Přechod na topení dřevem – VERNER 13/10.2

Výběr vhodného kotle

Vstupním požadavkem byl kotel na dřevo s teplovodním výměníkem. Dlouho jsem procházel nabídky různých výrobců, hledal jsem kotel, který bude mít vysokou účinnost a poměr tepla předaného do vzduchu / vody bude co největší ve prospěch vody. Tedy tak abych energii získanou spalováním dřeva s co největší účinností dostal do teplovodního výměníku.

Většina kotlů, které se na trhu vyskytují, mají poměr maximálně 75/25 (voda/vzduch), častěji se setkáme s poměrem 60/40 nebo dokonce 50/50.

Teplovodní výměníky jsou většinou koncipovány jako trubkové, tento systém je málo efektivní a navíc je horor trubky po jedné, neřku-li po více sezónách čistit. Zanesený výměník samozřejmě dále ztrácí svou účinnost a stále větší poměr tepla odejde komínem.

Nakonec jsem narazil na výrobce Verner. Konkrétně pak jeho interiérový kotel VERNER 13/10.2.
Tyto kamna mají celkový jmenovitý výkon 13kW a do výměníku jde celých 11,5kW!

Jeho staršího předchůdce již řadu let spokojeně provozuje můj kamarád František Pospíšil, u kterého jsem si jej také naživo několikrát prohlédl.

Teplovodní výměník v kotli IK 13/10.2 je koncipován jako velkopovrchový, celá vnitřní spalovací komora (mimo malé části v zádech) je dvoustěnná a v prostoru mezi pláštěm cirkuluje voda. Krycí dvířka jsou dvojitá a mají celkem 3 vrstvy keramického skla. Tímto je minimalizován přenos tepla sáláním do místnosti. Navíc povrch kotle dosahuje maximálně teploty vody ve výměníku – tedy max 90°C. Sklo je samozřejmě teplejší, zde jsem naměřil cca 150°C.

Pokud pracuje kotel na jmenovitý výkon, je teplota v žárovišti cca 800°C ale spaliny odcházející kouřovodem mají v jeho hrdle max ~150°C. Teplota spalin odcházející ven z komína je pak 90~100°C.

Potřebné komponenty

Cena kotle se pohybuje okolo 100.000,-Kč, kompletní otopný systém ale potřebuje řadu dalších komponent jako:

• Akumulační nádoba (500l)
• Expanzní nádoba (80l)
• Oběhová čerpadla
• Směšovací ventil (Laddomat)
• Klasické ventily
• Přetlakový ventil
• Samoodvzdušňovací ventily
• Manometry
• Teploměry
• Měděné trubky pro rozvody

Ty přišly na dalších cca 100.000,-kč, celková investice tedy činí 200.000,-kč. Práci nezapočítávám, vše jsem byl schopem udělat sám, časová náročnost přestavby byla cca 180 hod.

Teplovodní výměník kotle jsem tedy připojil na stávající otopný systém, doplnil jej o akumulační nádobu a kombinovaný bojler s teplovodním výměníkem tak abych mohl teplou užitkovou vodu ohřívat pomocí dřeva.

Schéma celého systému

Celkové schéma otopného systému vypadá následovně:

Výměník je napojen pomocí 25mm / 1″ Cu trubek k akumulační nádrži o objemu 480l. Aby se výměník nerosil, je systém doplněn o směšovací ventil typu “Laddomat” s vestavěnou termopatronou na 55°C. Samozřejmostí je dochlazovací smyčka, která spíná při 95°C a rovněž pojistný přetlakový ventil. Pojistný ventil jsem volil na 2,5Bar, tento musí být napojen přímo k výměníku a nesmí mu stát v cestě žádný uzavíratelný ventil. Případné uniknuvší médium (voda/pára) z pojistného ventilu nebo vychlazovací smyčky, jsou vedeny samostatnou trubkou vně budovy. Stávající rozvod topení je připojen 20mm trubkami, který je realizován rovněž stejným průměrem.

Protože jsem chtěl maximalizovat distribuci tepla získaného spalováním dřeva, připojil jsem k systému i kombinovaný bojler. Tento může vodu ohřívat klasicky pomocí elektrické spirály nebo pomocí trubkováho výměníku ve kterém proudí voda z topení. Bojler má objem 160l a teplovodním výměníkem jsem ho schopen ohřát z 10°C na 60°C za 45min.

Stavební úpravy

Samozřejmě jsem musel udělat drobné stavební úpravy jako:

• Prostupy zdí
• Připojení vychlazovací smyčky na vodovodní řad
• Odvod vychlazovací smyčky do odpadu
• Přívod primárního vzduchu do kamen z exteriéru
• Příprava adekvátní podlahy pod kamna

Vzhledem k tomu, že byla v obývací místnosti plovoucí podlaha, která nevyhovovala jednak nosností (Verner váží i s vodou 340kg) ani nehořlavostí – kvůli nebezpečí občasného vypadnutí uhlíku při přikládání a další manimulaci s kamny, vyměnili jsme plovoucí podlahu za slinutou dlažbu.

Spojování Cu trubek

Pro spojování Cu trubek jsem volil klasickou metodu pájení naměkko za použití pájky Sn97Ag3. Tuto metodu jsem volil z několika důvodů:

• Pájet umím velmi dobře
• Pájené spoje lze opravovat / rozebírat / posouvat
• Nepotřeboval jsem žádné speciální lisovací kleště

Pájel jsem za pomocí klasického butanového hořáku, na zapájení celého systému mi stačila jedna 225g kartuše.

