Saunologia testasi kaksi vaihtoehtoa perinteiselle valurauta-arinalle. Kannattaako erilaisesta arinasta maksaa moninkertaisesti? Saunologian testissä vaihtoehtojen hyvät ja huonot puolet paljastuvat, ja yksi arina jää pysyvästi saunauunin pohjalle! Lue mikä erottelee helmet arinoista ja oliko tässä arinahifistelyssä mitään tolkkua.
Perusarina on palvellut iäisyyden puukiukaita, mutta sille on tarjolla tyyriimpiä vaihtoehtoja, jotka lupaavat mullistavan polttotuloksen. Onko niistä selvästi huomattavia etuja toiminnalle tai käytettävyydelle? Vuosien haikailun jälkeen päätin ottaa asiasta selvää.
Mikä on arina?
Arina eli rosti on useimpien tulisijojen pohjalla käytettävä metallilevy, jonka läpi palamisen tarvitsema ilma kulkee. Tuhka varisee sen läpi alla sijaitsevaan tuhkalaatikkoon. Arina on muuratuissa tulisijoissa harvoja metalliosia ja kaikissa kiukaissa yksi harvoja huollettavia osia. Arinoita saa varaosina rautakaupoista parilla kympillä. Vaihtotarve liittyy useimmiten arinan hajoamiseen toistuvan ylikuumentumisen seurauksena, joka puolestaan johtuu useimmiten tuhkalaatikon tyhjentämättömyydestä. Klassinen arina on valmistettu valumetallista ja siinä on ilma-aukkoja pitkän sivun suuntaisesti. Arina asennetaan tulipesän pohjalle olevaan aukkoon ja se pysyy paikoillaan muotonsa ansiosta.
Mikä valurauta-arinassa mättää?
Eräs puukiukaan lämmityksessä minua pitkään vaivannut yksityiskohta koskee ns. loppupolttoa, eli viimeisen pesällisen loppuhetkiä. Eniten käyttämäni jatkuvalämmitteisen kiukaan (Narvin Löylymestari) kanssa haaste on se, ettei 20 kW tehoinen kiuas pala pienellä panoksella kaksisesti. Laskennallisesti 20 kW tarkoittaa noin viiden kilon maksimipuumäärää (tehollinen lämpöarvo 3,7 kWh/kg) , jos tästä mennään alle kiloon niin palaminen on niin ja näin. Ongelma korostuu loppupoltossa, jolloin viimeiset hiilet jäävät helposti palamatta ellei niitä tämän tästä kohentele.
Käsitykseni on, että ilman läpivirtaus jatkuu loppupoltosta erinomaisesta vedosta johtuen kovana ja jäähdyttää tulipesää hilliten palamista liian paljon. Jos ihmettelet miksi haluaisin polttaa noin pienellä panoksella, niin sen taustalla on halu pitää kiuaskivet lämpinä ilman, että saunan lämpötila juurikaan nousee.
Minua siis eniten vaivaava ongelma on se, että hiilistä eroon pääseminen polttamalla vaatii tulisijan vahtimista loppupolton aikana ja mahdollisesti pienten puunpalasten lisäämistä hiillokselle, jotta palavaa materiaalia on riittävästi niin ettei palaminen lopu ennen aikojaan. Muussa tapauksessa hiillos kytee jopa tunteja viimeisen lisäyksen jälkeen. Tulipesään jää myös hiiliä vaikeuttamaan seuraavaa polttoa. Myös tuhka jää hyvin karkeaksi verrattuna pieneen varaavaan takkaan.
Paranisiko vaihtamalla?
Markkinoilla on vaihtoehtoisia arinoita, joiden väitetään eri tavoin parantavan palamista ja erityisesti tuhkaantumista. Itse en ole pitänyt tuhkan laatua tai määrää erityisenä ongelmana. Toisaalta olen havainnut, että kiukaan tuhkalaatikkoon kertyy selvästi enemmän ja karkeampaa tuhkaa kuin Nunnauunin varaavan takan, jossa on hyvin samanlainen arina, mutta hienostuneemmat paloilman säädöt, ja paljon vähemmän tehoa.
Kevään 2020 poikkeusoloissa saunan lämmittely muuttui lähes joka päiväiseksi, tuhkamäärä paisui ja mielenkiinto arinavaihtoehtoihin lisääntyi siinä määrin, että päätin kokeilla voisiko vaihtoehtoinen arina vähentää lämmityshuoliani.
