Opláštění krbové vložky zafungovalo. Nadešel tedy čas naplnit naši představu, že nebudeme „vyhazovat teplo komínem“, ale budeme jej ukládat do nádrže. Teplovodní kouřový výměník se dá samozřejmě pořídit, já se však rozhodl pro realizaci svépomocí.
Říkal jsem si, že když se nám podaří ukládat odpadní teplo z komínu do krbu, mělo by to být efektivní. Tedy abych neutratil třeba 17 tisíc za výměník a 11 tisíc za bezpečnostní uzel, které se nám „zaplatí“ za 20 let. Sedl jsem si a počítal: teoreticky bych mohl dostat přes 2kW tepla z kouřovodu do vody; většinou v zimě topíme obvečer a to jen takovým „odhoříváním“ dřeva v krbu (pro příjemnou pohodu); chci investici do 4 let zpět… z toho všeho mi vyšlo, že by takový kouřový teplovodní výměník by neměl stát více jak 4,5 tis Kč!
Poohlédl jsem se na internetu a zjistil, že na trhu dostupný výměník nesplní moje finanční omezení. A tak jsem si jej navrhnul a spolu se zámečníkem zkonstruoval sám.
Návrh
Krbovou vložku (kouřovod 150mm) máme do komínu (průměr 200mm) napojenou přes redukční kus. Takže ideální bude tento díl nahradit výměníkem. S ohledem na předpokládaný zisk energie, dostupný prostor za krbovým širmem, na usazování sazí a své schopnosti, jsem navrhl:
tělo výměníku => Kouřovodná trubka 240mm v délce 800mm s odpovídajícími redukcemi na obou koncích
teplosměnná plocha => 2,5 m3
materiál teplosměnné plochy => nerezový vlnovec DN20 v délce 15bm
napojení na nádrž => přímo, bez teplovodního výměníku voda/voda
potrubí => původní ze stavby domu – ALUPX 20/2
čerpadlo => grundfos UPS25/40
S ohledem na rozměry jsem se rozhodl trubku rozdělit na dva stejně dlouhé kusy a navinout z nich dvě souosé „pružiny“. Více je v nákresech výměníku a jeho zapojení, které jsem vložil do obrazové galerie na konci článku.
UPOZORNĚNÍ : Naše provedení má pokryto jen některé případné havarijní stavy: výpadek dodávky el. energie; přehřátí a přetlakování topného systému. Protiopatření na ně (čerpadlo je spolu s CMD napojeno na elektrický záložní zdroj; topný systém je beztlakový s pojistkou na 1,5 atm) jsou z mého pohledu dostačující.
Krom bezpečnostního uzlu jsem zprvu neuvažoval ani o termostatickém ventilu pro zpátečku. Inspiroval jsem se v textech p. Petra Měchurky (z článků „Vytápění biomasou v rodinných domcích s účinností přes 110% - sen a nebo realita?“ a dalších).
Konstrukce
Z celé konstrukce bylo největší výzvou namotání výměníku. 15bm vlnovce DN20 jsem rozdělil na dva stejně dlouhé kusy. Potřeboval jsem je souose navinout v odstupu 10mm tak, aby kouř mohl volně proudit okolo všech stěn výměníku. Namotání nerezové trubky je o poznání náročnější než u trubky měděné. Při dodržení minimálního poloměru ohybu (u této trubky je to tuším 35mm) nehrozí její deformace, ale manipulovat v technické místnosti s klubem trubky o průměru skoro 1 metr nebylo snadné. Nakonec jsem povolal manželku - jako „přidržtrubku“. Po dvou neúspěšných pokusech se šablonou z trubky KG100 jsem vzal papírový tubus od fototapety a „jedním tahem“ navinul vnitřní spirálu. Pomocí nerezového drátu jsem k ní připojil tři hladké kulatiny o průměru 10mm a na ně navinul, v opačném závitu, druhou trubku. Po narovnání drobných nepřesností jsem se snažil spirály pevně svázat nerezovým drátem o průměru 1mm, tak aby tvořili kompaktní blok i s tyčemi. Konce jsem připravil tak, aby se dali vhodně protáhnout kouřovodem připravenými průchody jeho stěny a aby byly prostřídané.Tedy aby na jednom konci vlevo byla trubka vnitřní spirály od trubky vnější spirály a naopak na konci druhém.
