Montážní návod komínového systému KOMSYKO - 4. část - přívod spalovacího vzduchu

Oheň potřebuje dvě složky - palivo a spalovací vzduch.

Zajištění dostatečné dodávky spalovacího vzduchu pro řádnou funkci krbových kamen, krbové vložky či kotle ústředního vytápění na tuhá paliva má v novém či rekonstruovaném domě jediné snadné a správné řešení – externí přívod spalovacího vzduchu! Přípravu centrálního přívodu spalovacího vzduchu je potřebné naplánovat a provést již při založení a zahájení stavby, nejlépe pod základovou deskou.

 

Naše chápání vesmíru je postaveno na formulování různých fyzikálních zákonů a jeden z těch nejzákladnějších je zákon o zachování hmoty a energie. Platnost jeho první části – zachování hmotnosti – je třeba mít na paměti i při přívodu spalovacího vzduchu ke spotřebiči paliv. Je třeba si uvědomit, že tok spalin z komína odpovídá přítoku spalovacího vzduchu + spálené palivo přeměněné na plynné spaliny + vodní pára z vypařené vlhkosti obsažené v palivu. Pokud budete pozorovat sloup spalin vycházejících z komína za mrazivého dne, kdy vlhkost ve spalinách vysrážená mrazem do podoby mlhy spaliny krásně zviditelní, je zřejmé, o jak velký objem spalovacího vzduchu, který je třeba dodat, se jedná.

Otázka je – kudy spalovací vzduch v dostatečném objemu ke spotřebiči přijde? Banální otázka, kterou si ovšem většina lidí při stavbě komína a do něj připojeného kotle či kamen zapomene položit. Dříve totiž bývala situace jednoduchá – domy nebyly zdaleka tak těsné jako dnes a tak se spalovacího vzduchu do nich dostalo vždy dost bez jakýchkoliv dodatečných opatření. Problém byl naopak v tom, že byly až příliš málo těsné, což se negativně projevovalo na vysokých energetických ztrátách starých budov.

Dnešní situace je ovšem zcela jiná. Moderní domy jsou z důvodu energetických úspor záměrně velmi těsné. Snahou je minimalizovat neřízenou infiltraci vzduchu. Okna i dveře mají několik řad těsnění, u všech stavebních konstrukcí se provádí důsledné utěsnění jejich vzájemného napojení a samy konstrukce jsou řešeny jako těsné. Celková těsnost objektu se pak po jeho dokončení kontroluje měřením tlakové ztráty při blower door testu. S neřízeným přísunem dostatečného množství spalovacího vzduchu není proto možné počítat. Výsledkem tohoto opomenutí bývá, že při provozu kamen, krbu či kotle je přísun spalovacího vzduchu pouhou infiltrací netěsnostmi, bez dalších opatření, nedostatečný a to způsobí závažné problémy při provozu kamen či kotle. Ještě horší situace nastane, pokud je v objektu instalováno nějaké další odsávání vzduchu – například výkonná digestoř v kuchyni, centrální vysavač či systém řízeného podtlakového větrání. Pak může dojít k úplnému přerušení odvodu spalin komínem, spaliny jsou místo toho nasávány do budovy a to jde již vážně o život otravou spalinami. V tomto případě je přípustná pouze instalace spotřebiče na tuhá paliva kategorie C, připojeného potrubím na externí přívod spalovacího vzduchu, který není provozem těchto zařízení ovlivňován. Ovšem ani situace, kdy Vám běžná kamna či kotel s nedostatečným přívodem spalovacího vzduchu promění interiér budovy v udírnu na uživatelském komfortu nepřidá. A komfort nevylepší ani pootevření okna, byť to problém odstraní…

