Moderní a komfortní vytápění kachlovými kamny – nesmysl? (2.díl)

V prvním díle pojednání o funkci kachlových kamen jako moderního zdroje pro vytápění RD bylo zmíněno řešení kamen kombinovaných (jinak také kompaktních) – sálavých nebo teplovzdušných a zároveň teplovodních. Díky masivnějšímu rozšíření akumulačních nádrží, solárních systémů, nízkoteplotních topných okruhů a kvalitních možností regulace se stávají kompaktní kamna skutečně plnohodnotným prvkem vytápění. Zdroj s velmi nekontinuální dodávkou vody o vysoké teplotě by neměl žádný význam bez možnosti akumulace. Resp. význam by měl pouze v kombinaci se systémem přímotopným (radiátory) a v případě trvalého provozu tohoto zdroje, což je kombinace v době nízkoenergetických staveb nelogická, alespoň mluvíme-li o zdroji spalujícím kusové dřevo a tedy nutností manuální obsluhy (dodávky paliva). Je nutné si uvědomit, že teplovodní výměník v kachlových kamnech dodává výkon pouze v době, kdy v nich dřevo hoří plamenem, tedy cca 60-90 minut po přiložení. Pokud by tedy dodávka tepla měla být průběžná, vyžadovala by kamna přikládání každou hodinu až dvě. To je ovšem možné tolerovat krbům, které si za cíl kladou především efekt otevřeného ohně, nikoli kvalitní, komfortní a účinné vytápění, ale stavěná kachlová kamna vždy byla a stále jsou nekompromisně funkčním „strojem na teplo“.

Funkce

Interval přikládání klasických bezroštových akumulačních kamen, jako hlavní parametr, kterým měříme jejich komfort, závisí na několika faktorech, z nichž některé jsou konstantní, jiné jsou naopak velmi proměnné. Jde o doporučenou jmenovitou vsázku paliva, materiál a délku tahového systému, tepelnou ztrátu místností, obsah vlhkosti ve dřevě a kvalitu regulace hoření. Jak je to u kamen kombinovaných?

Doporučená jmenovitá vsázka paliva je vypočtena na základě vstupních údajů o tepelné ztrátě objektu při uvažované výpočtové teplotě vnějšího prostředí (v případě kamnářského výpočtu je to -15°C). Určuje dodaný příkon, který je možné přeměnit na užitečnou tepelnou energii pro akumulaci a vytápění – při účinnosti spalování 80%, což je hodnota pro moderní kvalitní topeniště bez problémů dosažitelná, můžeme uvažovat cca 3,2 kW energie z 1 kg suchého dřeva (viz. dále). Tepelné ztráty vytápěných prostor moderních dobře izolovaných novostaveb se dnes běžně pohybují někde mezi 6-10 kW při teplotním extrému oněch -15°C. Při obvyklých podmínkách tuzemských zim je ale skutečná tepelná ztráta až o polovinu nižší, tedy cca 3-5 kW. Při vsázce např. 6 kg dřeva tedy můžeme v těchto případech počítat s reálným intervalem přikládání 4-6 hodin, pokud by kamna měla tuto ztrátu pokrýt celou sama bez podpory dalšího zdroje (solární panely, elektrický kotel, plynový kotel).
Délka tahového systému je redukovaná ve vztahu ke snížení teploty spalin díky konkrétní konstrukci teplovodního výměníku. Teplovodní výměník část energie převádí do topné vody a tím snižuje dosaženou teplotu spalin. Totéž činí i tahový systém ze šamotu (nebo speciálních materiálů s ještě vyšší objemovou hmotností a tedy i schopností akumulace). Oba prvky tedy musí být vzájemně správně kombinovány, jinak by hrozil vznik agresivního dehtu v důsledku zchlazení spalin až pod rosný bod a problém s tahem komínu. Tahový systém kompaktních kamen tak dosahuje podstatně kratších délek než u klasických sálavých akumulačních kamen a tím také menších rozměrů a hmotností.
Tepelná ztráta místností je proměnlivá se změnami vnějších teplot. Každá tepelná izolace dokáže pouze zpomalit, nikoli zcela zastavit, prostup tepla. V chladnějším počasí je prostup tepla rychlejší a ztráta tepla za 1 hodinu tak stoupá. Kompaktní kamna svou energii (díky teplovodnímu systému) dokáží předávat operativněji a reagovat tak rychleji na náhlé změny této jedné z proměnných, což je podstatné především v přechodných obdobích..
Obsah vlhkosti ve dřevě je zcela zásadním faktorem přímo ovlivňujícím kvalitu funkce kamen. Pokud je vlhkost nad úrovní cca 20%, je spalovací proces již příliš ochlazován vznikající vodní párou a významně tak klesá spalovací teplota a tedy účinnost spalování, potažmo účinnost celého topidla. Zároveň dochází k zanášení všech vnitřních částí topeniště a tahového systému včetně kouřovodu dehtem.
Kvalita regulace hoření je otázkou obsluhy. Pokud je obsluha nepoučena a trpí obvyklým „krbovým“ zlozvykem, tedy snahou o dosažení dlouhé doby hoření, má tendenci dodávat spalování menší množství vzduchu, než je potřebné. Uzavření regulačních prvků po přiložení je nejen zcela proti smyslu účinného hoření (dřevo je vysoce zplyňující palivo a k využití vznikajících plynů je třeba kyslík), ale také zvyšuje riziko náhlého vznícení těkavé směsi, která se takto hromadí ve spalovací komoře. Uzavření vstupů spalovacího vzduchu by ale naopak mělo proběhnout po dokončení hoření, až v tzv. žárovém provozu, kdy jsou všechny spalitelné plyny ze dřeva již využity a je nutné brzdit komínový tah, který jinak „vysaje“ všechno teplo udržované topeništěm a tahovým systémem. Veškerou tuto regulaci (lépe řečeno optimalizaci) hoření a funkce kamen je lepší svěřit automatice, která přesně měří výstupní teplotu spalin a podle přednastaveného programu ideálního hoření reguluje množství spalovacího vzduchu v ten pravý moment pomocí motorizované klapky na přisávacím potrubí.