POZNÁMKA : Vlnovec je potřeba namotat v přesném odstupu, tak jak bude ve výsledku ve výměníku. Namotaný vlnovec není tak poddajný, aby bylo možné jej namotat natěsno a pak „roztáhnout“ na požadovaný odstup.
Od kamnářské firmy mi mezitím dorazila kouřovodná trubka 240 průměr x 800 délka z 2mm silného kamnářského plechu. Na ni jsem si vyznačil průchody pro vlnovec. Protože jsem nevěděl, jak na těsno připevnit tenkou stěnu nerezového vlnovce k 2mm silnému plechu, použil jsem 3/4" mosazné vsuvky jako průchodky stěnou kouřovodu. Mezera mezi vlnovcem a vsuvkou je velmi malá a jediné co hrozí je to, že bude mít komín pidifalešný tah přes takovou malou netěsnost. Takže v kouřovodu bylo třeba udělat cca 26mm velké otvory pro 4ks průchodky. Vsunul jsem výměník do kouřovodu, konce spirál výměníku protáhnul otvory v kouřovodu, okolo trubek nasadil a zašrouboval vsuvky.
Redukční kroužky a jejich přechod na kouřovod jsem udělal ze zbytků 2mm silného plechu. Na plech jsem nakreslil vypočtené pláště komolých kuželů (redukce by měly přecházet trochu pod úhlem, pokud ne, pak předpokládám, že se tam budou hodně usazovat saze) a vyříznul je přímočarou el. Pilkou (tzv. šukalkou). Do tvaru komolého kužele jsem je zdeformoval běžnými kleštěmi. Z pásků plechu mi v klempířství stočili válečky pro průměr kouřovodu krbu (vnitřní průměr min. 154mm) a komínu (vnější průměr max. 198mm).
Se zámečníkem jsme nejprve na obou koncích přivařili tři tyče výměníku ke kouřovodu s pomocí 6ti kousků železné pásoviny. Pak jsme zavařili kroužky na přechodové kusy a to celé k tělu kouřovodu. Do horního redukování jsme ještě osadili polohovatelnou škrtící klapku.
Konce vlnovce jsem u topenářů zakončil převlečnou maticí a našrouboval na přechodky, koleno a T-kus.
TIP : Ke správnému zakončení vlnovce je potřeba profi vercajk. Mají ho někteří topenáři a mohou ho zapůjčit i kvalitní obchody. Jde o to, že trubku je potřeba zakrátit na požadovanou délku + 2 vlnky, pak přetáhnout odpovídající převlečnou matici a pomocí vercajku zploštit.
POZNÁMKA : I po zploštění je hrana docela plochá, ale když ji přes těsnění připevníte k běžné mosazné fitince (ta má dosedací plochu pro těsnění jen asi 1mm, protože k tomu není určena), při dotahování spoje fitinka „rozřízne“ těsnění a spoj bude kapat. Je potřeba použít nerez fitinku, kterou prodávají s vlnovci. Tato má silnější stěnu a těsnění dosedne OK.
Celkový materiál a zaplacené práce trochu překročili nastavenou finanční hranici, ale výměník byl hotov a nic nebránilo se pustit do jeho připojení do topného systému.
Instalace a oživení
Ve vyjmutí stávajícího kouřovodu jsem měl již praxi, ale umístění celého výměníku pro mě bylo novinkou. Výměník není až tak těžký, takže nemá připraveny třmeny pro připevnění ke stěně. Celou vahou je opřený do krbové vložky, která je obezděna cihlami. Přívodní potrubí bylo osazeno již při stavbě domu, takže šlo o to je správně připojit. V horní části jsem instaloval automatický odvzdušňovací ventil pro solární systémy (běžný by se mohl poškodit od tepla, když nebude výměník zaplaven, nebo dojde k jeho přehřátí poruchou systému).
V technické místnosti jsem na nejnižší vývod z IZT (integrovaný zásobník tepla) za sítko připojil čerpadlo a trubku k výměníku. Trubku od výměníku bylo třeba připojit opět napřímo ke střednímu vývodu IZT, který je zaústěn do stratifikační vestavby. Celý rozvod jsem zaplavil topnou kapalinou a odvzdušnil. Zapojil čerpadlo do el. a čekal co se bude dít. Pár netěsností způsobené proříznutím těsnění (viz výše uvedená poznámka) jsem opravil a chystal se zapálit v krbu.
