Odvody spalin (komíny) ke kotlům na topné oleje
Růst zájmu o vytápění extra lehkým topným olejem (topnou naftou) je spojen s nutností prověřit stav komína (odvodu spalin), případně jej upravit nebo instalovat nový. Přitom se musí zohlednit teploty, tlaky a chemické složení spalin. Lze použít vhodnou ušlechtilou ocel i keramiku.
Topné oleje
Obr. Komín ke kotli na extra lehký topný olej může mít keramickou vložku nebo lze využít konstrukci z ušlechtilé nerezové oceli vhodné třídy (Zdroj obrázků: Schiedel)
Topné oleje rozlišujeme zejména podle jejich viskozity, bodu tuhnutí a obsahu síry. Hlavními skupinami jsou potom extra lehké topné oleje, lehké (LTO) a těžké (TTO) oleje. Topné oleje mohou navíc obsahovat přísady, které upravují jejich vlastnosti. V současnosti jsou na trhu nejen extra lehké topné oleje vyrobené jen na bázi ropy, ale i směsi s olejem vyrobeným s využitím obnovitelných zdrojů energií.
Extra lehký topný olej
Extra lehký topný olej využívaný k vytápění se na trhu nabízí pod více různými obchodními značkami, například ELTO, ETO, TOEL, TOLEX. Má podobné složení, jako jakostní motorová nafta (bez motorových aditiv atp.), ale s odlišným, výrazně signálním červeným zbarvením. Signální červené zbarvení je podmínkou pro možnost vrácení spotřební daně, kterou spotřebitel zaplatí při nákupu oleje. V praxi může být použit mimo jiné i jako náhrada zemního plynu u malých i velkých zdrojů tepla.
Významnou předností je jeho vysoká energetická hustota, ze které vyplývá nízký nárok na objem úložiště i přepravní objem oproti ostatním palivům. Má vysokou výhřevnost, která je udávána hodnotou 42 MJ/kg (palivové dřevo: 14,6 MJ/kg, hnědé uhlí 17,2 MJ/kg, zemní plyn 38 MJ/m3).
V porovnání se zahraničím má použití kapalných paliv, a tedy i extra lehkého topného oleje v ČR zanedbatelný podíl. Naproti tomu v sousedním Německu a Rakousku je toto číslo vyšší, přibližně 25 % rodinných domů je zde vytápěno právě topnými oleji. Spotřebiče připomínají z hlediska schopnosti regulace a komfortu plynová topidla. A podobně jako u plynu zde hovoříme také o běžných (konvenčních) nebo kondenzačních spotřebičích.
Odvod spalin od spotřebičů na extra lehký topný olej
Vývoj spotřebičů paliv vyvolaný požadavky na racionální využití energií a na ochranu životního prostředí měl a stále má za následek i nový technický vývoj v oblasti komínů a kouřovodů. Proto jsou zde vytvořena pravidla, která tyto požadavky z hlediska funkce, bezpečnosti, životnosti a ochrany životního prostředí respektují. Specifikace základních provozních požadavků je zakotvena v obecné technické normě ČSN EN 1443 – Komíny – Obecné požadavky, v platném znění. Při návrhu nové nebo posouzení stávající spalinové cesty pro odvod spalin od spotřebičů na extra lehké topné oleje se zaměříme na ty následující.Teplotní třída
Teplotní třída: obecně T 080 až T 600.
Udává, pro jakou nejvyšší teplotu spalin je komín nebo kouřovod schopen bezpečného provozu. Teplotní třída musí odpovídat parametrům připojeného spotřebiče. U olejových spotřebičů se můžeme setkat s poměrně širokým rozpětím teplot v závislosti na jejich konstrukci. V případě volby spotřebiče pro vytápění rodinného domu ale pravděpodobně budeme vybírat produkty s co možná nejvyšší účinností, a tedy s nízkou teplotou spalin. V takovém případě se bude tato teplota pohybovat u běžných kotlů v rozmezí od cca od 130 °C do 170 °C, u kondenzačních potom méně než 100 °C. Z tohoto pohledu nejspíše vyhoví komín a kouřovod v teplotní třídě T 200 (do 200 °C), ale samozřejmě i každý další v některé z vyšších tříd. Teplotní třída T 200200 je typická pro keramické a kovové komíny a kouřovody. V případě kondenzačních spotřebičů je možno volit ovšem také produkty zařazené ve třídě T 120, která je typická pro některé plastové systémy.
Tlaková třída
Obecně rozlišujeme tlakové třídy takto: N1, N2 – pro komíny s přirozeným tahem; P1, P2 – nízký přetlak, do 200 Pa; M1, M2 – střední přetlak do 1500 Pa; H1, H2 – pro vysokopřetlakové komíny do 5000 Pa.
