Účinnosť vykurovania horením dreva
Účinnosť vykurovania
Tepelné straty vznikajúce pri horení rozdeľujeme na 3 časti
1.komínová strata – závislá je na teplote spalín, ktoré odchádzajú von komínom. Táto strata je u kotlov a kozubových vložiek vysoká, teplota spalín niekedy dosahuje až viac než 500 °C – v závislosti od typu vložky,kotla
2.strata nespálením plynných častí – táto strata vzniká pri úniku nespálených horľavých plynov uvoľňovaných z dreva von komínom. Táto strata môže byť vysoká, alebo nízka a závisí hlavne od množstva a spôsobu prívodu vzduchu v danej vložke potrebného na dokonalé spálenie dreva.(Na dokonalé spálenie dreva je potrebné dodať dostatok vzduchu – na 1 kg dreva minimálne 4,5 m3 vzduchu.) Je potrebné si uvedomiť, že podiel splynovaných častí je u dreva veľmi vysoký -nad 70%, uvoľňované plyny sa zapaľujú a horia pri rôznych teplotách a drevo horí vysokým plameňom.
3.strata nespálením tuhých častí - táto strata je veľmi malá, po zhorení dreva ostáva veľmi málo popola – približne do 1% pôvodnej hmotnosti dreva.
Z hľadiska znižovania strát pri horení dreva v kozube stoja teda proti sebe dve protichodné požiadavky:
• Požiadavka znížiť množstvo horúcich spalín unikajúcich do komína – tá sa dá dosiahnuť znižovaním prívodu vzduchu na horenie.
Týmto úkonom sa síce zníži komínová strata (1), ale nedostatkom vzduchu potrebného na dokonalé spálenie narastá strata v dôsledku úniku nespálených plynov (2).
• Požiadavka na dokonalé spálenie dreva – dá sa dosiahnuť hlavne prívodom dostatočného množstva vzduchu na horenie, jeho kvalitným premiešaním s plynmi uvoľňovanými z dreva a zabezpečením vysokej teploty v spaľovacej komore.
Týmto spôsobom dochádza k dokonalému spáleniu plynov, ale pritom vznikajú a von komínom odchádzajú spaliny o vysokej teplote a narastá komínová strata.
Kotly na spaľovanie dreva podľa spôsobu horenia je možne rozdeliť do nasledovných skupín:
-Kotly s prehorievaním - níska účinnosť 50%
- Kotly so spodným horením- účinnosť 65-75%
- Kotly so splyňovaním dreva- vzsoká účinnosť 90%
Spaľovanie v 3 stupňoch
1.zóna - výsušovanie a splyňovanie drevenej hmoty
2.zóna - horenie drevného plynu na dýze s prívodom predohriatého sekundárneho vzduchu.
3.zóna - dohorievanie v nechladenom spaľovacom priestore
Chcete ušetriť za drevo?
brožúrka o správnom kúrení
pre užívateľov pecí, krbov a kotlov na drevo
Od nepamäti ľudia vykurovali svoje domy drevom. Drevo bolo najbežnejšie a najlacnejšie
palivo, najmä pre domácnosti na vidieku. A hoci mnohé z nich nahradili
na prelome storočí staré pece a kotly na drevo za pohodlnejšie a dotované plynové
alebo elektrické vykurovacie systémy, v posledných rokoch sa znovu vracajú k drevu.
Tento vývoj sa dal očakávať – rastúce ceny dovážaných palív a energie a čoraz horšia
ekonomická situácia núti ľudí znižovať vlastné prevádzkové náklady. Kúrenie drevom
je lacné, aj keď menej pohodlné v porovnaní s plynom alebo elektrinou.
Ale väčšina ľudí, ktorí kúria drevom, by mohla dosiahnuť rovnakú tepelnú pohodu
s oveľa menšou spotrebou dreva, a tým aj výrazne menšími nákladmi, časom a prácou
spojenou s prípravou paliva a kúrením. V tých istých domoch, kde žijú (bez zatepľovania
a výmeny okien či dverí) a s tými istými kotlami a pecami.
