Kominki z modułem magazynowania ciepła

01_400-Front_08 Kominek Milano kamień csm_emotion-s_milieu5_3569777b47
www.skantherm.pl

Jesień i zima to okres kiedy chłód i ziąb szczególnie dają nam się we znaki. Szukając ciepła w domowym zaciszu większość z nas chciałaby móc się ogrzać przy własnym kominku. Kominki, które oferujemy dzięki wbudowanym modułom magazynowania ciepła pozwalają na optymalne wykorzystanie wytworzonej energii podczas spalania wewnątrz kominka. Dzięki temu dłużej będziemy mogli się cieszyć ciepłem oraz mniejszym nakładem kosztów z tym związanym.

Z jakich materiałów może być wykonany moduł akumulujący ciepło?

Występuje kilka materiałów, które posiadają właściwości magazynowania ciepła. Przyjrzyjmy się bliżej kilku rozwiązaniom stosowanym w technice grzewczej.

Szamot

Proces produkcji tego materiału polega na jego formowaniu, suszeniu i wypalaniu lub wygrzewaniu w wysokich temperaturach. Zmielenie i spieczenia wypalonej gliny ogniotrwałej (tlenku glinu – Al2O3) uzyskując postać wyrobów ceramicznych (płyt i kształtek). Wprawdzie powszechnie wiadomo, że wyroby szamotowe cechują się dużą odpornością na szybkie zmiany temperatury, jednak mało kto wie, że już sam proces produkcji materiału ceramicznego determinuje rzeczywiste parametry fizyczne szamotu (o czym niżej), w tym wytrzymałość na pękanie.

Szamot jest materiałem wykorzystywanym do wyłożenia okładzin pieców przemysłowych, pieców kaflowych, a z przyczyn ekonomicznych – także kominków. Szamotowe wyroby ceramiczne kumulują bowiem ciepło wytwarzane w procesie spalania, wydzielając je jeszcze długo po jego zakończeniu. Płyty ceramiczne z reguły produkuje się w wymiarach: 1000 x 500 mm i grubościach 20, 25, 30, co z uwagi na możliwość ich obróbki (cięcie) ułatwia ich wykorzystanie w wyłożeniach pieców i zabudowie kominkowej. Wyroby szamotowe w postaci płyt ceramicznych lub elementów formowanych (prefabrykatów) mogą być produkowane z wykorzystaniem technologii wypalania lub wygrzewania.

Szamot – wypalany czy wygrzewany?

Wyroby wypalane w porównaniu do wyrobów wygrzewanych są bardziej podatne na zjawisko wichrowania, zachodzące w trakcie obróbki termicznej, a także są bardziej podatne na wstrząs termiczny przez co zdarza się, że pękają. W wyniku procesu wichrowania elementy prefabrykowane nie mają idealnie równoległych ścianek, co utrudnia dopasowanie poszczególnych elementów, np. w przypadku zastosowania łączenia „na własne pióro”, a po stronie producenta lub zduna wymaga dodatkowej obróbki. Jednocześnie w trakcie cięcia płyt ceramicznych pod wymiar wyroby szamotowe wypalane są podatne na mikropęknięcia, co rzutuje na ich zdolność akumulacji cieplnej i znajduje przełożenie w ich mniejszej wytrzymałości. Wyroby szamotowe wypalane zawierają ok. 40% Al2O3 (tlenku aluminium) przy gęstości 2,15 g/cm3, porowatości 22% i wytrzymałości na ściskanie 20 N/mm2. Ich przewodność cieplna wynosi: 400o – 1,2 W/m*K, 700o – 1,3 W/m*K, 1000o – 1,4 W/m*K, a współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej dla 1000 o C wynosi 0,55%, co pozwala z wyprzedzeniem określić konieczne odległości pomiędzy poszczególnymi elementami.

Płyty szamotowe wytwarzane z zastosowaniem technologii wygrzewania są odporne na zjawisko wichrowania, co umożliwia precyzję wykonania z dokładnością do 1 mm, a przez to znacznie ułatwia łączenie elementów ceramicznych prefabrykowanych. Jednocześnie wyroby szamotowe wygrzewane uzyskują znacznie wyższe parametry od wyrobów szamotowych wypalanych. I tak zawierając ok. 40% Al2O3 (tlenku aluminium) uzyskują 40 N/mm2 wytrzymałości na ściskanie przy gęstości 2,05 g/cm3. Współczynnik rozszerzalności liniowej cieplnej dla 1000 o C wynosi 0,5%. Z uwagi na stosunkowo niską temperaturę pracy kominków, prawidłowo wykonane płyty szamotowe nie powinny ulegać spękaniu w procesie spalania opału. Pomimo pojawienia się na rynku wielu nowych produktów o lepszych właściwościach, szamot wciąż jest stosowany we wszelkiego typu urządzeniach grzewczych ponieważ jest materiałem dużo tańszym.