Spalovací vzduch je potřeba přivést vhodným potrubím co nejblíže ke spotřebiči a vyústit těsně nad podlahou, nejlépe vyvedením potrubí ze stěny za spotřebičem. Na toto vyústění je pak případně možné skrytě napojit nehořlavé propojení přívodu s hrdlem vstupu spalovacího vzduchu na spotřebiči, pokud je spotřebič hrdlem vybaven – tedy jedná-li se o spotřebič na tuhá paliva kategorie C s nezávislým přívodem spalovacího vzduchu. Nezáleží jestli externí přívod spalovacího vzduchu řešíte pro interiérové topidlo typu krbových kamen či krbové vložky, nebo pro kotel ústředního topení v kotelně, ani jestli je či není tepelný spotřebič vybavený hrdlem pro připojení externího přívodu spalovacího vzduchu. Každý spotřebič na tuhá paliva potřebuje dostatečný přísun spalovacího vzduchu. Navíc je pravděpodobné, že při budoucí výměně spotřebiče bude nový typ hrdlem již vybaven, je proto potřeba být připraven i na budoucnost. Není vhodné přívod spalovacího vzduchu řešit trvalým pootevřením okna nebo zabudováním nějaké větrací mřížky do obvodové stěny, bude docházet k průvanu a zbytečnému odvětrávání tepla – a je jedno, jestli se jedná o obytný prostor, nebo kotelnu. Čím bude pootevřené okno či větrací mřížka dál od spotřebiče a výš nad podlahou, tím bude průvan a tepelné ztráty vyšší.

Při přípravě přívodu spalovacího vzduchu ke spotřebiči je nutné vyřešit dvě otázky. Kolik vzduchu je třeba přivést a jakým způsobem přívod realizovat. Množství spalovacího vzduchu je možné přesně spočítat dle spalovacích rovnic. Pro konkrétní palivo o známém složení a vlhkosti a pro konkrétní spotřebič o určitém výkonu a přebytku spalovacího vzduchu lze přesně vypočítat hmotnostní tok spalovacího vzduchu pro daný výkon spotřebiče. Odpovídá to 7-17 m3 vzduchu na 1 kg spáleného paliva – v závislosti na druhu paliva a konstrukci spotřebiče. Nebo, přepočteno na výkon spotřebiče, musíte počítat s nutností dodávky cca 2,5-4,0 m3 spalovacího vzduchu na 1 kWh výkonu, opět v závislosti na palivu a spotřebiči.

Pro laické posouzení však stačí jednodušší metoda. Pokud má spotřebič hrdlo pro připojení na externí přívod spalovacího vzduchu - tedy jde o spotřebič kategorie C, tak nám tento údaj pro další řešení postačí. U běžného spotřebiče na pevná paliva kategorie B bez připojení lze při odhadu potřebného průměru potrubí pro přívod vzduchu vyjít z průměru kouřového hrdla spotřebiče, které je dimenzováno, aby dokázalo odvést všechny spaliny. Platí zásada, že objemový průtok spalovacího vzduchu je cca poloviční než objemový průtok spalin a rychlost proudění spalovacího vzduchu odpovídá rychlosti proudění spalin. Pak není nutné se zabývat výpočty hmotnostního průtoku a stačí stanovit potřebnou plochu otvoru pro přívod spalovacího vzduchu. Pro zajištění dostatečného průtoku spalovacího vzduchu postačuje nejmenší průřez otvoru o nejméně poloviční ploše než je plocha průřezu spalinového hrdla. Pozor – porovnávají se plochy průřezu, ne průměry!

V praxi – pokud má spotřebič kouřové hrdlo o průměru 150 mm, je jeho plocha 176 cm2. Průměr kouřového hrdla 150 mm je nejběžnějším průměrem u spotřebičů na tuhá paliva a proto je uveden vzorový výpočet pro tento průměr kouřového hrdla. Potřebnou poloviční plochu pro přívod spalovacího vzduchu 83 cm2 má kruhový otvor o průměru 106 mm. To je tedy nejmenší přípustná čistá plocha průřezu potřebná pro přívod spalovacího vzduchu pro kamna či kotel s hrdlem kouřovodu průměru 150 mm. Odpovídá to i běžnému průměru hrdla přívodu spalovacího vzduchu u spotřebičů, který bývá rovněž 100 mm.