Testiryhmä
Testiin sain mukaan kaksi kilpailevaa tuotetta: Aaltoarinan ja Soluarinan. Olen tämän lisäksi aiemmin nähnyt markkinoilla kaksi muuta tuotetta, Tiilerin Reikäarinan ja tiheäreikäisen rostin, jonka valmistaja on jäänyt minulle epäselväksi ja jota en enää onnistunut paikallistamaan.
Testimenetelmät
Testaus tapahtui sekä kahden puolikontrolloidun kokeen että pidempiaikaisen vapaan testaamisen kautta. Ensimmäisessä kontrolloidussa kokeessa ("tuhkakoe") poltin samassa tulisijassa eri arinoilla identtisen määrän kuivaa 2 x 2” raakalankkua sahattuna samanmittaisiin pätkiin saunan normaalin lämmityksen yhteydessä. Kyseessä olivat 37 cm pätkiä, ensimmäisessä pesällisessä 1 kpl pilkottu niin pieniksi, että syttyy kunolla
Pesällisten koot ja panoksen ladonnan pyrin pitämään mahdollisimman samankaltaisena. Mittareina käytin tuhkamäärän punnitsemista, silmämääräistä arviointia sekä arviota saunan lämpiämistä. Ennen testiä harjoittelin jokaisen arinan kanssa viitisen lämmitystä. Näiden lisäksi suoritin vielä yhden testin pelkällä koivulla, karkeammin vakioiduilla panoksilla tutkiakseni palokaasujen lämpötilaa savuhormin päässä.
Toinen koe oli "lämpötilakoe", jossa poltin kuorellista koivua ja mittasin piipun päästä palokaasujen lämpötilaa.
Testitulokset:
Kokemuksia vakioarinasta
Perusarinaa testikiukaassa olen käytettänyt jo vuosia. Sen paras puoli on hyvin puhtaan oloinen poltto: käytön aikana näkyvää savua ei juuri koskaan tule. Heikkous on aiemmin loppupolton tulos ja työläys, jossain määrin myös tuhkan laatu. Tuhkan lanaus arinalta tuhkalaatikkoon on helppoa, mutta mikäli hiillosta ei ole kohennellut, jää sille helposti isoja hiiliä tuntienkin hehkumisen jälkeen.
Huomionarvoista perusarinassa on, että esimerkiksi Narvin kiuasmalleissa, kuten käyttämässäni Löylymestarissa, arinan yhteyteen on liitetty toisioilmanohjauslevyt. Levyillä on kiinnityskohdat arinan reunoilla, yläosassa ne nojaavat tulipesän reunoihin. Tämän seurauksena arinan vaihtaminen vaikuttaa väistämättä tulisijan toimintaan huomattavasti, sillä ohjaimia ei voi ainakaan täysin valmistajan aikomalla tavalla käyttää vaihtoehtojen kanssa.
Polttokokeesta sauna lämpeni vain kohtalaisesti. Havupuun pienempi tiheys ilmeisesti vaikutti ja sauna ei lämmennyt samaan malliin kuin sekapuulla tai koivulla, vaikka tulipesä oli hyvin samankaltaisesti noin puolillaan.
Kokemuksia Solu-arinasta kiukaassa
Solu-arina on tuote, jota alettiin valmistaa pienissä määrin jo 80-luvulla. Asiakkaina olivat suurien lämmityskattiloiden käyttäjät joiden vakioarinoista valahti läpi nyrkinkokoisia hiiliä. Vuodesta 2006 Soluarina on kuulunut yrittäjä Marko Valliluodon pajan tuotteisiin. Asiakaskunta on vuosien varrella laajentunut myös kiukaiden käyttäjiin, esimerkiksi isojen Aitokiukaiden omistajiin. Myyntiargumenttina on ollut se, ettei tätä arinaa tarvitse äkkiä vaihtaa. Arinaa saatavilla tilauksesta missä tahansa koossa.
Soluarina on selvästi raskasrakenteisin testijoukon tuotteista. Se on kasattu hitsaamalla, minkä huomaa ulkonäöstä. Testikappaleessa on kunnioitettava 72 kappaletta liitoksia. Arina ei kuitenkaan ole mikään näyttelyesine, joten tästä ei tarvitse hämääntyä. Lopputulos on tarkasti neliskulmainen ja suora, joten mittojen mukaan hankittuna se asettuu kiukaan pohjalle kiltisti.