Krzemian wapnia

Krzemian wapnia jest nierozpuszczalną w wodzie solą kwasu krzemowego. Jako nieorganiczny materiał budowlany ma bardzo korzystny odczyn zasadowy. Nie zawiera włókien, spoiw organicznych i innych substancji, które mogą być groźne dla człowieka. Wysoki odczyn pH, niemalże uniemożliwia rozwój grzybów i pleśni, nawet w sprzyjających warunkach cieplno-wilgotnościowych. Materiał już od lat jest stosowany jako termoizolacja ścian budynków wymagających izolowania od wewnątrz. Wysoka wytrzymałość mechaniczna, również w stanie nasycenia parą wodną lub zamoczenia, zapewnia bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji. Łatwo wysychając, materiał zachowuje wszystkie własności.

Krzemian wapnia jest stosowany w kominkach III generacji – tzn. w połączeniu zalet kominka i pieca kaflowego. W kominku akumulacyjnym typu kombi szybko uzyskujemy ciepło, gromadząc równocześnie jego nadmiar w „zasobniku” akumulacyjnym. Dzięki postępowi jaki dokonał się w branży zduńskiej nowoczesne materiały akumulacyjne zajmują zdecydowanie mniej miejsca niż ich dawne odpowiedniki. Spaliny z wkładu kominkowego kierowane są poprzez system kanałów cugowych, gdzie ulegają schłodzeniu z 500-800 do 150-200 stopni. Odzyskane ciepło wydłuża nam okres grzewczy kominka do ok. 8 – 12 godzin, wystarczą więc 2-3 załadunki na dobę.

Konstrukcja kominka III generacji zapobiega przegrzewaniu i wyrównuje ciepłotę pomieszczeń, co zapewnia wysoki komfort cieplny. Dzięki zastosowaniu „odbiornika akumulacyjnego” zmienia się także technika palenia. Palimy intensywnie przy maksymalnie otwartej przepustnicy powietrza, dzięki temu proces spalania następuje bardzo efektywnie, a szyba w kominku długo pozostaje czysta.

Steatyt

Jeszcze kilka lat temu ta metamorficzna skała była w Polsce zupełnie nieznana, teraz zaskakująco szybko podbija nasze serca. Jej właściwości akumulacyjne nie mają sobie równych. A więc czym jest steatyt? Jest to łupliwa skała o silnej foliacji, która składa się głównie z dwóch minerałów: talku i magnezytu. Dodatkowymi składnikami są niewielkie ilości krzemianów (serpentynit i chloryt) oraz tlenki żelaza. W oparciu o skład mineralny, steatyty można podzielić na typ zawierający mikę, steatyt zawierający chloryt, itd. Odmiany zawierające magnezyt są bardzo rzadkie, a magnezyt odgrywa znaczącą rolę w zwiększeniu zdolności skały do magazynowania ciepła. Warto zaznaczyć, że jest on odporny na wodę, kwasy i środki chemiczne steatyt wytrzymałością przewyższa bowiem większość znanych nam kamieni. Jego surowe piękno i styl znalazły już uznanie producentów kominków, ale możliwości zastosowania sięgają o wiele dalej. Sposób wydobywania steatytu Wydobywany jest niemal na całym świecie, podobnie jak granit czy marmur.

Wielotonowe bloki wycinane są ze skały macierzystej i następnie poddawane obróbce. Miękki kamień pochodzący z Australii, Ameryki Południowej czy Chin wykorzystywany był od wieków w sztuce jako materiał dla rzeźbiarzy. Twardy steatyt ze złóż skandynawskich charakteryzuje się bardzo wysoką wytrzymałością, używany jest więc z powodzeniem jako budulec. W zależności od celu, do jakiego zechcemy go użyć, docenimy szerokie możliwości stosowania. Właściwości steatytu Mieszkańcy krajów skandynawskich już przed wiekami poznali się na jego właściwościach grzewczych. Można z czystym sumieniem powiedzieć, że nie odkryto jeszcze lepszego akumulatora ciepła. Piece steatytowe niewiarygodna ekonomiczność – wystarczy palić przez około 3 godziny, by cieszyć się ciepłem jeszcze 20 godzin po wygaszeniu paleniska.

