AKO PREBIEHA HORENIE
- ohrev / predhrievanie
- odparovanie vody / vlhkosti a prchavých látok
- tepelný rozklad dreva
- pyrolýza celulózy a lignínu
- vznik radikálov
- zrod plameňa / vznik plazmy
Horenie musíme chápať ako zložitý proces, ktorý prebieha v niekoľkých na seba nadväzujúcích krokoch. Nejskôr dochádza k ohrevu spaľovaného materiálu, potom po dosiahnutí potrebnej teploty k pyrolýze hmoty (dreva) – k uvoľňovániu horľavých plynov, pár a aerosolov, následne k ďalšiemu nahrievaniu plynnej zmesi a vzdušného kyslíku a zároveň k homogenizácii tejto zmesi až po dosiahnutie teplotnej hranice tvorby radikálov. Táto hranica je nad teplotou počiatku emisie elektrónov podľa zákonov Wiena a Stefan-Boltzmanna o intenzite vyžarovania povrchu absolútne čierneho telesa ( intenzita žiarenia ≈ T 4 ) [4] je to nad 600 °C. Pri dosiahnutí tejto hranice vzniká plazma – to je pásmo, kde sa spontánne tvoria radikály schopné syntézy. Plazma ( plameň ) je viditeľná časť horenia – a je nevyhnutnou súčasťou plynulého a dokonalého spaľovania. Od miesta genézie pyrolytických horľavých splodín až po samý okraj premeny na splodiny spaľovania ( CO2 a H2O ) postupuje zóna takou rýchlosťou, ktorá umožňuje voľnému úniku konečných spalín do okolitého priestoru; táto rýchlosť neprekračuje rádovo cm za sekundu.
Bezpečnosť pri spaľovaní - protivýbuchová prevencia
1. Plameň nesmie zhasnúť !
2. Pri zhasnutí plameňa nesmie byť vpustený čerstvý vzduch do ohniska
3. Vyčkať kým sopúch odvetrá bohatú zmes a pokiaľ sa oheň sám nerozhorí – ponechať pec
v kľude vychladnúť bez prístupu vzduchu!
4. Nikdy sa nesmie zapaľovať bohatá zmes cudzím zdrojom !
5. Nesmie sa použiť vlhké palivo
6. Nesmie sa nikdy použiť na podporu horenia kvapalná horľavina ani plyn !!
7. Výber vhodného dreva – suché, s nízkou prchavou horľavinou (tvrdé neživičnaté)
8. Vzduchové prieduchy sa môžu „stlmiť“ / uzavrieť až po úplnom vyhorení drevného plynu,
keď v ohnisku tleje len drevené uhlie.
9. Nikdy sa nesmie vhadzovať do rozžeravenej spaľovacej komory/ohniska prachová horľavina
(múka, prach, piliny) !!!
10. Konštrukcie kachľových pecí sú náročnejšie na obsluhu a tiež veľmi chúlostivé na zmeny spaľovania
/ vhodné palivo, suché , rozmery polienok určujú rýchlosť spalovania a tým aj výkon vykurovania,
iné pevné palivá než suché, tvrdé, bezživičnaté drevo sa nesmie použiť !
1. Plameň nesmie zhasnúť !
2. Pri zhasnutí plameňa nesmie byť vpustený čerstvý vzduch do ohniska
3. Vyčkať kým sopúch odvetrá bohatú zmes a pokiaľ sa oheň sám nerozhorí – ponechať pec
v kľude vychladnúť bez prístupu vzduchu!
4. Nikdy sa nesmie zapaľovať bohatá zmes cudzím zdrojom !
5. Nesmie sa použiť vlhké palivo
6. Nesmie sa nikdy použiť na podporu horenia kvapalná horľavina ani plyn !!
7. Výber vhodného dreva – suché, s nízkou prchavou horľavinou (tvrdé neživičnaté)
8. Vzduchové prieduchy sa môžu „stlmiť“ / uzavrieť až po úplnom vyhorení drevného plynu,
keď v ohnisku tleje len drevené uhlie.
9. Nikdy sa nesmie vhadzovať do rozžeravenej spaľovacej komory/ohniska prachová horľavina
(múka, prach, piliny) !!!
10. Konštrukcie kachľových pecí sú náročnejšie na obsluhu a tiež veľmi chúlostivé na zmeny spaľovania
/ vhodné palivo, suché , rozmery polienok určujú rýchlosť spalovania a tým aj výkon vykurovania,
iné pevné palivá než suché, tvrdé, bezživičnaté drevo sa nesmie použiť !