Asentamisen jälkeen huomaan ensimmäisen huomionarvoisen asian korvikearinoista: ne eivät asetu perusarinan syvennykseen, vaan nousevat kokonaisuudessaan tulipesän pohjan yläpuolelle. Tämä käytännössä vähentää tulipesän korkeutta n. 15-20 mm perusarinaan nähden. Pinta-asennuksesta huolimatta arina pysyy hyvin paikoillaan suuren massansa ja tarkan sovituksen ansiosta. Joihinkin kiuasmalleihin valmistajalla on kauluksellisia malleja, joissa arina tippuu vakioarinan tavoin syvennykseen. Tämä on suositeltavaa.
Seuraava havainto on, se että kun perusarinan ilmanohjaimineen poistaa, tulee tulipesän pohjalle olennaisesti lisää pinta-alaa. Tästä syystä voi puupanoksen kokoa kasvatta – tai pitää samana jättäen sen matalammaksi, mikä kompensoisi arinan korkeutta. Kokeilin eri vaihtoehtoja 5-6 käyttökerralla Soluarinan kanssa.
Sytyttäminen (päältä) Soluarinalla ei mielestäni olennaisesti poikennut perusarinasta. Syttymisen jälkeen vetoa tuntuu riittävän hyvin, näkyvää savua muodostuu kuitenkin silloin tällöin, ei kuitenkaan usein.
Polttokokeessa saunan lämpiäminen oli yllättävän hidasta, vaikka teoriassa kiukaan tehon olisi pitänyt isomman arinan myötä kasvaa, ei sauna lämminnyt ainakaan yhtään nopeammin. Tuhkaa ja hiiliä syntyi grammamääräisesti enemmän kuin kahdesta muusta arinasta, noin sata grammaa (1%; per 10 kg puuta). Toisaalta arinan muotoilu selvästi helpotti loppupolttoa ja isoja hiiliä ei jäänyt arinan päälle. Myöhemmin minulle selvisi, mikä kiukaan suunnassa vaikutti havaintoihini.
Soluarinan suurin ongelma on puhtaanapito. Tuhka tuntuu jämähtävän ”solukon” sisälle ja arina on käytännössä pakko nostaa pois kiukaasta harjattavaksi. Valmistaja on tiedostanut ongelma ja kehoittaa kolaamisen sijaan harjaamaan arinan puhtaaksi. Jos tulisijan mittasuhteet antaisivat myöten, tämä voisi olla hyvä idea. Tämä ei kuitenkaan ole triviaali juttu käyttämäni tunnelikiukaan kanssa, jossa arinaan käsiksi pääseminen on tavanomaista vaikeampaa.
Kokonaisarviona voisi todeta, ettei Soluarinan yhteensopivuus testatun kiukaan kanssa ollut kovin hyvä, ja saadut höydyt jäivät pieniksi. Hintaan nähden se voi kuitenkin olla pitkäikäinen hankinta.
Osta Solu-arinat valmistajan verkkokaupasta alkaen 25€ + toimitus
Kokemuksia Aaltoarinasta
Aaltoarinan idea on peräisin kylmältä talvelta 1987, mutta tuotteen kehittänyt Hannu Laajala sai kaupallistamisen vauhtiin vasta vuonna 2008. Tätä seuranneina vuosina Laajalalle myönnettiin useampikin patentti (8390, 124270, 121285). Valmistajan mukaan Aaltoarinan avulla pitäisi palamisen tehostua niin, että polttopuun säästö on havaittavaa (10-20%). Tällä on luonnollisesti merkitystä ammattimaisissa lämmityskohteissa kuten keskuslämmityskattiloissa. Arinoita valmistetaan sekä standardikoissa että mittatilauksena.
Aaltoarinan rakenteellinen idea on kauniisti selitetty tuotteen nimessä: tasaisen pinnan sijaan Aallon sivuprofiili aaltoilee. Aallon harjoille, sivuille ja pohjille on sijoitettu erikokoisia aukkoja ilman ja tuhkan liikkeitä varten.