Přívod spalovacího vzduchu pod základovou deskouJaké je konstrukční provedení externího přívodu vzduchu? V podstatě jsou dvě možnosti – použít přívod podlahou od fasády budovy, nebo využít k přívodu z nadstřešní části prostor větrací šachty komínové tvárnice. K vedení vzduchu je vždy nutné použít těsné (i proti vodě z případného kondenzátu!), hladké, nenasákavé a nekorodující potrubí, takže v praxi se většinou využívá různých plastových rour, ať už jsou to hranaté vzduchotechnické kanály, KG potrubí používané pro kanalizaci, nebo elektrikářské „husí krky“ s hladkou vnitřní stěnou, používané jako zemní chráničky kabelů. Ideální řešení je myslet na externí přívod vzduchu již při budování základů stavby a přívod uložit pod základovou desku. Výhodou tohoto nejsnažšího řešení je, že spalovací vzduch je částečně předehříván od podkladní zeminy. Přívod můžete vést i v tepelné izolaci položené na základové desce pod konstrukcí čisté podlahy. V tomto případě je ovšem nutné zajistit dostatečnou tepelnou izolaci i nad potrubím, aby přívod nevytvořil v podlaze prochlazený pás. Protože vrstva izolace nad přívodním potrubím je menší, je zde nutné použít izolační materiál s nadstandardními izolačními parametry, např. PUR či PIR desky a dbát, aby vrstva izolace nad potrubím nebyla příliš slabá. Někdy je proto třeba i použít ploché vzduchotechnické kanály místo kulatých rour.

Potrubí pro přívod spalovacího vzduchu musí být co nejkratší – ideálně do 5 m a s minimem změn směru, aby průtok spalovacího vzduchu potrubím vytvářel co nejmenší tlakovou ztrátu, která snižuje účinný komínový tah. V případě změny směru je tak vhodnější použít 2x koleno 45° místo 1x 90°, aby pozvolnější změna směru způsobila menší tlakovou ztrátu. Při výpočtu komínového tahu se uvažuje s tlakovou ztrátou na přívodu spalovacího vzduchu 4 Pa a je potřeba, aby skutečná tlaková ztráta na přívodu spalovacího vzduchu nebyla větší. Tlaková ztráta na přívodu spalovacího vzduchu snižuje účinný komínový tah – při výpočtu se od komínového tahu odečítá. Průměr potrubí proto musí být nejméně o stupeň větší, než je průměr hrdla na spotřebiči nebo vypočtený potřebný minimální průměr. Pokud vyjdeme z příkladu pro spalinové hrdlo spotřebiče 150 mm a vypočtený minimální průměr přívodu 106 mm, případně hrdlo na spotřebiči má průměr 100 mm, je potřebné pro přívod použít např. kanalizační KG rouru DN 125 mm. Použití KG roury DN 100 mm, která má skutečný vnitřní průměr 104 mm nemusí postačovat! V případě delšího přívodu či více změn směru je vhodné použít průměr raději i větší, neboť je potřeba minimalizovat tlakové ztráty na přívodu vzduchu, takže použijte průměr 150 mm, odpovídající průměru kouřového hrdla spotřebiče. Právě použití nedostatečného průměru přívodního potrubí je nejčastější chybou při realizaci externího přívodu vzduchu. Husí krk průměru 80 mm na přívod vzduchu opravdu nestačí! Případné předimenzování průměru naopak žádný problém nezpůsobí, průměr lze vždy snadno zredukovat na vstupní i výstupní straně. Pro hranatá potrubí je potřeba jejich průřezovou plochu vydělit koeficientem 0,8, který zohlední nižší rychlost proudění a vyšší tlakové ztráty v rozích hranatého potrubí, průřez hranatého potrubí musí být tedy 125% kulatého. Potrubí vedené vodorovně je potřeba vyspádovat k nasávacímu ústí u fasády, aby z potrubí mohl vytéci případně vzniklý kondenzát. Na nasávacím ústí by měla být instalována vhodná síťka proti hmyzu, s efektivní čistou plochou průřezu nejméně o požadované ploše průměru hrdla či ½ plochy kouřového vyústění. Je třeba zohlednit, že efektivní plochu síťky snižuje plocha žaluzií a vláken síťky. U příležitostně používaných spotřebičů je vhodné na vyústění přívodu také instalovat vhodnou vzduchovou klapku, kterou je možné externí přívod vzduchu uzavřít když není spotřebič využíván. Zabrání se tak nežádoucímu větrání a ochlazování budovy.

