Šildymas židiniu

Šiuolaikinis uždaras židinys gali būti papildomas, o tinkamai suprojektuotoje sistemoje – ir pagrindinis šilumos šaltinis. Šiluma į patalpą perduodama per kapsulės stiklą ir apdailą, natūralia arba priverstine oro konvekcija, per akumuliacinę masę ar vandens šilumokaitį. Kuris būdas tinkamiausias, priklauso nuo pastato šilumos nuostolių, patalpų išplanavimo, kamino, židinio naudojimo dažnio ir kitos šildymo sistemos.

Naujiems kietojo kuro vietiniams šildytuvams Europos Sąjungoje nuo 2022 metų taikomi ekologinio projektavimo reikalavimai. Vertinamas sezoninis energijos vartojimo efektyvumas ir kietųjų dalelių, organinių dujinių junginių, anglies monoksido bei azoto oksidų emisijos. Todėl renkantis kapsulę svarbu žiūrėti ne vien į deklaruojamą naudingumo koeficientą ir galią, bet ir į emisijų duomenis, leistiną kuro rūšį bei gamintojo montavimo sąlygas.

Vietos židiniui parinkimas

Židinio vieta derinama su kamino padėtimi, perdangos konstrukcija, degimo oro tiekimu ir numatomu šilumos paskirstymu. Kuo trumpesnis ir paprastesnis prijungimas prie dūmtraukio, tuo lengviau užtikrinti tinkamą trauką bei išvalyti jungiamąją dalį. Židinio nereikėtų projektuoti praėjime ar stiprių oro srautų zonoje, kur durų varstymas, virtuvės gartraukis arba mechaninis vėdinimas gali sutrikdyti trauką.

Anksčiau dažnai rekomenduota židinį statyti sienos viduryje ir iš šonų palikti po metrą laisvos vietos. Tai nėra universali taisyklė. Tikslūs atstumai iki degių sienų, baldų, grindų ir kitų konstrukcijų nurodomi konkretaus židinio dokumentuose. Jų negalima mažinti remiantis kito modelio duomenimis.

Reikia įvertinti bendrą kapsulės, apdailos, kamino ir akumuliacinių elementų masę. Pati metalinė kapsulė gali būti palyginti lengva, tačiau su akmens, plytų ar šamoto apdaila visas židinys gali sverti kelis šimtus kilogramų. Medinės perdangos ar plonos grindų plokštės laikomoji galia tikrinama skaičiavimais. Atskiro pamato gylis negali būti nustatomas vien pagal pastato aukštų skaičių – jis priklauso nuo grunto, pamato konstrukcijos ir apkrovos.

Sandariame name degimo orą geriausia tiekti atskiru ortakiu tiesiai iš lauko į kapsulės oro įvadą. Ortakio skersmuo, ilgis, posūkių skaičius ir sklendė parenkami pagal gamintojo nurodymus. Degimo oro negalima imti iš rekuperatoriaus tiekiamo oro kanalo, jeigu tokio sprendimo nėra suprojektavę ir leidę abiejų įrenginių gamintojai. Rekuperatorius, gartraukis ir kiti ištraukiamieji ventiliatoriai gali patalpoje sudaryti neigiamą slėgį, todėl jų bendras darbas su židiniu turi būti įvertintas projekte.

Šildančių židinių konstrukcijos

Uždaroje kapsulėje degimo intensyvumas reguliuojamas oro padavimu. Dalis modelių turi antrinio arba tretinio oro tiekimą, kuris padeda sudeginti iš malkų išsiskyrusias dujas. Stiklo apipūtimas mažina suodžių kaupimąsi, tačiau neapsaugo nuo jų visiškai. Stiklas greičiau apsineša kūrenant drėgnomis malkomis, pernelyg sumažinus oro tiekimą arba esant silpnai kamino traukai.

Mažo intensyvumo degimo trukmė nėra tas pats, kas efektyvus šildymas. Reklaminis teiginys apie 8–10 valandų degimą dažnai reiškia rusenimą, o ne vardine galia vykstantį švarų degimą. Kapsulę reikia kūrenti gamintojo nustatyta malkų įkrova ir oro režimu. Per didelė įkrova gali perkaitinti įrenginį bei dūmtraukį, o ilgai smaugiama ugnis didina suodžių, dervų ir anglies monoksido susidarymą.