Chce to ale poznať základné pravidlá správneho kúrenia. Väčšina gazdov, ktorých
kúrenie je už tradične ich každodennou povinnosťou, by bez váhania zdvihlo ruku na
otázku, kto vie správne kúriť. Ale zadechtované komíny a ohniská, a najmä obrovské
siahovice palivového dreva pri väčšine rodinných domov svedčia o opaku.
Palivové drevo bolo až donedávna dostupné všetkým, čo ho potrebovali. Ľudia neboli
finančne nútení uvažovať o jeho účinnom spaľovaní a pri kúrení postupovali intuitívne
– vždy, keď plameň v peci slabol, prikladali. A tak, aj keď sa v domoch kúrilo
drevom po veľa generácií, väčšina ľudí sa nenaučila správne kúriť.
Čo je horenie?
Horenie je prudká chemická reakcia, pri ktorej sa z dreva uvoľňuje teplo a svetlo.
Vzniká a trvá za určitých podmienok: aby drevo horelo, musí dosiahnuť zápalnú teplotu
za prítomnosti vzdušného kyslíka.
Najviditeľnejší prejav horenia je plameň. Je to stĺpec horiacich, najmä plynných látok
nad povrchom dreva, ktoré sa z dreva uvoľňujú pôsobením teploty. Keď tieto plyny
vyhoria, drevo horí bez plameňa iba na povrchu (tlie).
Tri fázy horenia dreva
Drevo nehorí stále rovnako. Je dôležité to vedieť a využívať pri kúrení, pretože podľa
toho, v ktorej fáze sa proces horenia nachádza, musíte regulovať množstvo privádzaného
čerstvého vzduchu do ohniska a odtok spalín do komína. Ak to robíte živelne,
buď nepremeníte všetku energiu v dreve na teplo (a ostane vám zbytočne veľa odpadu
a ešte pritom znehodnotíte pec alebo kotol, dymovody a komín) alebo vám značná
časť tepla unikne komínom von.
1. fáza: Drevo sa zapaľuje, praská, tvoria sa v ňom trhliny
a voda v ňom obsiahnutá vrie a odparuje sa
V tejto fáze oheň vyžaduje maximálny prísun čerstvého vzduchu. Plameň ohňa je tmavožltý.
Vďaka rastúcej teplote zbytková voda v dreve vyvrie do ohniska a v spalinách sa dostane do
komína. Pri správnom kúrení musíte dosiahnuť, aby sa ohnisko aj steny komína dostatočne
nahriali a aby teplota spalín v komíne presiahla 60 °C – to zabezpečíte naplno otvorenou komínovou
klapkou na začiatku kúrenia. Pri nižšej teplote spalín by spaliny v komíne kondenzovali,
komín by „neťahal“ a na jeho steny by sa usadzoval nebezpečný čierny decht.
2. fáza: Rozklad dreva – splyňovanie
Už od teploty 150 °C sa z dreva začínajú uvoľňovať prchavé horľaviny. Čím je teplota ohniska
vyššia, tým viac horľavých plynov sa z neho uvoľní a tým je vyššia aj účinnosť spaľovania.
Prchavé horľaviny tvoria 80 až 85 % horľaviny drevnej hmoty a spolu s privádzaným vzduchom
horia svietivým plameňom nad tuhou zložkou dreva. Vaším cieľom je dosiahnuť, aby všetky
uvoľnené prchavé horľaviny dokonale zhoreli. Optimálna teplota pre rozklad dreva začína od
280 °C. Pri nižšej teplote horenia vznikajú látky, ktoré sú zdraviu veľmi škodlivé a poškodzujú
koróziou vnútrajšok pece alebo kotla. Pri teplote nad 700 °C sa z dreva uvoľňuje a horí drevoplyn
(zmes kysličníka uhoľnatého a vodíka s vysokou výhrevnosťou).