História a súčasnosť
Po stáročia boli v ľudských obydliach na vykurovanie používané kachľové pece. Stavali sa klasickou technológiou "na hlinu" - výmurovka ohniska bola hlinou
previazaná s opláštením. Keďže hlina má veľmi nízky koeficient vodivosti, správa sa v ohnisku ako izolant. Takisto šamot sa po naplnení akumulačnej kapacity správa ďalej ako izolant.
Keramický plášť sa nahrial spaľovaním dreva v ohnisku. Z dôvodu rôznych tepelných zón v peci dochádza k nerovnomernému ohrievaniu plášťa pece a následne k pnutiam a trhlinám v plášti pece. Týmto dochádza k možnému, ale veľmi nežiadúcemu úniku spalín do interiéru. Ďalšou nevýhodou je možnosť prehriatia pece, pričom pri vysokých povrchových teplotách dochádza k zvýšenému prúdeniu vzduchu v interiéri a zvýšenému zvíreniu prachových častíc. Ale napriek tomu dobre postavená kachľová pec produkciou sálavého tepla a záporných iónov je pre ľudský organizmus najväčšou výhrou.
Pred 50-timi rokmi sa rakúsky kachliar Josef Ortner začal zamýšľať nad týmito nedostatkami tradičného spôsobu výstavby. Na základe štúdia termodynamiky a vlastných praktických skúseností vypracoval kompaktný novodobý systém, ktorý otvára kachliarskym majstrom nové dimenzie v oblasti techniky a dizajnu stavby kachl'ových pecí.
Nový stavebný systém spočíva v inom konštrukčnom riešení stavieb s použitím novovyvinutých materiálov na stavbu hypokaustu.
V posledných rokoch sa veľký dôraz kladie na tesnosť pece a kvalitu spaľovacieho procesu. Veda a vývoj neustále napredujú. Požiadavky na kvalitu bývania rastú, trendom sú nízkoenergetické domy, nízkoteplotné sálavé vykurovacie systémy a využívanie obnoviteľných zdrojov energie - spaľovaním dreva a biomasy. Všetky tieto požiadavky je možné splniť použitím kvalitnej kachľovej pece ako hlavného zdroja. Samozrejme, že nemám na mysli klasickú kachľovú pec postavenú klasickou technológiou stavby na hlinu.
Po stáročia zaužívaný pojem kachľová pec zostane i naďalej, ale len ako vonkajší plášť, opláštenie pece, kde môžeme tradičné steny z glazovaných kachlíc nahradiť omietanými, ale sálavými plochami.
Pokrok nastáva vo vnútornom usporiadaní pece.
Použitím vhodných a vysokokvalitných materiálov na stavbu ohniska dochádza ku omnoho kvalitnejšiemu spaľovaniu dreva a biomasy. Spaľovací proces môže byť riadený a temer bezzbytkový, Vysoké teploty v ohnisku pecných vložiek nám umožnujú použiť v stavbe teplovodné výmenníky bez rizika dechtovania komínových prieduchov. Výkon teplovodného výmenníka pohodlne pokryje požiadavku ohrevu teplej pitnej vody; Vykuruje sa teplou vodou z rozvodu ústredného kúrenia, alebo elektrickým káblom na nočný prúd.
Spaliny z pecnej vložky alebo tirolského ohniska môžeme napojiť na vynikajúci Ortnerov KMS systém (Keramik - Modul - Speichersystem), ktorý vďaka materiálovým komponentom ako alumíniumsilikát a silíciumkarbid má výbornú tepelnú vodivosť a zároveň najlepšiu akumulačnú schopnosť.
Akumulačný systém sa skladá z presných tvárnic, ktoré umožnujú rýchlu a bezprašnú montáž. Spalinový kanál má po celej dĺžke priemer 18 cm, vykazuje minimálny odpor prúdenia (cca 0,4 Palm) a zabezpecčuje čistú prevádzku bez usadzovania sadzí.
Akumulačný systém je samonosný, dajú sa z neho vytvoriť nové tvarové formy ako aj vykurovací systém pre dve poschodia. Odovzdávanie tepla z ohniska a KMS nastáva bez priameho dotyku s plášťom pece cez vzduchovú medzeru - hypokaust, ktorá sa dokáže nahriať na teplotu až 200°C, čím sa minimalizuje
pnutie spôsobené rozdielnou tepelnou rozťažnosťou vnútorného a vonkajšieho systému. Tým sa obmedzuje riziko vzniku trhlín na vonkajšom opláštení, ale nahrievanie plášťa pece je rovnomerné, povrchová teplota nižšia (ideálna teplota je 55°C) a hodnota zostatkového tepla po 12 hodinách sa zvyšuje z 15 na 27 %.