Atviras židinys daugiausia skirtas ugnies vaizdui. Jo degimo beveik neįmanoma tiksliai reguliuoti, didelis patalpos oro kiekis ištraukiamas į kaminą, o šiluminis efektyvumas gerokai mažesnis negu uždaros kapsulės. Sandariame ir energiškai efektyviame name atviras židinys paprastai nėra racionalus pagrindinio šildymo sprendimas.

Svarbiausi židinio kapsulės parametrai

Židinio galios nebereikėtų skaičiuoti taikant vieną normą, pavyzdžiui, 50 W vienam patalpos kubiniam metrui. Naujo šilto namo ir seno neapšiltinto pastato šilumos poreikis gali skirtis kelis kartus. Teisingas dydis gaunamas apskaičiavus pastato šilumos nuostolius projektinei lauko temperatūrai. Taip pat įvertinama, kad dalis kapsulės šilumos į patalpą sklinda tiesiogiai per stiklą, todėl per galingas židinys gali perkaitinti svetainę, nors tolimesni kambariai dar bus vėsūs.

Natūralios šiluminės konvekcijos židiniai

Metalinė krosnelė patalpos orą šildo nuo išorinių sienelių. Kapsulinio židinio atveju aplink ugniakurą įrengiama ertmė: vėsesnis oras patenka apačioje, sušyla prie kapsulės ir išeina per viršutines angas. Ertmės skerspjūvis, oro įėjimo ir išėjimo angų plotas bei izoliacija turi atitikti kapsulės ir apdailos sistemos reikalavimus.

Karščio kameros negalima uždaryti nepalikus gamintojo numatytų konvekcinių angų. Per maža oro apykaita gali perkaitinti kapsulę, apdailą ir šalia esančias konstrukcijas. Prie sienos naudojamos konkrečiai židiniams skirtos nedegios izoliacinės plokštės, o jų storis bei montavimo būdas parenkami pagal sistemos dokumentus. Vien tai, kad plokštė nedegi, dar nereiškia, kad ji tinkama ilgalaikei aukštos temperatūros apkrovai.

1 - kaminas; 2 - pertvara į kitą kambarį ir ortakis pro ją; 3 - karšto oro srautas į viršutinį aukštą 4- ortakis į viršutinį aukštą; 5 - karščio kamera, kurioje kaupiasi karštas oras; 6 - dūmtraukis į kaminą; 7 - židinys; 8 - šalto oro padavimas

Natūrali konvekcija geriausiai veikia tame pačiame kambaryje ar gretimose atviro plano patalpose. Anksčiau nurodytas 2,5 m horizontalus ortakis nėra universali riba. Leistinas ilgis priklauso nuo temperatūrų skirtumo, ortakio skersmens, aukščio, posūkių ir sistemos pasipriešinimo. Ilgas horizontalus kanalas be ventiliatoriaus gali beveik netraukti.

Angų tarp kambarių negalima projektuoti pagal vienodus 20 × 35 ar 10 × 20 cm matmenis. Jų dydis apskaičiuojamas pagal reikalingą oro srautą, o įrengimas turi atitikti priešgaisrinio atskyrimo, akustikos ir vėdinimo reikalavimus. Anga sienoje ar perdangoje gali pažeisti gaisrinio skyriaus vientisumą, todėl kai kuriose vietose toks sprendimas apskritai netinka.

Priverstinės oro konvekcijos židiniai

Priverstinės konvekcijos sistemoje įkaitęs oras ventiliatoriumi tiekiamas į vieną ar kelias patalpas. Ventiliatorius, ortakiai, izoliacija, sklendės ir grotelės turi būti skirti gamintojo nurodytai oro temperatūrai. Įprasti vėdinimo ortakiai ar buitiniai ventiliatoriai ne visada tinka karštam orui.

Ventiliatoriaus našumas parenkamas ne pagal apytikrę taisyklę „du patalpų tūriai per valandą“, o pagal perduodamą šilumos galią, leistiną tiekiamo oro temperatūrą ir sistemos slėgio nuostolius. Skaičiuojant įvertinamas ortakio ilgis, skersmuo, alkūnės, atšakos, grotelės ir filtrai. Per mažas srautas didina oro temperatūrą, o per didelis sukelia triukšmą ir skersvėjį.

