Kozubové vložky (časť 2.)

Vývoj vložiek pokračuje novými technickými vylepšeniami. Ďalej uvádzame tie najvýraznejšie.

Galéria

Deflektor

Aby sa spomalilo horenie a zvýšil tepelný výkon, začal sa do vložky montovať tzv. deflektor, ktorý plamene zabrzdí a doslovne rozbije. Na deflektore sa ukončí horenie. Deflektor sa podobá zrkadlu otvoreného kozuba. Spaliny postupujú ďalej do dymovej komory a do komína. Teplo, ktorého časť by inak unikla do komína, odráža deflektor do priestoru ohniska. Tu sa teplo môže vyžiariť cez steny vložky von. Zároveň zvýšená teplota v ohnisku pomáha lepšiemu ekologickému spaľovaniu. Poznamenávame, že deflektor môže vylepšiť aj výkon pece (ak si ju niekto chce vylepšiť).

Chyba deflektora

Prípadné nedostatky súvisia s nesprávnymi proporciami vložky alebo s nesprávnym komínom. V takých prípadoch si spaliny pri otvorení dvierok nájdu kratšiu cestu a vyfúknu do miestnosti. Všetko závisí od konštrukcie vložky a kvality komína. Ak je komín nedokonalý, zväčša nízky alebo s nedostatočným prierezom, dym sa vovalí do miestnosti. Príčinou nedostatkov môže byť aj nesprávna proporcia, teda pomery veľkosti a postavenie deflektora či dymovej komory.

Regulácia odvodu spalín

Niektoré vložky využívajú možnosť tzv. škrtenia odchádzajúcich spalín. Počas prikladania treba škrtiacu klapku otvoriť, až potom možno otvoriť spotrebič a priložiť palivo. Škrtenie odvodu spalín nemusí vždy zvýšiť účinnosť spotrebiča. Optimálnosť horenia a odvodu spalín zlepšuje kombinácia škrtenia a deflektora. Preto dokonalejšie typy vložiek majú deflektor i škrtenie pomocou dymovej klapky.

Je tu však háčik. Pri priškrtenom odvode spalín a súčasnom prikladaní sa na menej kvalitných vložkách môže stať, že sa dym vovalí do miestnosti, využívajúc cestu menšieho odporu. Dobre skonštruovaná, správne osadená vložka však umožňuje prikladať aj do horiaceho plameňa v ohnisku, ba aj prevádzku vložky ako otvoreného kozuba. Niektoré vložky majú mechanické prepojenie dvierok a škrtenia odvodu spalín. Pri otvorení dvierok sa samočinne otvorí aj odvok spalín na maximum.

Žiaľ, nie každý výrobca dodáva kvalitné vložky. Niektorí priamo uvádzajú, že dávku paliva možno priložiť až po dohorení pôvodnej dávky a vzniku pahreby. Nie vždy sa to dá, lebo pri praktickej prevádzke treba niekedy prisúvať zle horiace polená k sebe, aby vôbec zhoreli. Inokedy pre horenie musíme dokonca otvoriť dvierka a vtedy je v izbe plno dymu.

Vyslúžená vložka staršej generácie z roku 1997 so zničeným deflektorom. Oplach skla nie je dokonalý, na skle ostali neodstrániteľné škvrny po nedokonalom spaľovaní. Vložku ešte možno repasovať a doslúži v „pánskej klubovni“, kde trochu dymu či popola neprekáža.	Liatinová vložka s horným prívodom vzduchu by mala umožňovať bezroštové a bezodpadové horenie, preto nemá nádobu na popol. Palivo však v intenzívne ochladzovanej vložke nezhorí dokonale.
	Ovládanie horného oplachu na kozubovej vložke Celkový pohľad na dvierka vložky novšieho typu z roku 2005. Na otvorených dvierkach vidieť hore sklopenú zábranu. Zábrana zmenšuje plochu dvierok pri prikladaní. V hornej i dolnej časti sú regulátory oplachového vzduchu. Vľavo hore je ovládanie škrtenia spalín idúcich do komína.

Popolník a rošt

Prvé vložky mali len jednoduchú zásuvku na popol. Pootvorením vysunutím zásuvky sa vysunula a reguloval sa tak prívod vzduchu do horenia. No po zhorení dávky paliva vzduch naďalej prúdil do komína cez netesnú zásuvku vložky, ochladil kozub a „odniesol“ teplo z miestnosti. Regulácia prívodu vzduchu má preto byť tesná, aby po dohorení ďalší vzduch už neodnášal so sebou teplo, ktoré sme vyrobili. Iným častým nedostatkom vložiek sú malé popolníky obvykle v plytkých nádobách. Vyniesť popol v takejto nádobe bez rozsypania je takmer nemožné.
Oplach skla

Prvé vložky mali roštové spaľovanie. Privádzaný vzduch prúdil spod roštu do ohniska, centra horenia. Sklo na dierkach vložky bolo chladnejšie, a tak sa na ňom zrážali sadze a decht. Čelné sklá prvých vložiek boli po hodine horenia zanesené sadzami a oheň nebolo vidieť.