Systém hypokaustu
Slovom hypokaust sa označuje uzavretý priestor, v ktorom prúdi horúci vzduch a zároveň slúži na vykurovanie vonkajších plôch. Vykurovanie týmto systémom využívali už starí Rimania, keď mali pod podlahami obytných miestností vybudovaný systém kanálov, v ktorých prúdil teplý vzduch. Ten zohrieval konštrukcie podláh a následne sálaním ohrieval obytné miestnosti.
Oheň ako dobrý sluha a zlý pán sprevádza ľudstvo od nepamäti. V jaskynných obydliach si pračlovek ohrieval pri ohni skrehnuté kosti a jeho žena na horúcich
kameňoch piekla ulovené mäso. V rôznych obdobiach človek stále dômyselnejšie využíval tepelnú energiu, šírenie tepla a jeho akumuláciu. Niektoré technológie upadli do zabudnutia, aby po mnohých storočiach boli opäť prinavrátené a po zdokonalení slúžili ľuďom na tejto zemi.
V našom teplotnom pásme je život závislý na prísune tepelnej energie, a to hlavne v prechodnom a zimnom období. Prirodzeným zdrojom energie je slnko. Čoraz viac domov je projektovaných a realizovaných so solárnymi výmennikmi tepla na ohrev pitnej vody a vykurovanie - a to hlavne v letnom období, teda od 15. mája do 15. augusta a v prechodnom období od 1. apríla do 14. mája a od 16. augusta do 31. októbra.
V zimnom období (15.10. - 31.3.) keď poklesne počet slnečných dní a efektivita solárneho zariadenia klesá v decembri a januári až na 5 % júlového výkonu je potrebné aktivovať na produkciu tepla hlavný zdroj.
Najpohodlnejšie riešenie je vykurovanie elektrinou, ale z ekologického hľadiska je nevhodné z dôvodu environmentálneho dopadu pri výrobe elektrickej energie.
Nemôžeme zanedbať ani závislosť od vzdialeného zdroja, centrálneho dodávateľa, možnosť výpadku a zaručený rast trhových cien. Ako médium by sa elektrina mala používať len na osvetlenie a spotrebiče.
Ďalším riešením je zemný plyn a nainštalovaný kondenzačný plynový kotol, ale opäť zdroj, dodávateľ, rast trhových cien a znecisťovanie ovzdušia exhalátmi.
Pravidlá a zásady
Po presnej a kvalitnej montáži stavebnice systému KMS,prípadne systém stavaný (teda KMS je nahradený stavanými ťahmi zo šamotových ťahových tvaroviek, či platní) a použití systému ako celku má užívateľ garantovanú 100 % funkcnosť a dlhú životnosť. Je preto veľmi dôležité obrátiť sa s realizáciou na odborníka, ktorý kvalitnou prácou poskytne dostatočnú záruku jedinečného technického a dizajnového dotvorenia kachľového diela na mieru a na kľúč.
Dôležité ale je správne a dostatočné preschnutie a vyzretie diela. Pri použití moderných kachliarskych materiálov doba zrenia sa skrátila na cca 2 - 3 týždne pri otvorených zakurovacích dvierkach, aby bol vytvorený ťah, ktorý odvádza vlhkosť s telesa pece komínom. Aj po tomto čase sa nedoporučuje ihneď dielo používať v plnom rozsahu. Najprv treba zakúriť a naložiť jednu dávku dreva aby sa pec mierne prehriala a nechať vyhasnúť. Toto treba zopakovať za 2 - 3 dni, potom opakovať počas 2 týždňov, no prestávku skracovať na 1 deň. Až potom opatrne kúriť nepretržite.
Na prevádzku hypokaustových pecí stačí jedna zápalka na jednu vykurovaciu sezónu, ale drevo musí byť kvalitne vysušené a jeho objemová vlhkosť má byť na úrovni 13 - 20 %.
Suší sa dva roky!
Ďalším dôležitým aspektom pre správne a bezproblémové vykurovanie pecou je jeho údržba, teda pravidelné čistenie ťahov diela, čistenie komína a vždy platné potvrdenie o čistení a kontrole komína od kominára.