Ak je v krbovej vložke alebo kotle sekundárny prívod vzduchu a dá sa samostatne ovládať,
môžete v tejto fáze úplne uzavrieť prívod vzduchu pod rošt (primárny prívod vzduchu). Sekundárny
prívod vzduchu ale musí ostať naplno otvorený, inak drevo dostatočne neprehorí a nevyužije
sa celá jeho energia. Decht, ale aj začiernený šamot v ohnisku alebo začiernené sklo
sú len dôkazom nekvalitného a málo účinného horenia. Jednoducho povedané, spálite viac
dreva a využijete z neho menej tepla.
3. fáza: Drevo vyhára na uhlíky, z ktorých sála teplo bez viditeľného plameňa
Dohára tuhý zvyšok dreva – drevo sa premení na kopu tlejúcich uhlíkov bez plameňov. Ak už
v ohnisku nie sú žiadne plamene, tak v tejto fáze môžete naplno zavrieť všetky prívody vzduchu
do ohniska aj uzavrieť škrtiacu komínovú klapku.
Zásady správneho kúrenia
V dreve je viazané známe množstvo energie – záleží iba od vás, koľko z neho využijete
a koľko stratíte. Okrem toho, spôsob kúrenia má rozhodujúci vplyv na účinnosť
a životnosť pece.
Správne kúriť sa treba naučiť. Nie je to nič zložité, ale treba poznať niekoľko dôležitých
zásad a dodržiavať ich. Odmenou vám bude oveľa menej práce a výdavkov
a oveľa viac tepla a pohody.
Ako užívateľ pece alebo krbu môžete pri kúrení ovplyvňovať v zásade dva rozhodujúce
parametre spaľovacieho procesu: kvalitu paliva (druh, vlhkosť a veľkosť dreva)
a režim prívodu vzduchu. Ostatné dôležité parametre (tvar a rozmery ohniska, dymovodov
a kvalita konštrukčných prvkov pece) sú dané výrobcom alebo kachliarskym
majstrom a vy ich neovplyvníte.
Keďže aj požiadavky na kvalitu palivového dreva sú jasné a dané už predtým, než
začnete kúriť, najdôležitejší a najjednoduchší predpoklad správneho horenia a optimálneho
výkonu, frekvencie prikladania a produkcie škodlivín v peci alebo krbe je
správna regulácia spaľovacieho procesu v ohnisku riadením dodávky vzduchu na
horenie. Pri moderných kotloch, ale už aj pri moderných krboch a kachľových peciach
je možné túto reguláciu automatizovať s pomocou elektroniky. V mnohých prípadoch
je však treba regulovať prívod vzduchu na horenie ručne.
1. Kúrte iba kvalitným suchým drevom
Najdôležitejší parameter palivového dreva je vlhkosť. Čerstvo spílené drevo obsahuje
50 – 60 % vody. Čím viac vody drevo obsahuje, tým viac energie je pri horení
potrebné na jej odparenie a tým menej energie sa premení na využiteľné teplo. Vysušené
drevo je niekoľkokrát výhrevnejšie ako čerstvé.
Palivo Vlhkosť Čistá výhrevnosť
% MJ/kg kWh/kg
Bezprostredne vyťažené drevo priamo z lesa 60 5,76 1,60
Nedávno vyťažené drevo 50 7,92 2,20
Zvyšky po ťažbe, štiepka z píly atď. 40 10,44 2,90
Drevo sušené jeden rok vonku, odpadové drevo 30 12,24 3,40
Drevo sušené dva roky vonku 20 14,40 4,00
Pelety 9 16,92 4,70
Sušina 0 18,72 5,20
Na kúrenie je potrebné používať drevo s obsahom vody pod 20 percent. To v praxi
znamená, že drevo by ste pred spálením mali nechať schnúť asi dva roky, ideálne
voľne prevetrávané vonku a prekryté iba zhora proti dažďu a snehu.
