Hea ahi soojeneb ühtlaselt
Meie kaubandus ja pottsepad pakuvad nii suurt valikut kütteseadmeid – ahjusid, pliite ja kaminaid –, et inimestel on raske selles valikus orienteeruda. Vaatame siinkohal kütteseadmeid, mille puhul kasutatakse halupuid. Halupuud on taastuv energiaallikas, hinnalt odavaim võimalus Eestis, pealegi kohalikku päritolu. Nendega kütmisel vabaneb sama palju CO2, kui on puud kasvamisel endaga sidunud. Seega on halupuud Eesti oludes igati sobilik energiaallikas.
Võimsuse näitajad
Milliseid ahju parameetreid tuleb arvestada, kui soovime osta või laseme ehitada kütteseadme? Köetava ruumi soojavajaduse arvutamiseks tuleb arvestada ruumi suurust, piirete soojapidavust, ruumi funktsioone, samuti hoone ja ruumi tuultele avatust.
Väga tähtis on arvestada sellega, milline on talvine temperatuur. Eesti mandriosas arvestame üldiselt –22kraadise külmaga, saartel on temperatuur mõnevõrra kõrgem. Kõigi nende parameetrite arvestamine on mõistagi keeruline ülesanne, kuid siinkohal lähtume väljakujunenud suurustest.
Maja, mis on vanemat tüüpi, hilisema soojustamiseta, vajab soojusenergiat maksimaalselt 100 W/m², renoveeritud maja 80 W/m². Kõige uuemate, hästi soojustatud majade puhul tuleb võtta vastav näitaja projektist, kuid vaevalt on see alla 60 W/m².
Kui kütteseade on mõeldud maja põhiliseks kütteseadmeks, arvestame nende suurustega.
Kütteseadmete tutvustamisel alustatakse tavaliselt selle võimsusest (kW), seejärel lisatakse sageli, mitu ruut- või kuupmeetrit seade kütab ning mitu kg puid võib koldesse maksimaalselt panna.
Tundub, et võimsuse numbrit oskab inimene ikka hinnata. Aga sealjuures on oluline teada, millisest võimsusest me räägime. Kas kolde võimsusest, soojuslikust võimsusest või küttevõimsusest? Ja kuidas iga võimsus mõjutab ahju küttevõimet?
Küttekeha nimivõimsus ehk koldevõimsus näitab soojuse hulka, mis vabaneb kütteseadme koldes etteantud kütusekoguse põlemise käigus. Seejuures saab hinnata kadusid väljuvate suitsugaaside koostise ja temperatuuri põhjal gaasianalüsaatoriga. Teades kogu põletatud kütuse kütteväärtust ja lahutades sellest korstnasse väljunud gaaside kao, saame küllaltki täpselt teada põlemisel vabanenud kasuliku soojahulga. Selline kasutegur on tavaliselt üle 80%.
Koldevõimsus näitab halupuude põlemise ja kolderuumi ehituse kvaliteeti (piisavalt suur kolle, hea õhu juurdepääs koldesse, õiged materjalid). Reklaamides tuuakse välja just see näitaja, sest seda mõõtes on võimsuse arvuline näitaja kõige suurem. Aga kütteseadmele hinnangu andmiseks sellest ei piisa. Vaja on teada, kui palju soojust annab küttekeha ruumi – seega kütteseadme kasutegurit.
Meid huvitab, kui suur osa koldes toodetud soojusest ahjus salvestus ja kui palju läks korstnasse. Suitsugaasid, mille temperatuur on koldest väljudes natuke üle 700 kraadi, kannavad osa soojust üle kolde seintele. Edasise soojusülekande suurus sõltub suitsugaaside temperatuurist, gaaside liikumiskiirusest, suitsulõõri pikkusest, lõõri ristlõikest ja lõõri ehitusmaterjali omadustest. Mõõtes suitsugaaside temperatuuri koldest väljumisel ja siibri taga, saame küllaltki täpse ülevaate soojuslikust kasutegurist. Soovituslikult peaks see nüüdisaegsel ahjul olema vähemalt 78%.
Eeltoodud eesmärgi saavutamisele aitab kaasa levima hakanud pilukolle, mis varustab kolderuumi põlemisõhuga külgedelt. Seega on tagatud ühtlase ja kõrge temperatuuriga põlemine. Kogu ahju projekteerimine tehakse viimasel ajal spetsiaalse arvutiprogrammiga.
Millest sõltub kasutegur?
Tööstuslikult ahjusid valmistavad firmad kasutavad sageli paremate soojustehniliste näitajate saavutamiseks kunstlikult loodud materjale. Selline materjal on aga kordades kallim kui šamott- või telliskivi. Paraku ei parane soojustehnilised näitajad võrdväärselt hinnatõusuga.
Kõrge soojusliku kasuteguri saavutamiseks kütteseadmes peab kütteseadmel olema piisavalt pikk suitsulõõr. Siis saavad suitsugaasid soojuse lõõri seintele üle kanda ja kindlustada ahjus kasuteguriks vähemalt 78%, mida näeb ette EU norm EN 15544.