Těsnění šroubovaných spojů

Těsnění šroubovaných spojů je kapitola sama pro sebe. Dnes je moderní používat teflonovou nit, která má řadu předností. Spoj má být spolehlivější, lze ho dokorigovat – pootočit s ním až o 1/4 závitu atd.

I já jsem původně chtěl používat výhradně teflonovou nit Tangit, se kterou mám dlouhodobé zkušenosti a dělal jsem s ní stovky spojů. Jenže pořád jsem měl problém s těsností spojů ocel / mosaz. Spoj jsem třeba 10x přepakoval a stejně vzlínal. Zoufalost mě dohnala k použití speciálního lepidla na závity. Aplikace je jednoduchá a vlastně stačí jen závit vyčistit, odmastit a vysušit. Spoj zdánlivě držel než došlo na tepelné namáhání, pak zase vzlínal.

Nakonec vše zachránila stará dobrá koudel, prostě tam, kde nepomohly žádné z moderních technologií mě zachránili “odpadová vlákna” ze lnu a jeho olej.

Zachování stávajícího el. kotle

Stávající el. kotel Protherm Rejnok 15kW je v podstatě zánovní a byla by škoda ho likvidovat, navíc když může plnit funkci záložního zdroje tepla. Nechal jsem ho tedy připojený v systému a přestavěním několika ventilů lze topit elektřinou nebo dřevem.

Akumulační nádrž

Aby měl systém co největší setrvačnost a nebylo nutné často přikládat, je v systému připojena i akumulační nádrž o objemu 480l, spolu s bojlerem je celkový objem 640l. Nádrž je umístěna v rohu garáže, jiné místo už v domě nezbylo, vedení k ní má cca 6m, což je ještě relativně dobré. Cu trubky si však zaslouží co nejlepší izolaci. Volil jsem izolaci z minerální vlny “Rockwool” s tloušťkou 30mm a Al folií na povrchu. V garáži je izolace výhradně tato, v obytné části je pak kombinována s “Miralonem”.

Většina rozvodu se vešla do nepoužívaného prostoru pod schody kde byl již bojler.

Bylo třeba doplnit rovněž elektroinstalaci pro napájení čerpadel, elektroventilu pro výměník bojleru, světlo a ovládací skříňku.

Napojení kouřovodu byl trošku oříšek, protože s jednou instalovanými kamny se nedá v podstatě hnout a sopouch kouřovodu je ve stropě. Naštěstí pánové z Verneru při projektování přemýšleli a horní příruba kouřovoudu je odnímatelná.

Verze interiérových kamen IK 13/10.2 disponuje automatickou regulací přívodního vzduchu, což přispívá ke stabilnímu chodu a dodávanému výkonu. V horní části kamen je umístěn kapilárový termostat, který ovládá škrtící klapku umístěnou pod popelníkem. Klapku lze částečně ovládat stavěcím kolečkem pro nastavení výkonu, po nahřátí kotle ale vždy kapilárový termostat klapku dovře a výkon sníží.

Výměník má na své vrchní části posuvný rošt který plní dvě podstatné funkce. Slouží jako přikládací klapka, kdy se jeho pomocí plně otevře komín a zároveň se při jeho pohybu odstraňují saze z výměníku.

Samotný rošt je vyroben z U profilu, což je taky jedna z dalších vychytávek konstruktérů z Verneru, v U profilech se totiž drží popel a ten slouží jako tepelný izolant. Takže se rošt daleko méně tepelně namáhá.

Záložní zdroj pro oběhové čerpadlo

Pro případ výpadku elektrického proudu je potřeba zajistit záložní zdroj energie pro oběhová čerpadla. Je třeba zajistit trvalé proudění chladícího média – vody v teplovodním výměníku kotle. Pokud by v spalovací komoře stále hořelo dostatečné množství dřeva, voda ve výmeníku by začala vařit – tvořila by se pára a rychle by narůstal tlak v systému.

Záložní zdroj samozřejmě není jedinou pojistkou proti přehřátí Kotel rovněž obsahuje vychlazovací smyčku, kterou začne protékat studená voda, jakmile vzroste teplota ve výměníku na cca 95°C.

Pokud by selhaly výše uvedené systémy ochrany proti přehřátí odváděl by přebytečný tlak – páru přetlakový ventil nastavený na 2,5Bar.

Systém je tedy chráněn trojicí bezpečnostních opatření:

• Založním zdrojem energie pro oběhová četpadla
• Vychlazovací smyčkou
• Přetlakovým ventilem

Následující graf ukazuje průběh teplot na výstupu z kamen, teplotu vody v akumulační nádrži a jako referenci v obývací místnosti,kde je rovněž umístěn Kotel Verner IK13/10.2.

Prozatím takto topíme první sezónu a prozatím nešetříme na teplotním komfortu navzdory hraběcím radám o dvou svetrech.

Výkon je distribuován následovně:

• Obývák vytápíme na 24°C
• Koupelnu na 26°C
• Ložnici a dětský pokoj na 19°C
• Bojler o objemu 160l na 70°C

Jak jsem zmínil v předchozím článku s úvahou o cenách energií, jsme schopni pálením dřeva získat ekvivalent 1kWh za 1,6-Kč. Pokud budu uvažovat, že takto vyrobíme 14MWh ročně, doba návratnosti (investice 200.000,-Kč) je 3,5roku 🙂