Provizórnym zapojením vložky sa overí, či komín a vložka spolupracujú. Ukáže sa, či sa dajú zapojiť dodatkové výmenníky tepla, respektíve či nespôsobia dechtovanie, alebo slabý ťah. Hadicu pri definitívnom pripojení treba nahradiť oceľovými dymovými rúrami.

Preto sa objavil tzv. oplach skla. Vzduch privádzaný na horenie sa čiastočne vedie aj okolo skla. Ďalej rýchlo prúdi do ohniska a nedovolí spalinám, aby sa dostali ku sklu a tam sa usadili. Oplach skla je potrebný najmä v prvej časti horenia, keď zhárajú prchavé uhľovodíky a z paliva sa odparuje voda. Keď je v ohnisku už len pahreba, nevzniká už toľko sadzí ani decht. Spočiatku bol oplach skla len bodový. Po obvode rámu sa nachádzalo niekoľko otvorov a jednoduchá regulácia, obyčajne na dolnej hrane rámu. Maličké otvory kapacitne nestačili a na skle sa zjavili škvrnité obrazce dechtu. Jasne bolo vidieť, pokiaľ postačuje kapacita malých otvorov. Preto ďalším vývojom vznikla úzka štrbina na spodnej vnútornej strane pred dvierkami vyvedená z roštového priestoru. Kapacitne oplach stačil na dolnú časť dvierok. No dym sa vo vložke krúti a padá dolu, takže horná polovica skla dvierok ostala začadená. Preto vznikol aj tzv. horný oplach (horná štrbina), s ktorým sa môžeme pomerne bežne stretnúť na dnešných vložkách. Spaľovací vzduch na horenie sa privádza v takom množstve, že rošt už nie je nevyhnutný. Optimálne je však privádzanie vzduchu po celom obvode skla dvierok. Ide o technicky náročné riešenie, a preto ho majú len niektoré vložky.

Šamot, liatina, plech a izolácia

Horenie na svoju potrebu spotrebuje asi 10 až 20 % tepelného výkonu, ktorý vyprodukuje. Toto prevádzkové či životné teplo je pre horenie nevyhnutné. Ak ho ohňu odoberieme, môže v spotrebiči aj vyhasnúť. Preto by malo ohnisko zadržiavať časť tepla – akumulovať ho pre vlastnú potrebu horenia. Dobre to vidieť pri šamotových ohniskách. Ak priložíme do vyšamotovaného ohniska na pahrebu nové palivo, pomerne rýchlo sa oheň doslova rozblčí. Ak však z ohniska teplo priveľmi odoberáme, napríklad bokmi liatinovej vložky, stáva sa, že drevo vložené do pahreby už nezačne horieť. Z toho vidieť, že je dôležité, aby ohnisko bolo vystlané tepelnoakumulačným materiálom. Správne navrhnutá vložka má časť ohniska vystlanú zvyčajne šamotom. Nahriaty šamot vylepšuje horenie v optimálnych podmienkach. Je to možno na úkor výkonu, ale zvýši to bezpečnosť prevádzky.

Nevhodná konštrukcia
Tepelnoizolačný materiál (rôzne druhy minerálnych izolácií) niekedy používaný v ohnisku lacnejších vložiek namiesto ťažkého akumulačného šamotu síce zvýši výkon plameňa (lebo teplo neakumuluje), no stáva sa, že po priložení sa nové drevo nechytí. Potom treba vložku otvoriť, prehrnúť popol a pahrebu, nasledovne priložiť. Do miestnosti sa zväčša nadymí. Nevhodná konštrukcia spaľovacieho priestoru môže spôsobiť aj úrazy a nepríjemnosti. Po priložení dávky paliva položené drevo nevzbĺkne plameňom. Pomerne dlho sa iba prehrieva, doslova údi, zahrieva, potom začnú vznikať horľavé plynné látky, no tie sa ešte nevznietia. Keď sa však vznietia, je ich v priestore pece také množstvo, že až vybuchnú a sklo dvierok sa vysype do miestnosti. Pri jednom takomto prípade prišiel v Českej republike v roku 2009 používateľ pri výbuchu pece o oko.

Bezpečné dvierka a sklopný deflektor

Nielen lietadlá menia tvar krídla počas letu. Aj vložka počas prikladania môže zmeniť tvar dvierok i spaľovacej komory. Ak sú dvierka do spotrebiča veľké, je to síce efektné, ale beda prikladať. Pri otvorení dvierok komín nestačí odobrať valiace sa spaliny i vzduch z miestnosti a začne dymiť. Niektoré vložky sú vybavené jednoduchým sklopným mechanizmom. Otvorením dvierok sa sklopí v hornej hrane dvierok mechanická klapka, ktorá zmenší skutočnú plochu dverného otvoru, takže možno prikladať bez rizika zadymenia. Iné typy sklopia aj deflektor, aby dym či zmes spalín a vzduchu z miestnosti mohli nerušene unikať komínom.