První pokus
Zkontroloval jsem si, že potrubí od čerpadla (studená z IZT) je napojené na horní vývod výměníku, dolní vývod výměníku (protiproudé nahřívání) je napojeno na střed IZT. Na začátku jsem měl trochu strach a tak první zatopení bylo velmi opatrné. Zprvu se jevilo vše OK, ale pak část teorie od p.Měchury (tak, jak jsem ji pochopil a aplikoval => kdy není třeba montovat regulaci na zpátečku na 60°C) u mě selhala (použil jsem vzduchosuché modřínové dřevo) - kondenzát z vodní páry, spolu s dehtem a spol. začal stékat na krbovou vložku, syčet, smrdět a škvařit se.
Druhý pokus
Instaloval jsem tedy termostatický trojcestný ventil (jediný, který byl po ruce, byl ten z TUV :o) ) na zpátečku a znovu zatopil. Nyní se systém choval trochu lépe. Až po vyladění zpátečky na 52°C se kondenzát přestal vytvářet. Začal jsem tedy měřit teploty.
Po cca 12ti minutách se okruh mezi čerpadlem a výměníkem nahřál na 60°C a začal pouštět 60 a pak i 70°C teplou vodu do IZT. Při větším plameni, jsem zaznamenal, že se z výměníku ozývají zvuky, jako když se začíná vařit voda v hrnci, ale do IZT nešlo více jak 72°C. Usoudil jsem, že zde asi „zafungoval“ rozdílný hydrodynamický odpor obou trubek svinutých do pružin nestejného průměru, a tak jsem „přepóloval“ výměník => přívod zpátečky od IZT byl po novu v dolní části výměníku (blíže k plameni).
Třetí pokus
Po prohození potrubí, opětovném napuštění a odvzdušnění okruhu jsem zase spustil čerpadlo a pozvolna zatopil. Kondenzát se tvořil jen velmi krátce a voda brzy dosahovala přes 60°C teplá a nahřívala IZT.
Protože IZT byl v horní části nahřátý jen na 56°C očekával jsem, že jako první zaznamenají změnu teploty horní čidla v IZT. Ale nestalo se tak! Začala se nahřívat střední oblast (cca 0,5 m3). Ta se postupně během necelých 2 hodin nahřála o 9°C. Další měření jsem již nedělal, protože byl duben a v našem domku bylo tímto zatopením tak neuvěřitelně teplo, že nešlo pokračovat.
Jsou tam nedostatky?
I za tak krátkou dobu mám pro vás pár postřehů…..
- Napojení na krb a komín není těsné, ale to vcelku moc nevadí, protože komín má dobrý tah a maximálně bude trochu falešně přisávat vzduch.
- Výměník je další překážkou kouři a trochu snižuje tah, to není problém, ale když není v domě mírný přetlak (řízené větrání jako máme my, otevřené okno), tak při přikládání dřeva dojde mírnému zakouření do místnosti.
- Jde o další technický prvek v obýváku. Jak je výměník napojen na čerpadlo, tak při určitých otáčkách čerpadla dojde k rezonanci těla výměníku.
- Jak se mění intenzita plamene, tak „pracuje“ vlnovcová trubka a jsou slyšet její „mikro-pohyby“.
Další postřehy
Tento článek byl dlouho v rozpracované fázi – v minulém odstavci píšu o dubnu a ejhle – máme říjen! Od té doby se nám ochladilo a my už zase topíme. Zde je pár nových postřehů:
- Na komíně máme regulační klapku tahu, po vsazení výměníku jsem defacto vůbec nepoužil regulační klapku na vrchní části výměníku a i tak občas při přikládání nám krbík zakouří dovnitř. Ale to je tím, že jsem stále nedodělal vzduchotechniku takže není ten „mírný přetlak“ co bych si přál.
- Jak bylo pár dní chladněji, topili jsme dva večery po sobě. Střední část (přes 350 litrů) IZT se nahřála první večer z 35° na 45° a druhá večer až na 56°C.
- Někdy během zátopu, jindy během dohořívání se výměník trochu „rozhučí“ v rezonanci s otáčkami čerpadla. Změnou otáček čerpadla (jsou tam 3 stupně) se zvuky utiší. Myslím, že drnčí vrchní klapka na výměníku a tak jestli se přes zimu neuklidní, půjde z domu!