Aaltoarina on rakenteeltaan Solua kevyempi ja yhtenäinen, uutena siistin näköinen rosterilevyn pätkä. Alapuolelle on tosin joissakin malleissa hitsattu poikittaiset tukiraudat. Asentaminen on myös suoraviivaista, vanha arina pois ja uusi tilalle. Valmistaja ohjeistaa, että Aaltoarinan voi asentaa myös valurauta-arinan päälle, mikäli palamista ei muutoin saa hallintaan.
Kiukaassa Aalto toimii päältäsytyttäessä kuten vertailukohtansa. On mahdollista, että arinan päältä (eli panoksen alta) tapahtuva sytyttäminen paljastaisi eroja arinoiden välillä, mutta päällä eroja ei huomaa.
Polton aikana Aaltoarina kuitenkin osoittaa kyntensä. Arina vaikuttaa tehostavan palamista. Sama määrä puita palaa nopeammin, tai tulisijan teho nousee ja siinä voi samassa ajassa polttaa suuremman määrän puuta. Polttotestissä syntyy myös vaikutelma siitä, että saunan sisätilat lämpiävät Aaltoarinan kanssa jonkin verran nopeammin kuin verrokeilla. Jouduin nimittäin huomaamaan, että 10 kg polttoainemäärä ei 18-20°C lämpötilassa meinannut riittää saunan lämmittämiseen ja saunomiseen, ainoastaan Aallon kanssa päästiin normaalilämpötilaan.
Tehon lisäyksen osittaiseksi selitykseksi paljastuvat kuitenkin kiukaasta poistetut ilmanohjauslevyt, jotka selvästi vaikuttavat paikoilla ollessaan kiukaan höytysuhteeseen negatiivisesti. Tätä korostaa kiukaan rakenteen erikoinen yksityiskohta; tulipesää kiertävät ohuet tulitiilet. Nämä tuntuvat yhdess eristävän tulipesän turhankin hyvin ja keskittävän lämmönsiirron kiukaan hormiputkistoon.
Aalto siis todellakin vaikuttaa parantavan primaaripolttoa eli puun kaasutusta. Valmistaja väittää sen ohjaavan ilmaa myös ylemmäs palotilaan, tästä en kuitenkaan ole niin vakuuttunut. Aallon haaste nimittäin on, että sen kanssa näkyvää savua meinaa ilmaantua tämän tästä. Myös paloilman säätöjä, kiukaan kohdalla tuhkaluukkua ja hormipeltiä, täytyy tarkkailla tai palaminen on turhan reipasta.
Testijakson aikana havaitsin, että lisääntynyt teho ei ollut pelkästään hyvä asia. Jos polttotestin niukka havupuuvaranto oli pieni ongelma, sekapuulla ja ”normaalisti” annostelluilla panoksilla sauna lämpesi omiin tarpeisiini liiankin kovasti. Toisaalta, 20 kW kiukaan toiminta antoi vasta Aallon kanssa ensimmäistä kertaa vaikutelman siitä tehosta, mitä olin kiukaalta alunperinkin odottanut.
Taiteilua aallonharjalla
Palamisen voimakkuus kävi esille, kun testasin Aaltoarinan pienempää, takkaan tarkoitettua versiota. Palamisen säätäminen vaati erittäin poikkeuksellisia tulisijan säätöjä ja vanhan arinan jättämistä Aallon alle. Tämänkin jälkeen polttotehon lisääntyminen oli selvää, tosin takan kohdalla tämä oli vain positiivinen asia, kun varsin niukkoja panoksia voi hieman kasvattaa ja lämmitysaikaa lyhentää.
Entäpä palamisen lopputulos? Aaltomuodon voisi kuvitella parantavan tuhkan poistoa ja auttavan hiillosta ”kohentamaan itseään”. Näin jossain määrin tapahtui. Loppupoltto sujuu nopeammin ja vaivattomammin kuin perusarinalla, mutta ero ei ole valtavan suuri. Tuhkaa syntyy suunnilleen yhtä paljon, silmämääräisesti laatuero ei ole keskimäärin havaittava. Aaltoarina vähentää kohentelun tarvetta, mutta ei tee ihmeitä. Toisaalta, jos viimeiseen pesälliseen valikoi sopivan pieniä puita, voi olla aika varma, ettei arinalle jää montaakaan sormenpäätä isompaa hiiltä jäljelle.