Kuna meil ehitatud ahjude suitsulõõr on sageli liiga lühike, on ka kasutegur väike – alla 50%. Üks põhjus on ka Eestis levima hakanud paralleelsed suitsulõõrid, mille tagajärjel suitsugaaside temperatuur korstnasse suubumisel võib olla kaugelt üle 300 kraadi. Sellist ahju on meistril kerge ehitada, aga kliendile on see ebaökonoomne.
Lihtne võte kütteseadme soojusliku kasuteguri kontrollimiseks on paigaldada siibri juures olevasse tahmatopsi pildil kujutatud suitsugaaside termomeeter, mis pidevalt näitab väljuvate suitsugaaside temperatuuri. Selline seade maksab alla 10 euro ja seda saab osta kauplustest.
Piisava soojusliku kasuteguri saamiseks ei tohiks korstnasse väljuva suitsugaasi temperatuur ületada 230 kraadi. Mõõtes suitsugaaside temperatuuri nii koldest väljumisel kui ka korstnasse suubumisel, saame teada, kui palju toodetud soojusest jäi kütteseadmesse.
Klient on huvitatud, et tema ahi salvestaks hästi soojust, kannaks selle aeglaselt ruumi, töötaks kõrge kasuteguriga ja soojeneks kogu välispinnalt ühtlaselt. Suurim soovituslik ahi on külgpinnaga u 15 m² ning selle küttevõimsus on ligikaudu 9 kW. Meil on levinud arvamus, et suur ahi annab palju sooja. Selline ahi vajab kogu massi üleskütmiseks palju energiat ja selle pind soojeneb ebaühtlaselt.
Mida raskem on ahi, seda rohkem vajab see ülessoojendamiseks energiat. Suurel ahjul on ühtlaseks välispinna soojendamiseks pikad lõõrid, see omakorda nõuab kõrget korstent. Suur ahi salvestab rohkem sooja, kuid selle pinnavõimsus on madalam, sest soojus levib ahju pinnale aeglaselt ja see vähendab pinnavõimsust. Arvutuslikult vajab salvestav ahi ühe kilogrammi puude kohta 130 kg ahjumassi.
Kuna tegemist on sooja salvestava ahjuga, mitte õhkkütteahjuga, saame lähtuda sooja salvestava ahju normist EN 15544. Ahi annab ruumi sooja nii soojuskiirguse kui ka konvektsiooni teel. Lubatud maksimaalne ahju pealispinna temperatuur on 80 kraadi.
Võttes aluseks Wageneri tabeli, leiame, et ühe ruutmeetri pottahju välispinna võimsus on maksimaalselt 650 W. Ahju üks ruutmeeter välispinda kütab seega 6,5 kuni 8 ruutmeetrit põrandapinda sõltuvalt maja soojustusest. Meil levivate tellisahjude pinnavõimsuseks loetakse 340 W/m2, mis tagab toapinnast 3,4 kuni 4,3 ruutmeetri kütmise.
Telliskiviahjusid ehitatakse madalama hinna pärast, kuid nende soojuslikud parameetrid jäävad pottkiviahjule alla. Põhjus on üldiselt paksud ahju välisseinad ja lühikesed suitsulõõrid. Telliskiviahju saab ehitada sama heaks, kui on pottkiviahi, aga selle keerukuse tõttu on ahju tegemine töömahukam kui pottkiviahju puhul.
Ahju renoveerimine on materjali seisukohalt mõnevõrra odavam, sest saab taaskasutada olemasolevaid potte, uksi jne, kuid pottsepa seisukohalt võib see töö osutuda oluliselt kallimaks, sest töömaht on suurem.
Meil on levinud arusaamine, et ahjul tuleb lasta pikalt kuivada, kuid hästi ehitatud ahi võimaldab kütmist alustada kohe. Kui ahi on valmis, teeb meister kahe haluga tule koldesse ja igal järgmisel päeval suurendab kütuse kogust kahe halu võrra kuni maksimaalselt lubatud koguse saavutamiseni.
Pärast valmimist võiks ahjule teha soojustehnilised katsetused, mille käigu määrab EN 15250. Kuna selle standardi kõigi nõuete täitmine kodustes oludes on keerukas ja aeganõudev, saab hinnangu ahju kvaliteedile anda ka proovikütmise käigus. Tähelepanu peaks pöörama korstnast väljuva suitsugaasi värvusele, mis peaks olema nähtamatu. Erandiks on jaheda välisõhu korral nähtavale ilmuv valge veeaur.
Koldesse jääv tuhk peaks olema helehall ja ühtlase struktuuriga. Lõõrisadestis peaks koosnema tuhast, kuid mitte tahmast. Must värvus viitab põlemata jäänud kütusele, mis on tingitud mittetäielikust põlemisest koldes. Selle põhjus omakorda on märg kütus, väike kolderuum, madal põlemistemperatuur ja ebapiisav õhuvarustus. Võimaluse korral peaks tegema ahju pinnast termopilte, et hinnata soojenemise ühtlust.