Sistema turi saugiai veikti ir dingus elektrai. Karščio kameroje paliekamas natūralios konvekcijos kelias arba įrengiama kita gamintojo numatyta apsauga, kad sustojus ventiliatoriui kapsulė ir apdaila neperkaistų. Vien vožtuvo ar atsarginės „rankovės“ negalima laikyti universaliu sprendimu – avarinis režimas projektuojamas pagal konkrečią sistemą.

Ortakiai dažniausiai gaminami iš metalo ir izoliuojami temperatūrai tinkama nedegia medžiaga. Izoliacija mažina šilumos nuostolius, saugo gretimas konstrukcijas ir slopina triukšmą. Lankstūs ortakiai palengvina montavimą, tačiau jų vidinis pasipriešinimas paprastai didesnis, ypač jei jie suspausti ar smarkiai išlankstyti. Ilgoms trasoms dažniausiai palankesni lygiasieniai standūs ortakiai su nedideliu posūkių skaičiumi.

Židinys su vandens šilumokaičiu

Židinio kapsulė su vandens šilumokaičiu dalį degimo šilumos perduoda patalpai per stiklą ir korpusą, o kitą dalį – šildymo sistemos vandeniui. Gamintojo duomenyse turi būti atskirai nurodyta tiesioginė galia į patalpą ir netiesioginė galia į vandenį. Šis santykis labai svarbus: jei į patalpą atiduodama per daug šilumos, svetainė perkais dar neįšilus akumuliacinei talpai ar kitiems kambariams.

Vandens šilumokaičio tūris litrais neparodo, kiek šilumos židinys perduos sistemai. Svarbesni parametrai yra vardinė galia vandeniui, leidžiamas darbinis slėgis ir temperatūra, vandens pasipriešinimas, reikalingas srautas bei gamintojo nustatytas minimalus grįžtamojo vandens temperatūros režimas.

Tokia kapsulė nėra paprastas radiatorius. Degančių malkų negalima akimirksniu užgesinti, todėl nutrūkus cirkuliacijai šiluma ir toliau gaminama. Sistema privalo turėti apsaugą nuo perkaitimo. Priklausomai nuo kapsulės konstrukcijos ir gamintojo schemos naudojama:

• atvira arba uždara šildymo sistema su jai tinkamu išsiplėtimo indu;

• apsauginis vožtuvas ir slėgio bei temperatūros kontrolė;

• gamykloje įrengta avarinio aušinimo spiralė su terminiu vožtuvu;

• užtikrintas šalto vandens tiekimas avariniam aušinimui;

• savaiminės cirkuliacijos kontūras arba šilumos nuėmimo radiatorius, jeigu tai numatyta projekte;

• nepertraukiamo maitinimo šaltinis cirkuliaciniam siurbliui, tačiau jis nėra vienintelė apsauga;

• automatinis oro šalinimas, užpildymo ir išleidimo įranga.

Atviro tipo sistema natūraliai susisiekia su atmosfera per aukščiausiame taške įrengtą išsiplėtimo indą. Ji atsparesnė pavojingam slėgio kilimui, bet turi būti tinkamai apsaugota nuo užšalimo, oro patekimo ir korozijos. Uždaroje sistemoje naudojamas membraninis išsiplėtimo indas, apsauginiai vožtuvai ir patikima šiluminė apsauga. Židinio negalima jungti prie uždaros sistemos, jei gamintojas tokio prijungimo neleidžia.

Dažniausiai tikslinga naudoti akumuliacinę talpą. Ji priima šilumos perteklių, leidžia židinį kūrenti švaresniu vardinės galios režimu ir vėliau šilumą atiduoti radiatoriams ar grindiniam šildymui. Talpos dydis apskaičiuojamas pagal židinio galią vandeniui, vienos malkų įkrovos energiją, numatomą kūrenimo trukmę ir sistemos temperatūrų skirtumą. Vienodos litrų vienam kilovatui taisyklės visiems židiniams nėra.

Kad per šaltas vanduo negrįžtų tiesiai į įkaitusį šilumokaitį, dažnai montuojamas termostatinis įkrovimo mazgas arba maišymo vožtuvas. Jis palaiko gamintojo nustatytą grįžtamojo vandens temperatūrą. Per žema temperatūra skatina kondensato, dervų ir korozijos susidarymą, teršia šilumokaičio paviršius ir mažina jo galią.

