Konec teoretickým názorům
Komín Heluz Izostat Duo s připojeným spotřebičem
V poslední době se vedly různé debaty ohledně přisávání spalovacího vzduchu komínovým tělesem (mezi vložkou a obvodovým pláštěm) nebo samostatnou šachtou. Názory na tuto otázku se ovšem 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 skupina tvrdila, že vzduch procházející komínem ke spotřebiči se předehřeje a podporuje tak lepší spalování. Ale jak je tomu ve skutečnosti, to nikdo nedokázal přesně určit.
Protože firma Heluz také nabízí varianty přisávání vzduchu komínovým tělesem, nebo samostatnou šachtou, rozhodla se provést různé zkoušky a zjistit, jak to všechno vlastně je. Jako partnera, který má pro provedení zkoušek potřebné zařízení, si vybrala Vysokou školu báňskou – Technickou univerzitu v Ostravě, se kterou již delší dobu spolupracuje. Její Výzkumné energetické centrum je akreditovanou laboratoří a autorizovanou osobou a disponuje nejmodernějšími zařízeními pro provádění nejrůznějších zkoušek.
Výzkumné energetické centrum VŠB - TU Ostrava
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 7,0 metrů a druhá na komínu celkové výšce 9,0 metrů. Zde se přisával vzduch mezi vložkou a komínovým pláštěm. Třetí část pak zahrnovala zkoušky na komínu o celkové výšce 9,0 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).
Provádění zkoušek
Pohled termokamerou na komín a krbová kamna
Pohled termokamerou na komín a krbová kamna
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 a další komponenty. Průměr vnitřní vložky byl 200 mm a sopouch 90°. Jako spotřebič byla použita krbová kamna StorchEstelli 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 a 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 byl provozován 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
- Tlaky v kouřovodu a komínu
- Koncentrace CO, O2 a TOC ve spalinách
Tvrzení o dokonalejším spalování předehřátým vzduchem bylo vyvráceno
Pohled na zkušební komíny Heluz
Před zahájením zkoušek, byly uzavírány sázky, jaká bude teplota přisávaného vzduchu vstupujícího do spotřebiče. Odhadované teploty se pohybovaly od 80 °C do 150 °C. A jaký byl výsledek? Nikdo se naměřeným hodnotám ani nepřiblížil. Vzduch, který do komína vstupoval, měl hodnotu kolem 25 °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 7,0 metrů, tak pro výšku 9,0 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.
Takto bylo 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. Otázka 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 vstupovala teplota spalin 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 na staveništi se do právě dokončeného komína napojí „malá kamínka“ – Petry, nebo jim podobná. Zde pak může být pak teplota spalin, které vstupují do sopouchu i vyšší jak 530 °C. Tyto hodnoty byly naměřeny při zkoušce v roce 2012. Proto je nutno již při výběru komínu brát na 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 byly rovněž měřeny v několika úrovních. Největší 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.
Tlaky spalin se pohybovaly u komína výšky 7 metrů okolo 20 Pa, u 9metrového pak 24 Pa.
Závěr z provedených měření
Měřící zařízení a detail napojení krbových kamen na komín Heluz
Měřící zařízení a detail napojení krbových kamen na komín Heluz
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 praktické 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 komína (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 7m komína činila tlaková diference cca 8 Pa, u 9m 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 (cca 100–150 °C), v další části komína dojde k jeho vychlazení a na vstupu do krbových kamen se jeho teplota pohybuje na hodnotě cca 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 %.
Provedená měření a získané výsledky budou dále podrobena hlubšímu rozboru v rámci Diplomové práce.
Společnost HELUZ cihlářský průmysl v.o.s. patří mezi tři největší výrobce zdících systémů na našem trhu, jako jediná je ryze česká. Zákazníkům nabízí kompletní cihelný systém pro hrubou stavbu.