 

Závěrečná poznámka: Je třeba věnovat pozornost obsluze krbových kamen a krbových vložek, především těch provedených v kategorii C, tedy přímo napojených potrubím na externí přívod vzduchu. Tyto spotřebiče instalované v obytném interiéru mají velkou plochu přikládacího otvoru. Při přikládání, tedy otevření dvířek, se tak zcela zásadním způsobem mění průtok spalin a tahové poměry spotřebiče. Před otevřením dvířek a přiložením paliva je proto vhodné otevřít okno v místnosti, aby došlo k vyrovnání tlaku v budově a mimo budovu a dvířka následně otvírat postupně, aby došlo k postupnému vyrovnání tlaku ve spotřebiči a v místnosti. Předejdete tím průniku kouře z kamen nebo krbové vložky do místnosti, ke kterému může dojít, pokud by byl v místnosti podtlak, způsobený například provozem řízeného větrání či digestoře.

V oblasti přívodu spalovacího vzduchu k spotřebičům na tuhá paliva je rozšířená mezi lidmi spousta nepřesností, omylů či přímo nesmyslů. Tak jak to tedy je:

Kamna, krb či kotel berou z místnosti kyslík… Toto tvrzení evokuje myšlenku, že spotřebič „vydýchá“ či nějak jinak vyextrahuje kyslík z místnosti, v níž je provozován, až žádný kyslík v místnosti nezbude a nebohý obyvatel se jeho nedostatkem snad i udusí. Ne - spotřebič sice odebírá vzduch, který je složen z objemových 21% kyslíku a 78% dusíku a během hoření cca ½ kyslíku využije k oxidaci paliva, tedy jeho spálení. Spaliny pak ale odvádí komínem ven z budovy. Na obsah kyslíku v místnosti to nemá nejmenší vliv – pokud se nevracejí spaliny do místnosti, což by ovšem byla fatální chyba ve funkčnosti spalinové cesty. Celá problematika přívodu spalovacího vzduchu je jen záležitostí jeho objemu a z něj vyplývajících změn tlaků. Je třeba pouze zajistit, aby v budově nedošlo k poklesu tlaku, když je z ní odebrán určitý objem spalovacího vzduchu. Pokud totiž dojde k poklesu tlaku, účinný komínový tah je o vzniklý podtlak v budově snížen a proudění spalin komínem se proto zpomalí, případně zcela ustane. Spaliny neodchází komínem, ale začnou se vracet do místnosti a oheň pro nedostatek spalovacího vzduchu nakonec i uhasne. Poklesu tlaku v budově zabráníme doplněním tohoto spotřebovaného objemu vzduchu jeho přísunem zvenčí, čímž podtlak v budově odstraníme. K snadnému doplnění vzduchu v těsné budově, bez tlakových ztrát, které snižují účinný komínový tah, slouží právě přivedení externího spalovacího vzduchu vhodným potrubím do blízkosti spotřebiče.

Externí přívod vzduchu zhoršuje tepelné ztráty budovy. K spalování je nutné využít předehřátý vzduch z budovy, ne přivádět studený vzduch z vnějšku… Na první pohled logická úvaha má zásadní problém – a tím je v úvodu uvedený fyzikální zákon, resp. jeho druhá část o zachování energie. Objem vzduchu využitého ke spalování je odveden komínem vně budovy a musí být vždy doplněn stejným objemem vzduchu do budovy přivedeným z vnějšku. Tento přivedený vzduch má teplotu která je vně budovy. Z energetického hlediska je proto úplně jedno, jestli se tento vzduch postupně předehřívá během infiltrace různými netěsnostmi a míšením se vzduchem v budově, nebo je přiveden v jednom koncentrovaném proudu chladného vzduchu do spotřebiče. Množství energie potřebné k jeho ohřátí je pořád stejné. Při provozu kotle či kamen vždy musíme ohřát cca 2,5-4 m3 spalovacího vzduchu na 1 kWh výkonu z venkovní teploty řekněme –15 °C na výstupní teplotu spalin na kouřovém hrdle spotřebiče, tedy cca 150-250 °C. Tvrdit něco jiného znamená vytvořit perpetum-mobile a tak popřít platnost zákona o zachování energie. To by byl největší převrat ve fyzice a nejméně Nobelova cena pro autora. Na energetickou bilanci ohřevu spalovacího vzduchu nemá vliv ani případná rekuperace při řízeném větrání budovy, protože spaliny odváděné komínem rekuperací neprochází a proto je není možné zahrnout do energetické bilance rekuperace.

Přívod spalovacího vzduchu je vhodné předehřát vedením kolem spalin v koaxiálním řešení spalinové cesty nebo vedením větrací šachtou... Na tomto tvrzení jsou dva zádrhele. Jednak je průtok spalovacího vzduchu natolik velký, že skutečná míra jeho předehřátí vlivem tepelné výměny v nějaké větrací šachtě je minimální a v praxi se nijak neprojeví. Hlavně ale dnešní moderní spotřebiče na tuhá paliva mají, pro dosažení co nejvyšší energetické účinnosti, již tak chladné spaliny, že jejich další ochlazování přináší pouze jejich kondenzaci a ztrátu komínového tahu. Zde je zásadní rozdíl proti spotřebičům na plyn – u nich dochází ke kondenzaci pouze vodní páry na vodu a plynové spotřebiče jsou na případnou kondenzaci konstruovány. U spotřebičů na tuhá paliva dochází ke kondenzaci dehtu, sazí a agresivních kyselin, které zanášejí a poškozují spotřebič, kouřovod a komín a proto je nutné ji pokud možno zabránit. Při účinnosti spotřebiče na tuhá paliva 80-90% je zbývajících 10-20% tzv. komínové ztráty ve formě horkých spalin nezbytných pro zajištění funkce spotřebiče a zabránění kondenzace. Získání veškeré využitelné energie je zajištěno již konstrukcí spotřebiče. Další snaha o ještě větší využití energie proto přinese leda zvýšení nákladů na realizaci a provozní problémy, ale ne vyšší účinnost vytápění. V návodu k žádnému modernímu, vysoce účinnému tepelnému spotřebiči na tuhá paliva není jeho výrobcem nikdy nic uváděno o nějakém dodatečném využívání tepla spalin na předehřev přiváděného spalovacího vzduchu!

Přívod studeného vzduchu do spotřebiče zhorší spalování, plamen se příliš ochladí… Teplota plamene ve spotřebiči je několik set stupňů Celsia a pro dokonalé prohoření paliva je nutné tuto teplotu udržet v zóně plamene. Jestliže je teplota plamene při spalování tuhého paliva, jako je dřevo a uhlí, 1.000-1.400 °C, tak teplota spalovacího vzduchu v rozmezí –15 °C nebo + 20 °C nehraje při hoření žádnou roli. Kvalitní spotřebiče navíc do zóny plamene přivádějí předehřátý sekundární spalovací vzduch, aby k ochlazení plamene nedošlo. Je ovšem faktem, že chladný spalovací vzduch zvyšuje efektivní komínový tah, který proto může být až příliš vysoký. O regulaci spalinové cesty a omezení příliš vysokého komínového tahu pojednává následující část návodu.

 

Šipka PŘEDCHOZÍŠipka POKRAČOVAT
Tento web používá soubory cookie. Dalším procházením tohoto webu vyjadřujete souhlas s jejich používáním.