Výhrevnosť rôznych druhov tvrdého aj mäkkého dreva je približne rovnaká (asi
14,4 MJ/kg pri vlhkosti 20 percent – to zodpovedá asi 4 kWh/kg). Rozdiel medzi tvrdým
a mäkkým drevom je v jeho hustote, ktorá ovplyvňuje najmä objem dávky vkladanej
do ohniska. Mäkké drevo má menšiu hustotu, a preto je ho potrebné objemovo
viac ako tvrdého dreva. Okrem toho, mäkké drevo rýchlejšie zhorí. To vás môže nabádať
k častejšiemu prikladaniu, čo nie je správne! Preto si najprv odvážte dávku paliva
určenú výrobcom alebo kachliarom a takúto dávku už potom stále používajte.
Výber palivového dreva závisí od zdroja tepla a účelu kúrenia. Napríklad ihličnany
s vysokým obsahom živíc nie sú vhodné pre otvorené krby, pretože ohrozujú interiér
veľkým úletom iskier. Mäkké drevo je ale vhodnejšie na rozkurovanie ako tvrdé.
Príklad: Správna dávka pre krbovú vložku s nominálnym hodinovým výkonom 12 kW
(tú určuje výrobca) a účinnosťou 70 percent je 4,3 kg. Ak teda chcete do vykurovaného
priestoru dodávať 12 kW tepelného výkonu, musíte každú hodinu priložiť a spáliť
4,3 kg paliva.
Na rozdiel od toho, kachľová pec s hodinovým výkonom ohniska 4 kW a účinnosťou
spaľovania 80 percent spotrebuje len jednu 15 kg dávku paliva za 12 hodín. Celkový
výkon ohniska takejto pece je však oveľa väčší oproti krbu – až 48 kW. Vyrobené
teplo sa ukladá do jej akumulačného jadra a postupne sa počas 12 hodín sálaním
cez plášť pece odovzdáva do priestoru.
Aj účinnosť akumulačnej pece (a tým aj množstvo tepla získaného z rovnakého množstva
dreva) je vyššia, pretože v jej ohnisku sa dosiahne vyššia spaľovacia teplota,
ktorá sa uloží do akumulačného šamotového jadra. Do komína uniká z takejto akumulačnej
pece oproti krbom menej tepla.
Nekúrte natieraným, impregnovaným drevom ani drevotrieskou, lebo ich splodiny
poškodzujú životné prostredie aj ohniská, dymovody a komíny, sú jedovaté a popol
z nich nebudete môcť použiť v záhradách ako hnojivo!
Pri správnom horení a vlhkosti dreva ostáva ohnisko nezačmudené a unikajúci dym
z komína nie je takmer vôbec vidieť. Toto je aj dobrý a jednoduchý ukazovateľ správneho
kúrenia. Všade, kde uvidíte čierny dym z komína, sa buď nekúri správne alebo
sa nekúri vhodným palivom.
Na kúrenie používajte kvalitné drevo, nie odpady!
2. Ako zakladať oheň
Pri zakladaní ohňa sa drevo najlepšie rozhorí vtedy, keď k nemu priteká vzduch zo
všetkých strán. Preto drevo pred zapálením uložte do ohniska tak, že na dva hrubšie
klátiky po bokoch ohniska položíte naprieč nakálané polená hrúbky 10 – 12 cm. Na
ne dáte asi 0,5 kg tenkých polienok alebo triesok (ideálne z mäkkého dreva) a medzi
ne vložte pevný voskový podpaľovač (dostupný v odborných predajniach). Papier používajte
pri rozkurovaní čo najmenej, pretože z neho ostáva veľa popola. Od pevného podpaľovača,
ktorý horí viac ako 5 minút, sa oveľa ľahšie zapália triesky a od nich polená.
Tento spôsob zapaľovania sa vám môže zdať nezvyčajný. Drevo postupne prehára
zhora nadol, horí dlhšie, čistejšie a komín sa rýchlejšie „naštartuje“. Pri tomto spôsobe
zakladania ohňa vzniká oveľa menej dymu a emisií než pri tradičnom zapaľovaní
(zdola papierom). Hodí sa pre všetky typy vykurovania drevom s horným dymovodom
v ohnisku – krby, piecky, akumulačné pece aj sporáky.
Pozor: dbajte na to, aby drevo netlelo, pretože vtedy vzniká najviac jedovatých splodín
a drevo riadne nezhorí.
