wnętrze paleniska nabiera szczególnej jasności, która dzięki grze odbić poprawia kolor płomienia i sprawia, że cały kominek staje się piękniejszy. Niektórzy producenci oferują wkłady akumulacyjne w różnych kolorach. Można nawet zamówić kominek z czarną komorą spalania.
Polecany artykuł:
