V poslední době se vedly různé debaty ohledně přisávání spalovacího vzduchu komínovým tělesem (mezi vložkou a obvodovým pláštěm) nebo samostatnou šachtou. Názory se rozcházely a i výkladů, jak to vlastně správně funguje, bylo několik. Jedna skupina tvrdila, že přisávání vzduchu komínem funguje bez problémů, druhá, že se musí přisávat jen samostatnou šachtou, třetí, že funkčnost je jen do určité výšky komína, další, že vzduch procházející komínem ke spotřebiči se předehřeje a podporuje tak lepší spalování. Ale jak je tomu ve skutečnosti, nikdo přesně nedokázal určit.
Protože firma Heluz také nabízí varianty přisávání vzduchu komínovým tělesem i samostatnou šachtou, rozhodla se provést různé zkoušky a zjistit, jak to všechno je doopravdy. Jako partnera, který má pro provedení zkoušek potřebné zařízení, si vybrala Vysokou školu báňskou – Technickou univerzitu v Ostravě, se kterou již delší dobu spolupracuje. Výzkumné energetické centrum VŠB je akreditovanou laboratoří a autorizovanou osobou a disponuje nejmodernějšími zařízeními pro provádění nejrůznějších zkoušek.
Po dohovoru s doc. Ing. Zdeňkem Tomanem, CSc., a Ing. Jiřím Horákem, Ph.D., z VŠB v Ostravě a Ing. Jaroslavem Schonem, viceprezidentem Společenstva kominíků, byl vypracován postup, jak v praxi ověřit chování komínového tělesa a proudění spalovacího vzduchu ke spotřebiči.
Zkoušky byly rozděleny do tří částí. První představovala zkoušky na komínu o celkové výšce 7 metrů a druhá na komínu o celkové výšce 9 metrů. Zde se přisával vzduch mezi vložkou a komínovým pláštěm. Třetí část pak zahrnovala zkoušky na komínu o celkové výšce 9 metrů s poloviční samostatnou šachtou, kterou byl vzduch pro spalování ke spotřebiči přiváděn. Všechny zkoušky se prováděly jeden den pro jmenovitý výkon spotřebiče a druhý den pak pro maximální výkon (přetížení).
Zkoušky byly prováděny v několika dnech na komínu HELUZ Izostat Duo, což je komínový systém s vnitřní tenkostěnnou keramickou vložkou a cihelnou obvodovou tvarovkou se třemi řadami otvorů bez tepelné izolace. Komín obsahoval veškeré komponenty, tzn. i komínová dvířka, krycí desku, distanční objímky atd. Průměr vnitřní vložky byl 200 mm a sopouch 90 °. Jako spotřebič byla použita krbová kamna Storch Estelli typu Estelli keramik o výkonu 7 kW s účinností 79 %. Kamna byla na sopouch napojena kouřovodem o průměru 150 mm a pro přívod vzduchu připojena na komín flexi hadicí o průměru 130 mm. Všechny spoje byly dokonale utěsněny, aby nemohla nasávat „falešný“ vzduch z okolí, ale musela jej brát pouze z meziprostoru komínového tělesa (respektive z poloviční šachty pro přisávání vzduchu. Takže byla provozována jako spotřebič typu C.
Pro topení se používalo pro zkoušky o jmenovitém výkonu bukové dříví o obsahu vody 7,77 % a výhřevnosti 16,52 MJ/kg. Pro maximální výkon jedlové dříví s obsahem vody 8,40 % a výhřevností 17,20 MJ/kg. Přikládalo se v pravidelných intervalech do dosažení ustáleného stavu. Aby bylo patrné, jak se celý systém chová i po skončení přikládání (dohořívání a chladnutí), měřily se všechny hodnoty až do dosažení výchozího stavu.
Měřeno bylo několik veličin:
– teploty na různých místech kouřovodu a komína,
– teploty na povrchu komína,
– teploty přisávaného vzduchu,
– podtlaky v kouřovodu a komínu,
– koncentrace CO, O2 a TOC ve spalinách.
Před zahájením zkoušek byly uzavírány sázky, jaká bude teplota přisávaného vzduchu vstupujícího do spotřebiče. Odhadované teploty se pohybovaly od 80 do 150 °C. A jaký byl výsledek? Nikdo se naměřeným hodnotám ani nepřiblížil. Vzduch, který do komína vstupoval, měl hodnotu kolem 30 °C. V komíně se postupně ohříval až na 110 °C. Této hodnoty dosáhl u sopouchu. Ale od sopouchu dolů se ochlazoval a při vstupu do spotřebiče už měl teplotu jen 33 °C.
Obdobné teploty byly naměřeny jak pro výšku komína 7 metrů, tak pro výšku 9 metrů. Při zkouškách na maximální výkon byla teplota vzduchu u sopouchu kolem 120 °C – díky vyšším teplotám spalin. Ale i tak teplota vzduchu vstupujícího do spotřebiče byla jen 35 °C.
Bylo tak vyvráceno tvrzení, že vzduch vstupuje do spotřebiče předehřátý a podporuje tak dokonalejší spalování. Nutno podotknout, že vzduch byl z komína odebíraný v úrovni spotřebiče – takže téměř u podlahy. Pokud by se z komína odebíral v úrovni sopouchu, pak by jeho teplota byla vyšší, ale opět by hodně klesla v přívodním potrubí. Otázkou je, kdo by z komína vyvedl flexi hadici u sopouchu a vedl ji k podlaze, aby ji mohl napojit do spotřebiče.
I když na štítku krbových kamen je uvedena výstupní teplota spalin 257 °C, v praxi byly naměřené hodnoty daleko vyšší. Při jmenovitém výkonu spotřebiče byly teploty spalin okolo 400 °C a při maximálním výkonu pak až 530 °C. Do sopouchu vstupovaly spaliny s teplotou kolem 220 °C, resp. 280 °C. Z komína odcházely spaliny, které již byly ochlazeny na 90 °C, resp. 105 °C.
To ukazuje, že i při „normálním topení“ mohou být teploty spalin poměrně vysoké. V praxi se ale setkáváme s problémem, kdy se na staveništi do právě dokončeného komína napojí „malá kamínka“ – petry nebo jim podobná. Zde pak může být teplota spalin, které vstupují do sopouchu, i vyšší než 530 °C. Tyto hodnoty byly naměřeny při zkoušce v roce 2012. Proto je nutno již při výběru komínu brát zřetel na jeho zatřídění pro správnou teplotní třídu. V našem případě pro T600.
Teploty na povrchu vnitřních vložek byly naměřeny 185 °C při jmenovitém výkonu a 199 °C při maximálním výkonu, a to těsně nad sopouchem. S přibývající výškou komína klesaly i teploty na vložce až na 60 °C, resp. 75 °C u ústí komína.
Povrchové teploty komína byly rovněž měřeny v několika úrovních. Nejvyšší byly naměřeny těsně nad sopouchem, a to okolo 60 °C při maximálním výkonu spotřebiče. S rostoucí výškou klesala i povrchová teplota až na teplotu okolí.
Podtlaky spalin se pohybovaly u komína výšky 7 metrů okolo 20 Pa, u 9metrového pak 24 Pa.
Závěr
Z provedených měření vyplývá, že všechny zkoušené varianty komínového systému bez problémů dokázaly bezpečně odvést spaliny ze spotřebiče při zkoušce jmenovitého výkonu i při zkoušce přetížení (platí pro daný zkoušený spotřebič). Zároveň bylo zjištěno, že přiváděné množství spalovacího vzduchu dostačovalo potřebám zkoušených krbových kamen. Pro použití v běžné praxi se spalovacím zařízení o výkonu cca 8–10 kW (s centrálním přívodem spalovacího vzduchu) se zkoušený komínový systém jeví jako bezproblémový.
Ze srovnání výsledků lze konstatovat, že se zvětšením celkové výšky komína (a tedy i účinné výšky komína) nedošlo ke zvýšení teploty spalin vycházejících ze spotřebiče. Maximální povrchová teplota komína byla také podobná. Z pohledu tahu komína bylo zjištěno, že u vyššího komína došlo ke zvýšení tahu (měřeno ihned za spotřebičem). Zároveň však došlo ke zvýšení tahu na straně spalovacího vzduchu (měřeno těsně před spotřebičem).
Rozdíl tlaků na spotřebiči (tlak za spotřebičem – tlak před spotřebičem) vyznívá o cca 2 Pa lépe pro komín o výšce 9 m. U 7metrového komína činila tlaková diference cca 8 Pa, u 9metrového komína činila tlaková diference cca 10 Pa. Tato diference byla stejná pro zkoušky jmenovitého výkonu i zkoušce přetížení. Z pohledu tlakové diference vyšel nejlépe komín s výškou 9 m s poloviční šachtou pro přisávání vzduchu (varianta C). Tlaková diference mezi vstupem a výstupem spotřebiče činila 23 Pa. Komín s půlšachtou vykazoval nižší teplotu povrchu.
Pro různé výšky komína a varianty komína nebyl pozorován zásadní rozdíl teploty spalovacího vzduchu vstupujícího do spotřebiče. Byla popřena teorie, že se spalovací vzduch předehřátý v meziprostoru komínového systému (varianta A a B) pozitivně projeví na kvalitě spalovacího procesu. Z naměřených údajů vyplývá, že byť může být teplota tohoto vzduchu na úrovni sopouchu poměrně vysoká (100–120 °C), v další části komína dojde k jeho ochlazení a na vstupu do krbových kamen se jeho teplota pohybuje na hodnotě 30–40 °C.
Při poslední zkoušce byla v polovině pokusu zakryta větrací mřížka. Bylo zjištěno, že došlo ke zvýšení teplot v meziprostoru komína ve výšce 2,5 m (nad sopouchem) o cca 60–70 °C. Teploty měřené na termočláncích umístěných výše naopak poklesly o cca 20 °C. Zaslepení větrací mřížky se projevilo zvýšením povrchové teploty vnější a vnitřní stěny komína o cca 35 °C (vnitřní stěna) a 10 °C (vnější stěna). Na jiné parametry komínového systému (teploty, tlaky) nemělo zaslepení mřížky významnější vliv.
Zároveň bylo zjištěno, že krbová kamna, která mají psaný výkon 7 kW, mohou dosahovat při maximálním zatížení výkon až 12,5 kW, ale s vyšším výkonem klesá jejich účinnost. Ta se v běžném provozu pohybovala okolo 74 %, ale při maximálním zatížení klesla až na 68,5 %.
MARTIN COUFALÍK
foto archiv firmy Heluz cihlářský průmysl
Ing. Martin Coufalík (*1965)
vystudoval Vysokou školu dopravy a spojů, zaměření stavby silnic a mostů. V současnosti pracuje ve firmě HELUZ cihlářský průmysl, v. o. s., jako specialista na komínové systémy, jejich technické řešení a vývoj. Je členem Společenstva kominíků ČR a Cechu kamnářů ČR.