Pokud jsou kompaktní kamna kombinována v jednom topném systému např. se solárními kolektory, mohou se stát velmi komfortním, účinným a ekologickým (spalování biomasy s trvale vysokou účinností) zdrojem tepla. Akumulační nádrže poskytnou komfort oproti klasickým kachlovým kamnům zvýšený o možnost snadného rozvodu na vzdálená místa i uchování energie na později. Není tak nutné všechen vytvořený výkon využít okamžitě, navíc je možné jej dělit i pro výrobu teplé užitkové vody nebo např. dohřívání bazénu. Zkrátka kompaktní kamna jsou co do funkce velmi moderní alternativou, jen prozatím méně objevenou.

Design

Změnit vnímání kamen jako rustikálního „kusu nábytku“ je v našich končinách obtížné. Jakmile se v médiích objeví zmínka o kachlových kamnech, následuje záběr klasického vesnického kachlového sporáku z období našich babiček, zámeckých „sloupovek“, v lepším případě pokojových kamen na šumavské chalupě. Poučených laiků, kteří se již setkali s evropským trendem v designu kachlových kamen, je stále pomálu. Ani všichni čeští kamnáři nejsou pravidelnými návštěvníky kamnářské výstavy v Rakouském veletržním městě Wels, kde je možné se každoročně inspirovat a vnímat krásu jasně definovaných nekomplikovaných linií a atraktivní barevnosti.
Právě široká škála barev je v interiérovém designu jednou z podstatných výhod. Výrobci kachlů se už zdaleka nedrží jen osvědčených lesklých zelených a hnědých. Ti kvalitní nabízejí již desítky moderních matných glazur, díky nimž může kamnář-architekt kamna dokonale do interiéru „schovat“ nebo se naopak pochlubit svou kreativitou. Stejně tak formát kachlů už není jen tradičních 22×22 či 22×24 cm. Velikosti 22×44 nebo dokonce extrémní 44×88 cm už nejsou zapovězeny ani špičkovým českým výrobcům. Díky tomu je možné pracovat již se zcela jinými principy návrhu designu kamen a jeho vyzněním v interiéru. Atraktivní visuté lavice, ergonomicky skloněná opěradla, celé kachlové stěny, vlny, hrany… Možností je skutečně nepřeberně. Kompaktní kamna jdou v designu ještě o kousek dál, vstříc požadavkům zákazníků. Protože jejich tahový systém je velmi variabilní ve svém umístění a tedy také podstatně méně prostorově náročný, nemusí už kamna zabrat polovinu obývacího pokoje, aby dokázala účinně vytápět. Celé topidlo může stát na půdorysu i 80×80 cm, což není rozhodně mnoho, když si uvědomíme, že jde o funkční zařízení zásobující teplem celý dům.