Aaltoarinan puhdistus on sitten oma lukunsa. Soluun nähden sileäpintainen rakenne helpottaa periaatteessa tuhkan kolaamista. Käytännössä se on kuitenkin aika hankalaa. Havaitsin itse helpoimmaksi ratkaisuksi ensin arinan kohottamisen ja sitten paikoilleen kolauttamisen, jolloin tuhka varisee itsestään sen läpi. Tämän jälkeen aallon pohjia voi harjata tai rassata tangolla. Rakenne tuntuu päästävän tuhkaa lävitseen vähintään yhtä hyvin kuin perusarina, mutta sen muotoilu vain tekee hommasta työläämpää.
Aaltoarinat voi tilata suoraan valmistajalta tai esimerkiksi Puuvirrat-verkkokaupasta, hinnat alk. 47 eur
Tuhkan muodostus polttokokeessa
Jos tarkastellaan tuhkakertymiä, kiinnittyy huomio ensinnäkin siihen, miten vaihtelevaa polttotestissä (eli 10 kg 2x2" mäntyä/kuusta) syntynyt tuhka yhden testinkin sisällä on. Panoksen eri palovaiheissa tuhkaa tule eri tavoin. Väistämättä vahvistuu se mielikuva, että ”nykyaikainen” puukiuas on valitettavan alkeellinen tulisija ja sitä ei voi vain arinaa vaihtamalla modernisoida. Jos tuloksia vertaa Soluarinan kuviin alapalokattilan tuhkasta, on ero kuin yöllä ja päivällä. Tuhkamäärät kyllä tässäkin testissä vaihtelivat, mutta määrän sijaan laadun vaihtelu ei ollut niin suurta, että siitä olisi voinut tuotteita selkeästi erotella.
Tuhkapainot:
- Vakio 41 gr
- Aalto 50 gr
- Solu 62 gr
Savukaasujen lämpötila piipun päässä polttokokeiden aikana
Mittasin kolmen arinan palokaasujen lämpötilaa savuhormin päästä (n. 4 m tulisijan päältä) polttotestin aikana kuorellista koivua käyttäen (n. 15 kg lämmitys). Erot lämpötiloissa olivat suhteellisen pieniä ja herkkiä pienillekin eroille panoksessa. Tulosten perusteella voisi ajatella, että kiukaan höytysuhde olisi kummallakin vaihtoehtoarinalla vakiomallia parempi. Panosten heikosta keskinäisestä vakioinnista johtuen tätä johtopäätöstä ei voi tehdä.
Johtopäätökset
Arinaa vaihtamalla tulisijan toimintaan voi vaikuttaa, mutta sen yksiselitteinen parantaminen ilman kiuasmallikohtaista optimointi ei ole helppoa. Vanha moottoriajoneuvojen virityksestä todettu väite ”viritys on onnistunut, jos teho ei laske enempää kuin 10%” tuntuu pitävän paikkaansa. Kiukaan kohdalla muuttujia on vaan enemmän ja kaikkia vaikutuksia ei ole mahdollista arvioida itse. Käytettävyys kuitenkin kiistattomasti paranee, kun loppupolttoa ei tarvitse vahtia ja hiillosta kohennella vuosia.
Toisaalta, mikäli arinan vaihto on ajankohtaista ja olet joutunut vaihtelemaan niitä toistuvasti, voi olla hyvä hetki harkita vaihtoehtoarinaa, jonka pidemmästä eliniästä valmistajat tuntuvat olevan hyvin varmoja. Kokemukset ammattikäytöstä kertovat samaa, esimerkki Saunasaaressa samoja arinoita on käytetty vuosia ja valmistaja kertoo, että eräässä jatkuvalämmitteisessä peruskiukaassa arina on kestänyt jo yli 3000 tuntia lämmittämistä. Hintaero ei ole loppujen kovin suuri (tosin 2-4 kertainen), ja jos huoltoväli pidentyy tai lämmitykseen kuluva vaiva vähenee, tulee investointi kyllä maksamaan itsensä takaisin.
Arinoiden kanssa pelailu opetti minulle useampia asioita sekä kiukaasta että arinoista. Ensinnäkin se vahvisti käytännön tuntumaa siihen, että arinan ilmarakojen pinta-ala määrittelee tehokkaasti kiukaan kaasutuksen (primaaripoltto) kapasiteettia. Arinan pinta-alaa muuttamalla kiukaan maksimiteho vaihtuu. Veto saattaa myös käydä niin kovaksi, ettei panos edes kunnolla syty.