Dvojité zasklenie
Vložka zvyčajne slúži na teplovzdušné vykurovanie viacerých miestností. Preto nie je žiaduce, aby cez zasklenie unikalo do miestnosti priveľa tepla – niekedy až 60 % jej výkonu kozubovej vložky. Býva nepríjemné pohybovať sa pred vyhriatym sklom. Sklo má na povrchu niekedy aj 350 °C, čo je nebezpečné, najmä vo verejných prevádzkach alebo pre rodiny s deťmi. Dvojité zasklenie je teda ďalšie vylepšenie. Zdvojené sklo utlmí výdaj tepla do miestnosti. Takto ušetrené teplo možno ďalej zužitkovať a transportovať do iných priestorov. Sklo dvierok sa nepríjemne neprehrieva a možno sa dlhodobo sa pohybovať v jeho tesnej blízkosti, napríklad ak je vložka v chodbe či predsieni. Tu nie je potrebný jej plný výkon, ak sa v zúženom priestore dotkneme skla, nespálime sa.
–>
Prívod vzduchu komínom

Samostatný prívod vzduchu z exteriéru by mal byť dnes už samozrejmosťou. Účelom vykurovania je vykúriť, ohriať priestor. Ohrejeme aj vzduch, no čo s ním, keď ho napokon odsaje spotrebič na potrebu spaľovania. Okrem toho výmenou okien za tesné by vložka bez samostatného prívodu vzduchu pravdepodobne prestala fungovať. Prívod vzduchu k uzavretým spotrebičom sa zvyčajne vedie uzavretou šachtou moderných viacvrstvových komínov. Príde do spotrebiča, spáli sa a spaliny odchádzajú komínom von. Preto sú zaujímavé dvojprieduchové komíny. Jeden prieduch slúži na centrálne vykurovanie zvyčajne plynom, druhý prieduch možno kedykoľvek využiť na pripojenie spotrebiča na tuhé palivá (kotol, kozubovú vložku či piecku) a prejsť tak na lacnejší druh paliva. V prechodnom období možno temperovať kozubovou vložkou a šetriť výmenník plynového kotla.

Elektronická regulácia

Horenie s viacerými možnosťami prívodu vzduchu, stanovenie optimálnej teploty horenia a účinnosti spaľovania dnes možno riadiť elektronicky. Jednoduchá elektronická regulácia sníma teplotu v ohnisku a reguluje prívod vzduchu k horeniu. Dokáže aj časovo udržať horenie v utlmenom režime počas našej neprítomnosti. V daný čas sa otvorí prívod vzduchu a vložka pracuje na plný výkon, napríklad pred príchodom obyvateľov domov. Pri utlmenom horení vzniká riziko tvorenia dechtov. Rozšírené dostupné typy dokážu regulovať prívod vzduchu k horeniu, odťah spalín a teplotu v ohnisku. Elektronická regulácia horenia kusového palive je zatiaľ v plienkach. Aby sme plne elektronicky dokázali regulovať jeho horenie, bolo by potrebné do pece inštalovať asi 10 až 12 meracích miest a minimálne 4 až 6 ovládacích mechanizmov. No postačí jediná chybička – mokrejšie palivo, ako je dovolené, inak uložené palivo v ohnisku, priveľká alebo primalá dávka paliva – a celé snaženie elektroniky vyjde nazmar.

Elektronické ovládanie ukazuje teplotu spalín a reguluje prívod vzduchu k horeniu. Ak teplota poklesne, signalizuje potrebu priložiť ďalšiu dávku paliva. V praxi však lepší výkon docielime ručným ovládaním.

Naši otcovia i dedovia vedeli kúriť úsporne, ekonomicky a ekologicky. Nepotrebovali elektroniku. Postačilo pozorovanie prírodných javov v ich okolí. Pri kúrení kusovým drevom vo vložke sa treba učiť – a to niekoľko vykurovacích sezón. Vložka a komín tvoria vždy jedinečný komplex, ktorý má svoje muchy, a tu nepomôže žiadna elektronika. Skrátka, treba použiť vlastný rozum.

Okrem vylepšení, ktoré sme spomenuli, by vložka mala umožňovať roštové (na krátkodobé zvýšenie výkonu) i bezroštové spaľovanie, dodatkové spaľovanie v rôznych stupňoch – tzv. prídavný vzduch­, pripojiť adaptér na pelety a pripojiť dodatkové výmenníky, napríklad komínové a vodné.

Text: Ing. Vladimír Institoris
Foto a kresby: autor, Ing. Ľubica Lešinská, PhD., Schiedel
Zodpovedný redaktor: Stanislav Botur
zdroj: časopis Urob si sám 2011 JAGA GROUP, s.r.o.