Rôzne spôsoby uloženia dávky do pece s úzkym, vysokým,
širokým a hlbokým ohniskom.
3. Ako a kedy prikladať
Životnosť krbu, pece alebo kotla závisí od dodržiavania stanovených dávok dreva
výrobcom alebo kachliarskym majstrom. Najviac reklamácií a poškodení vzniká
práve kvôli ich prekurovaniu vysokými dávkami dreva. Optimálnu dávku dreva je
povinný stanoviť výrobca alebo kachliarsky majster v preberacom protokole.
Hodinovú dávku dreva pre krb si viete približne odhadnúť – stačí vydeliť výrobcom
stanovený nominálny výkon hodnotou 2,8 kWh (to je využiteľná energia z 1 kg dreva
pri účinnosti 70 percent). Takže hodinová dávka pre krb s nominálnym výkonom
12 kW je 12 : 2,8 = 4,3 kg dreva. Ďalšiu dávku nevkladajte do ohniska skôr, než
dohorí predchádzajúca dávka!
Ale pozor: vyrábajú sa už aj krby akumulačné – vtedy sa predlžuje interval prikladania.
Dávku a interval prikladania v tomto prípade stanovuje kachliarsky majster
podľa konštrukcie krbu.
Aj pri murovaných a kachľových peciach musí dávku dreva a interval prikladania stanoviť
kachliarsky majster. Interval prikladania do pecí môže byť každých 8 až 24 hodín.
To znamená 1 až 3-krát denne, nie častejšie – inak vzniká riziko poškodenia pece
a komína. Najčastejší interval prikladania na Slovensku je 12 hodín, čiže dvakrát za
deň (ráno a večer). Tento interval vyhovuje aj osobám, ktoré sú zamestnané (priložia
pred a po práci). Stanovená dávka dreva sa vloží správnym spôsobom do ohniska
(hrubé polená dole, tenké hore), otvorí sa prívod vzduchu a zapáli sa podľa bodu 2.
Dvierka sa počas horenia neotvárajú – výnimkou sú také dvierka, ktoré zároveň privádzajú
do ohniska vzduch na horenie.
12-hodinový interval prikladania neznamená, že v ohnisku horí drevo celých 12 hodín.
Oheň horí zvyčajne len asi 1,5 hodiny a po dohorení musíte uzavrieť prívod vzduchu.
Pec však sála teplo 12 hodín. Ak by ste do pece prikladali nepretržite, pec by sa mohla
neopraviteľne poškodiť (môže popraskať vnútorná výmurovka ohniska alebo sa uvoľnia
vnútorné šamotové platne, prasknú kachlice, popraská plášť pece, môžu sa znehodnotiť
dymovody, smaltované kovania, tesnenia, spojovací materiál a podobne).
Pec v dome, kde slúži ako hlavný zdroj vykurovania, nikdy počas vykurovacej sezóny
nevychladne. V prechodnom období do nej prikladáte možno len raz denne, počas
silných mrazov 2 až 3-krát za deň.
4. Ako regulovať prívod a odvod vzduchu
Správne nastavenie prívodu vzduchu na horenie do ohniska a odvodu spalín z ohniska
do komína je kľúčom k efektívnemu kúreniu.
Pred zapálením ohňa v peci naplno otvorte komínovú klapku a prívod vzduchu do
ohniska (ak má pec okrem dvierok do ohniska aj dolné dvierka na vyberanie popola,
pootvorte ich). V prvej fáze horenia nikdy neuzatvárajte prívod vzduchu do ohniska
ani komínovú klapku! Po zapálení nechajte pec dobre rozhorieť, aby sa ohrial komín
– vytvoríte tak dobrý ťah pre správne horenie a odvod spalín
Ale nekúrte dlho s naplno otvorenými prívodmi vzduchu do ohniska, aby ste pec príliš
neprehriali. Keď už drevo dobre horí, postupne privierajte prívod vzduchu do ohniska. Plamene
by v tejto fáze mali byť svetložlté – ak je plameň tmavočervený až purpurový, spaľovaciemu
procesu chýba kyslík a vtedy musíte viac otvoriť klapku. Keď zhasnú posledné
plamene nad tlejúcimi uhlíkmi (tretia fáza horenia), úplne zavrite prívod vzduchu na
horenie do ohniska aj komínovú klapku a nechajte dávku dohorieť. Obmedzíte tak
únik tepla cez dymovody a komín von a umožníte krbu alebo peci maximálne sálať.