Testaamisen jälkeen en usko siihen, että kiukaan pohjalla olevalla arinalla voi juuri vaikuttaa toissijaiseen palaamiseen, sillä suurin osa valmiista ja patentoiduista toisiopaloilmaratkaisuista ohjaa toisioilman liekkien kohdalle tai niiden päälle, olennaisesti arinaa ylemmäs. Testin ulkopuolelle jäänyt Tiilerin arinakokonaisuus jäljittelee kiuasvalmistajien, kuten testin Narvin, arinan yhteyteen tekemiä ilmanohjaimia, joissa osa normaalisti primaari-ilmaksi menevästä ilmasta ohjautuukin ylemmäs tulipesässä. Myös Harvian 2020 julkaisema Legend Green Flame -kiuas käyttää tällaista ratkaisua. Se, voiko pelkkä arina yltää samaan tuntuu epäuskottavalle. Ei ainakaan testatun kaltaisella kiukaalla, sillä väittäisin että kaikilla arinoilla savutus vain lisääntyi.
Arinakokeilujen kanssa vierähti pitkä tovi, aktiivisesti noin pari kuukautta lämmityksiä joka toinen päivä. Lopputuloksena kiukaan pohjalle jäi Aaltoarina, joka on ollut sittemmin käytössä pari kuukautta. Siinä on omat puutteensa, mutta pidin sitä parempana kompromissina kuin muita vaihtoehtoja. Ainoa merkittävästi häiritsevä tekijä on se, että kiuas selkeästi savuttaa ajoittain toisin kuin perusarinan kanssa.
Olen sittemmin jatkanut virittelyjä yhdistämällä tehdasvalmisteiset ilmanohjaimet Aaltoon. Lopputulos on erilainen kompromissi, jossa teho pienenee, saunan lämpötila pysyy kurissa, ja savutus on vähäisempää. Viritys on kuitenkin hieman epäkäytännöllinen, joten viimeistä sanaa ei ole vielä sanottu…
Pohdintaa testimenetelmästä
Käytin testailuun kohtuullisen määrän aikaa ja vaivaa useiden kuukausien ajan, mutta yllätyksettömästi en ollut täysin tyytyväinen lopputuloksiin. Testin onnistumisiksi luen koepolton polttoaineen vakioinnin, määrämittaiset rimat paloivat kohtuullisen tasaisesti ja panoksen saattoi latoa lähes samalla geometrialla ja saman kokoisena. Toistoja esimerkiksi tuhkamäärän mittaamiseksi olisi kuitenkin pitänyt olla enemmän kuin kärsivällisyys antoi myöten. Kiuasmallin olisi myös hyvä olla sellainen, jossa arinan yhteydessä ei ole toisioilmaohjaimia tai muita härpättämiä.
Tuhkaa olisi kiinnostanut analysoida laadullisesti, mutta sen ilmiselvän vaihtelun vuoksi näytteistystä pitänyt suunnitella paremmin. En esimerkiksi kerännyt näytteitä erikseen talteen myöhempää rinnakkaisvertailua varten. Jonkinlainen mikroskooppi olisi voinut auttaa.
En myöskään odottanut, että arinat olisivat vaikuttaneet saunan lämpiämisnopeuteen juurikaan, joten en suunnitellut sisälämpiämisen mittaamista. Tähän olisi ollut valmiudet. Sen sijaan kuvittelin, että erot savukaasulämpötiloissa olisivat olleet suurempia. Nyt en saanut analysoitua dataa pidemmälle, kun silmämääräinen tarkastelu ei kerro eroista ja toistomittauksia ei ole.
Suoraan sanottuna arinoiden tekninen testaaminen pitäisi suorittaa Itä-Suomen yliopiston SIMOn kaltaisessa laboratoriossa, jossa teho- ja hyötysuhdemittausten lisäksi saataisiin käsitys mahdollisista muutoksista pienhiukkaspäästöissä. Valmistajan ilmoituksen mukaan Aaltoarina onkin jo ollut Kuopiossa testattavana (hyvin tuloksin), mutta virallista raporttia ei ole saatavilla eikä yliopiston politiikan mukaan varmaan koskaan tulekaan.