Charakterystycznym dla steatytu zjawiskiem jest fakt, iż nigdy się nie przegrzewa, oddaje ciepło stopniowo, a jego temperatura na zewnątrz zawsze pozostaje bezpieczna. Wysoka wytrzymałość na uderzenia i niska (w stosunku do innych materiałów stosowanych do budowy kominków) kruchliwość czyni go idealnym materiałem na obudowę. Piece steatytowe działają na zasadzie radiacji, która uznawana jest za najbardziej przyjazny dla organizmu sposób ogrzewania. Ciepło rozchodzi się równomiernie po pomieszczeniu nie powodując nadmiernego przegrzania górnych partii ciała. Są idealnym rozwiązaniem dla alergików, ponieważ nie powodują ruchu powietrza i cząsteczek kurzu.

Jednakże należy mieć na uwadze, iż występują różne odmiany steatytu w zależności od proporcji mineralnych składników. Tym samym nie wszystkie rodzaje skał steatytowych posiadają właściwości umożliwiające ich wykorzystanie do budowy kominków steatytowych. Głównym składnikiem większości steatytów jest talk, mika, chloryt, amfibol, piroksen oraz serpentynit.

Magnezyt

Magnezyt to nic innego jak składnik steatytu. Odmiany steatytu zawierające magnezyt są niezwykle rzadkie, a magnezyt spełnia znaczącą rolę w zwiększeniu zdolności magazynowania ciepła. Magnezyt jest minerałem metamorficznym, hydrotermalnym i ogniotrwałym.

Magnetyt

Magnetyt to minerał o jeszcze lepszych właściwościach magazynowania ciepła niż magnezyt.

Jest to minerał z gromady tlenków, zaliczany do grupy spineli (żelazowych). Najczęściej tworzy kryształy o przekroju izometrycznym, zazwyczaj przyjmują one postać ośmiościanu. Występuje w skupieniach ziarnistych, zbitych; występuje też w formie wypryśnięć. Jest kruchy i nieprzezroczysty. Często zawiera domieszki tytanu, wanadu, manganu, magnezu, chromu. Wykazuje silne właściwości magnetyczne, kryształy magnetytu są przyciągane przez magnes, zbite masy same działają jak magnes; jednak własności magnetyczne znikają w temperaturze około 580 °C, ale po ochłodzeniu pojawiają się ponownie. Obok pirotynu jedyna z naturalnie występujących substancji magnetycznych. Charakteryzuje się wysoką zawartością żelaza (72,4%). Występuje w skałach magmowych (bazalt).

Magnetyt to minerał który charakteryzuje się większym ciepłem właściwym (pojemność cieplna) i większą przewodnością cieplną niż magnezyt. Różnice w tych własnościach mogą sięgać nawet 30-40% (w zależność od jakości i sposobu obróbki materiału) i mają ogromny wpływ na jakość pracy kominka.

Dla użytkownika kominka z wkładem magnetytowym, wynikają wymierne korzyści, a mianowicie:

* większa dynamika kominka – może om oddawać więcej ciepła, niż kominek z wkładem magnezytowym

* większa przewodność cieplna,

* mniejsze wymiary kominka (kominki z wkładem magnetycznym są z reguły znacznie mniejsze niż te z wkładem magnezytowym tej samej mocy, zachowując przy tym tą samą pojemność cieplną)

Jak widać ewolucja w zakresie materiałów kumulujących ciepło w kominku postępowała od szamotu właśnie, poprzez magnezyt, do magnetytu obecnie.

Dla właściwości akumulowania ciepła istotna jest gęstość (masa materiału w jednostce objętości) oraz pojemność cieplna. Biorąc powyższe pod uwagę porównując wspomniane materiały do właściwości wody: Szamot będzie wykazywał połowę pojemności cieplnej wody, Magnezyt już ¾ pojemności cieplnej wody, A magnetyt już wodzie będzie dorównywał.

Kominki oferowane przez niemiecką markę SKANTHERM to szeroki wybór kominków z zastosowaniem steatytu oraz serpentynitu, a moduły magazynowania ciepła wykonane są z najlepszego materiału jakim jest magnetyt.

Reklamy