Po spálení uhlíkov má byť vnútorný povrch ohniska bledý – začmudené ohnisko signalizuje
nesprávne horenie (vlhké drevo, nedostatok vzduchu počas horenia, predčasne
uzavreté klapky a podobne).
Pred prikladaním ďalšej dávky do krbovej vložky naplno otvorte komínovú klapku
aj primárny prívod vzduchu do krbu. Potom na niekoľko sekúnd pootvorte dvierka a
nechajte krb chytiť poriadny ťah. Čo najrýchlejšie priložte a zavrite dvierka. Celý proces
sa potom opakuje: po priložení maximálne otvorte prívod vzduchu do ohniska
aj komínovú klapku, nechajte drevo dobre rozhorieť a pomaly postupne uzatvárajte
prívod vzduchu. Po vyhasnutí plameňov nad žeravou pahrebou zavrite prívod vzduchu
na horenie aj komínovú klapku a nechajte dávku dohorieť.
Pri novších druhoch pecí a kotlov musíte prívod a odvod vzduchu regulovať podľa
pokynov výrobcov (ak nie je riadený automaticky).
Ručná regulácia prívodu vzduchu a odvodu spalín z ohniska
v akumulačnej peci (vľavo) a v kuchynskom sporáku (vpravo)
komínová klapka
prívod vzduchu do ohniska
5. Údržba
Každý vykurovací systém si vyžaduje pravidelnú kontrolu, údržbu a čistenie. Pri moderných
zariadeniach (krbové vložky, kotly) sa vždy riaďte návodmi výrobcu na prevádzku,
v prípade pecí dodržiavajte odporúčania ich zhotoviteľa, kachliarskeho majstra.
Pri peciach aj krboch kontrolujte najmä stav výmurovky ohniska a tesnenie dvierok
a otvorov. Praskliny v šamotovej výmurovke ohniska si nevyžadujú hneď ich výmenu,
pokiaľ je ich pozícia v ohnisku stabilná. Ale akonáhle začnú vypadávať kúsky šamotu,
musíte ich rýchlo vymeniť. Vyhláška č. 401/2007 stanovuje užívateľom krbov alebo
pecí povinnosť zabezpečiť každé 4 mesiace kontrolu alebo čistenie dymovodov
a komína. Čistenie a údržba je v kompetencii kominára, prípadne revízneho technika
komínov. To znamená, že užívateľ krbu alebo pece musí zavolať kominára, nie
opačne. V minulosti kominári obchádzali svoje regióny, teraz je to ale zákonom stanovené
inak. Je dôležité to vedieť, lebo v prípade poistnej udalosti poisťovňa vyžaduje
potvrdenie o pravidelnej údržbe krbu, pece či kotla. Ak ho užívateľ nevie predložiť,
poisťovňa mu poistku nevyplatí.
Dbajte na pravidelné vynášanie popola z popolníka alebo ohniska. Je to dôležité
najmä pri krboch, kde plný popolník blokuje prívod dostatočného množstva spodného
vzduchu do ohniska. Kachľové pece sa v súčasnosti stavajú ako bezroštové
a pri takýchto peciach je dno ohniska osadené hlbšie, čo umožňuje hrubšiu vrstvu
popola. Pri takejto konštrukcii pece je vrstva popola žiaduca, pretože zvyšuje teplotu
v ohnisku a umožňuje dodatočné vyhorenie aj nespálených zbytkov v pahrebe. Objem
zbytkového popola v dreve je asi 2 %, čo znamená, že po spálení 100 kg dreva v bezroštovej
peci ostávajú na dne približne 2 kg popola.