Materiały do pieca podstawowego / Systemy ciągu

Według normy austriackiej ÖNORM B 8301 oraz B8306 do budowy pieców kaflowych dopuszczalne są tylko te materiały, które składają się z szamotu lub szamotu odlewniczego (betonu żaroodpornego) o następujących właściwościach:

• gęstość między 1800 a 2300 kg/ m³. (większe gęstości są dopuszczalne, trzeba jednak dopasować długość przewodu ciągu)
• odporność na wstrząsy cieplne co najmniej 25 cykli (cykl to nagrzanie szamotu do 1200°C i schłodzenie zimną wodą).
• ogniotrwałość  28 stożków pirometrycznych Segera : odpowiada mniej więcej 1700°C

Ta norma odzwierciedla tu wymagania co do materiałów obudowy/wykończenia, by zagwarantować odpowiednie magazynowanie ciepła, oddawanie ciepła i odpowiednią trwałość materiałów.

Te wymogi należy wypełnić we współczesnej budowie pieców.

Obok zastosowanych materiałów konieczne jest dla skutecznej eksploatacji pieca kaflowego prawidłowe rozlokowanie komory paleniska i długości przewodu ciągu.

By osiągnąć odpowiedni współczynnik sprawności musi być zachowana odpowiednia długość na każdy kg wsadzonego drewna.
Tak jest przykładowo w przypadku pieca o mocy 3,5 kw. – na ilość wsadową 13 kg drewna przy wartości znamionowej czasu spalania wynoszącej od 12 godzin konieczna jest długość przewodu ciągu od 5,4 m.

Bardziej gęste materiały (>2300 kg/ m³.) niż podano w NORMIE, mogą na podstawie udoskonalonego pobierania ciepła skrócić długość przewodu ciągu. Na bazie badań doświadczalnych długość przewodu ciągu może zostać skrócona o 20% (Doświadczenie odbyło się na szamocie o gęstości 2600 kg/m³.;).

Znacznie większe skracanie długości przewodu ciągu wraz z materiałami akumulacyjnymi należy traktować jako niepoważne.
Powodem jest to, że przy materiałach ogniotrwałych, które są dostępne cenowo i mają odpowiedni okres trwałości (odporność na wstrząsy cieplne >25 cykli), to ich gęstość ograniczona jest do około 2700-2800 kg/m³.

Badania wykazały, że wszelkie wymienniki ciepła z materiałów akumulacyjnych jak płyty akumulacyjne oraz pozostałe wynalazki nie doprowadzą do takich wyników, jakie ma system ciągu z odpowiednią długością przewodu ciągu.

Przyczyną jest to, że spaliny potrzebują określonego czasu, by zostały schłodzone w przewodzie ciągu. To jest możliwe do spełnienia w wypadku gdy spaliny pozostają odpowiedni czas w przewodzie ciągu, co znów jest możliwe przy odpowiedniej długości przewodu ciągu.

Również znacznie większa grubość ściany 4-6 cm w ciągu nie zmniejsza długości przewodu ciągu przy takiej samej wartości znamionowej czasu spalania (nie można podwójnie podwyższyć wymiarów akumulacyjnych a tym samym nie można skrócić o połowę długości przewodu ciągu), podwyższa się  jedynie masa akumulacyjna, która czyni piec ociężałym/mniej wydolnym.

To znaczy, że piec ma wtedy czas oddawania ciepła, który wynosi więcej niż 12 godzin. Jeśli jednak wsadzona ilość drewna nie będzie zwiększona tym samym zmniejszy się maksymalna temperatura powierzchniowa a energia nie będzie wtedy oddawana przez 12 godzin lecz poprzez dłuższy czas, co znów zmniejszy wydajność pieca.

Jeśli pożądany będzie dłuższy czas oddawania ciepła ( interwał dokładania drewna)  – np. 3,5 kW przez 24 godziny, musi zostać podwyższona ilość wsadowa drewna (z 13 kg na 26 kg) – tym samym musi zostać powiększona komora spalania, muszą zostać również dopasowane grubości ścian przewodów oraz  długość przewodu ciągu.

By w tym miejscu udzielić właściwych wypowiedzi, każdy przypadek - najlepiej obliczać indywidualnie.

Jako podstawę obliczeniową przyjmuje się tu normę EN 15544.

Podsumowanie:
Standardowe 12 godzinne piece należy wykonywać najlepiej ze znanych produktów( norma austriacka ÖNORM B8306). Gęsty materiał zastosowany w ciągu – przy jednakowej konstrukcji jak przy użyciu materiału  B8306 – daje skrócenie przewodu ciągu o około 20%.

Ing. Rudolf Haselböck