No, menköön puutteet koronakevään piikkiin, että tämä tuli tehtyä epäoptimaalisesti, mutta toisaalta aika oli antoisa, jotta testi ylipäänsä onnistui!
Kiitos Soluarinan ja Aaltoarinan valmistajille tuotteiden toimittamisesta testiin ja Aapo Ristalle (Forum Virium) palokaasulämpötilamittausten mahdollistamisesta.
Yläpaloisen polton ongelmana on palamisessa valuvien puiden muuttuvat väli ja siitä johtuvat kaasun ja ilmavirran vaihtelu. Arina vaikuttaa palamisen alkuun, mutta osa palamisen virheistä alkaa arinalta.
Arinan tehtävänä on muodostaa palamisen jatkumisen varmistava hiillos. Arina saisi erottaa vain tuhkan, ei palamisen aloitukselle tärkeää hiillosta. Hiilloksen lämpö on tärkeä, sillä sen lämpö käynnistää liekin palamisen. Kylmä liekki ei pala hyvin.
Eri arinoiden muoto vaikuttaa paljon. Arinan pinta-ala vaikuttaa hiilloksen palamisnopeuteen ja sen lämpötilaan. Tasoarinan hiilimäärä on pienin, mutta variseva hiilimäärä suuri. Soluarina on Veikko Rahikan ideoima. Sen rakenne on kolmikerroksinen ja alin taso vähentää hiilihäviötä. Samalla sen sisäinen hiilimäärä on tasoarinaa suurempi ja siksi arina on tulee muotoilla sopimaan vanhan arinan paikalle, Arinapintaa on usein syytä kaventaa reunojen avulla. Kun arinapinta/ hiilimäärä vastaa tarvittavaa tehoa, nopeampi ilmavirta pitää arinan puhtaampana.
Aaltoarinan pinta-ala muuttuu ylösalaisin käännettäessä, samalla myös sen hiilihäviö. Mainoksessa saattaa kuulla, että arina ei mene tukkoon, vaan jopa rautanaulatkin putoavat tuhkatilaan. Samalla putoaa hiillosta.
Arinan puhdistettavuuteen vaikuttaa käytettävä polttoaine. Hyvän polttoaineen tunnusmerkki on korkea aromaattisuus. Kasvava puu suojaa itseään, mutta kaato muuttaa suojaamisen vastuun ja puu alkaa olosuhteen mukaan köyhtyä nopeammin tai hitaammin. Puun vanhetessa kasvuaineisiin kuuluvien hivenaineiden suhteellinen määrä kasvaa. Niiden muoto ja määrä voi sintraantua arinapintaan ja estää arinaa puhdistumasta.
Hyvin palava liekki tuottaa lämpöä 75% puun energiasta. Palamiskelpoisilla kaasuilla ja palamiseen ohjatulla toisioilmalla ei ole keskinäistä vetovoimaa. Ne on saatava sekoittumaan ja sen tulisi tapahtua alusta alkaen. Ei periaatteella kuin vettä saunan kiukaalle jälkeenpäin heittäen. Alusta alkaen periaatetta käytetään jo arinalle ohjattavasta ilmasta. Liekki on kaasuvirran muodossa etenevä paloreaktio, jonka läpi käyvät ainemuodot eivät ole tasalaatuisia, vaan erittäin monimuotoinen kokonaisuus. Muutosten lukumäärä on vähintään useita satojatuhansia. Palamisessa kaikki vaiheet on muutettava atomitasoiseen muotoon ennen palamisen onnistumista ja jokainen vaihe vaatii palamisesta sisäistä lämpöä. Hajoavan liekin muoto ja pinta-ala vaihtelee suuresti ja se luovuttaa lämpöä ulos liian aikaisin, ennen palamisen loppua. Ymmärrämme palamisen paljolti perinteen tiedon mukaan. Puun palaminen on luonnollinen ilmiö, se ei pyri ihmisen kannalta parhaaseen, vaan toteuttaisi mieluimmin luonnon kiertokulkua ja tuottaisi vain tuhkaa. Viisaan ihmisen on muodostettava palamiselle ympäristön hyväksymät reunaehdot.
Kiitos asiallisesta kommentista!
Olen pohtinut kiukaan sielunelämää toistakymmentä vuotta ja päätynyt omassa kiukaassa seuraavaan ratkaisuun. En ole mitannut savukaasujen lämpötiloja vaan kaikki perustuu empiirisiin huomioihin.