Jeigu sistemoje kartu veikia šilumos siurblys, dujinis katilas ar elektrinis šildytuvas, šaltiniai dažniausiai atskiriami akumuliacine talpa arba hidrauline schema su automatiniu valdymu. Grindinio šildymo kontūrui reikalingas atskiras žemesnės temperatūros maišymo mazgas. Buitinį karštą vandenį galima ruošti talpoje esančiu gyvatuku ar atskiru šilumokaičiu, tačiau šildymo sistemos vanduo neturi būti tiesiogiai naudojamas kaip geriamasis karštas vanduo.

Kapsulę su vandens šilumokaičiu turi parinkti ir hidraulinę schemą apskaičiuoti šildymo specialistas. Reikia suderinti židinį, akumuliacinę talpą, siurblius, vamzdynus, išsiplėtimo indą, apsaugos įtaisus, automatiką ir avarinį režimą. Savavališkai supaprastinta schema gali baigtis vandens užvirimu, slėgio kilimu arba šilumokaičio pažeidimu.

Akumuliaciniai židiniai

Akumuliaciniame židinyje dalis šilumos sukaupiama šamote, specialioje keramikoje, muilo akmenyje ar kitose didelę šiluminę talpą turinčiose medžiagose. Šiluma į masę gali patekti nuo kapsulės paviršiaus arba dūmams tekant per apskaičiuotus akumuliacinius kanalus. Pastarasis variantas negali būti prijungtas savavališkai, nes papildomas dūmų kelio pasipriešinimas keičia kamino trauką ir dūmų temperatūrą.

Šilumos atidavimo trukmė priklauso nuo sukauptos energijos, akumuliacinės masės, jos paviršiaus ir patalpos temperatūros. Teiginys apie 12–24 valandų šildymą gali būti pagrįstas tik konkretaus įrenginio duomenimis. Akumuliacija nepadidina malkose esančios energijos, bet ištempia jos atidavimą laike ir sumažina staigų patalpos perkaitimą.

Akumuliacinis židinys gali sverti 300–600 kg, o didelės mūrinės sistemos – dar daugiau. Todėl prieš montuojant tikrinama perdanga ir pagrindas. Hipokausto principu veikiančios uždaros ertmės ar šildomos sienelės projektuojamos kaip vientisa sistema: apskaičiuojamos temperatūros, oro cirkuliacija, valymo galimybės, medžiagų plėtimasis ir atstumai iki degių konstrukcijų.

Židinio apdaila

Židinio apdailai naudojamos sistemos, kurių plokštės, klijai, armavimo mišiniai, tinklelis ir tinkas skirti ilgalaikiam kaitinimui. Medžiagų nereikėtų rinktis vien pagal A1 ar kitą reakcijos į ugnį klasę, nes svarbus ir jų atsparumas nuolatiniams kaitimo bei atvėsimo ciklams.

Apdailoje paliekamos kapsulės gamintojo numatytos konvekcinės, apžiūros ir valymo angos. Turi būti įmanoma pasiekti dūmtraukio jungtį, sklendes, ventiliatorius, vandens šilumokaičio jungtis bei saugos įtaisus. Akmens ar keramikos apdaila tvirtinama karščiui tinkamais mišiniais, įvertinus skirtingą metalo, mūro ir apdailos medžiagų šiluminį plėtimąsi.

Židinio saugumą lemia visa sistema: kapsulė, dūmtraukis, degimo oro tiekimas, apdaila, šilumos paskirstymas ir eksploatacija. Net geras įrenginys veiks blogai, jeigu bus prijungtas prie netinkamo kamino, kūrenamas drėgnomis malkomis ar ilgai laikomas rusenimo režime. Įrengus židinį patalpoje turi būti dūmų ir anglies monoksido signalizatoriai, o dūmtraukis bei jungiamieji kanalai periodiškai valomi ir tikrinami.

Statybų ir būsto gido Asa.lt informaciją atgaminti visuomenės informavimo priemonėse bei interneto tinklalapiuose be raštiško UAB "IKS" sutikimo draudžiama.