Kiuas on omavalmiste, mutta kaikki kunnia IKI-kiukaalle, jonka rakenteita omavalmiste noudattelee. Olen muokannut kiuasta 13-vuoden aikana useita kertoja ja nykyisellään kiuas toimii mielestäni lähes täydellisesti.
Saunan koko on 15m2 ja kiukaassa on kiviä 400kg. Tulipesä on arinaton. Putkimaisen tulipesän perältä lähtee ns. yläpalotila joka on 90mm halkaisijaltaan olevaa pyöreää putkea ja se muodostaa 3 ympyrän muotoista kierrosta, ennen poistumistaan tiilihormiin.
Seuraavassa hieman kokemuksia ja perustelujani ratkaisuille. Olen huomannut että tuhka on puhdasta ja ei sisällä palamattomia hiiliä juurikaan. Arinaton ratkaisu on sikäli helppo, että laiskottaessa ei tulipesää tule puhdistettua tuhkasta joka lämmityskertaa ennen, vaan vasta useamman saunomiskerran jälkeen. Tuhka ei aiheuta tulipesän pohjalla minkäänlaista ongelmaa. Nuohotessa hormista ei irtoa juuri lainkaan nokea.
Puut palavat hyvin koska luukun reunoista tulee palamisilmaa (sovitus ei ole tiivis) ja lisäksi luukun alareunaan on porattu 6kpl 16mm reikiä. Palamisilma siirtyy pitkän (70cm) tulipesän läpi ja antaa happea matkalla palaville puille. Jos puut on lyhyitä, jätän ne lähelle luukkua, jolloin palo tapahtuu tulipesän etuosassa ja savukaasut siirtyy pidemmän matkan poistoreikään ja samalla lämmittävät tulipesää. Pitkä tulipesä mahdollistaaa myös pitkien puiden käytön. Savukaasut siirtyvät yläpalotilaan jonne tulee lisäpalamisilmaa kiukaan pohjalla kulkevan putken kautta. Putki ottaa ilmaa kiukaan etuosasta pohjan läpi ja se nousee lähelle aukkoa josta tuli poistuu tulipesästä.
Koska yläpalotila koostuu kolmesta kierroksesta, ehtii savukaasut palaa hyvin ja samalla luovuttaa lämpönsä kiviin. Hormiin menevän kaasun lämpö on maltillinen. Aiemmin yläpalotila oli yhdellä "kiemuralla" ja hormiliitoksen lämmön tunsi kädellä kokeillen huomattavan kuumaksi. Kahden lisäkiemuran lisäämisen jälkeen hormiliitoksen lämpö on huomattavasti alempi kuin ennen.
Suuri kivimassa tarjoaa seuraavia etuja; saunomisen loputtua ei tarvitse huolehtia viimeisestä pesällisestä vaan jättää hormin pelti 1cm auki ja antaa hiilloksen hiipua itsestään. Usein pelti jää auki koko yöksi. Kivien lämpö kuivattaa saunan vaikkei tulipesässä olisi enää tulta. Myöskään ei tarvitse huolehtia puiden lisäämisestä tarkasti tietyin väliajoin saunomisen aikana, koska suuri kivimassa pysyy lämpimänä vaikka tuli sammuisi välillä.
Ns. perinteisiin eli yleisimpiin peltikiukaisiin verrattuna, verkkokiuas tällä tavoin toteutettuna on mielestäni nerokas, koska lämpöä leviää kiviin suoraan tulipesän läpi, kuin myös yläpalotilan putkikiemurasta. Ja koska lämpö nousee ylös, lämmittää alempana kuumentuneet kivet ylempiä kiviä jatkuvasti. Lämpö siirtyy kiviin suoraan säteilynä kiukaan metalliosien läpi eikä niin paljon kuuman ilman välityksellä, kuin perinteisemmän mallisissa kiukaissa. Tämän vuoksi esim. kivien ladonnan ei tarvi olla erityisen harvaa vaan kiuas lämpiää hyvin vaikka kivet olisi aseteltu hyvinkin tiiviisti.
Kaikkien saunojen rakenne ei kestä 400kg painoa, mutta jos kestää, suosittelen Löyly-IKI kiuasta, jossa on vastaava rakenne.