Pro malý spotřebič na extra lehký topný olej můžeme požadavek omezit na první dvě skupiny, to je skupina N pro odvod spalin přirozeným tahem nebo P pro odvod spalin v nízkém přetlaku.
Mezi laickou veřejností je rozšířený názor, že kotel s ventilátorem nebo přetlakovým hořákem vyžaduje vždy odvod spalin v přetlaku. Tento názor je mylný a vždy záleží na konkrétních podmínkách řešení spalinové cesty (průměry úseků, jejich účinné výšky). Toto můžeme dokumentovat na jednoduchém příkladu (Příklad 1), kde výpočtem podle ČSN EN 13384-1 Komíny – Tepelně technické a hydraulické výpočtové metody – Část 1: Samostatné komíny provedeme ověření průběhu tlaků v kouřovodu a komínu. V obou případech bude účinná výška úseku komína 5,0 m, kouřovod v koncentrickém provedení 80/130 mm s účinnou výškou 0,5 m rozvinutá délka 1,5 m a 1× koleno 90°. Výsledky výpočtu a jejich porovnání jsou uvedeny přehledně v tabulce (Tab. 2).
Příklad 1
| Jmenovitý výkon | Min. výkon | Jednotka | |
|---|---|---|---|
| Výkon spotřebiče | 14,3 | 4,5 | kW |
| Obsah CO2 | 11,2 | 11,5 | % |
| Hm. proud spalin | 6,9 | 2,0 | g/s |
| Teplota spalin | 62 | 57 | °C |
| Disp. tlak ventilátoru | 50 | 50 | Pa |
| Komín | Jmenovitý výkon | Min. výkon | Jednotka | ||
|---|---|---|---|---|---|
Keramický komín, průměr průduchu 120 mm, přívod vzduchu koncentricky šachtou | Tlak na spal. hrdle | 3,6 | 2,5 | Pa | Přetlak |
| Tlak v sopouchu | −2,3 | −0,7 | Pa | Podtlak | |
| Rychlost proudění spalin | 0,58 | m/s | |||
| Skut. tlak ventilátoru | 3,6 | 2,5 | Pa | ||
Koncentrický kovový komín, průměr 80/130 mm | Tlak na spal. hrdle | 12,6 | 2,6 | Pa | Přetlak |
| Tlak v sopouchu | 1,4 | −0,9 | Pa | Přetlak * | |
| Rychlost proudění spalin | 1,29 | m/s | |||
| Skut. tlak ventilátoru | 12,6 | 2,6 | Pa | ||
| * Přetlak pouze při jmenovitém výkonu | |||||
Z příkladu je zřejmé, jak rozměr komínového průduchu ovlivní průběh tlaků ve spalinové cestě, rychlost proudění spalin a využití výkonu ventilátoru. Při průměru komínového průduchu 120 mm dochází k přetlaku pouze v úseku kouřovodu, spaliny v úseku komín odcházejí již přirozeným tahem. Při koncentrickém provedení odvodu spalin a přívodu spalovacího vzduchu 80/130 mm je tlaková ztráta v úseku komína vyšší než účinky komínového tahu, proto celá spalinová cesta bude provozována v nízkém přetlakovém režimu. Obě řešení jsou přitom možná a obě vyhovují podmínkám posouzení spalinové cesty podle ČSN EN 13384-1.
Závěr tedy je, že z hlediska tlakové třídy nelze jednoznačně specifikovat požadavek bez znalosti konstrukčního řešení spalinové cesty a připojeného spotřebiče. Otázku podtlak (přirozený tah) vs. přetlak zodpoví pouze výpočet spalinové cesty podle platné metodiky (ČSN EN 1443-1).
Třída odolnosti proti působení kondenzátu
Třídy odolnosti proti působení kondenzátu: D – pro komíny provozované v suchém provozním režimu; W – pro komíny provozované v mokrém provozním režimu.
Provozní režim úzce souvisí s teplotou spalin spotřebiče. U spotřebiče s teplotou spalin na horní typické hranici 170 °C můžeme teoreticky uvažovat i s provozem, kdy nebude docházet ve spalinové cestě ke kondenzaci, ale vzhledem k již výše citovaném trendu na použití spotřebičů s vysokou účinností je třeba jednoznačně počítat s mokrým provozem. Třída W tak bezpečně pokryje všechny případy včetně kondenzačních kotlů.
Třída odolnosti proti korozi
Třídy odolnosti proti korozi se obecně řeší v závislosti na použitém palivu, u kovových komínů, kouřovodů a vložek je ještě navíc rozhodující vazba na konkrétní materiál vložky či kouřovodu. Třídy odolnosti proti korozi jsou uvedeny v tabulce 3 (pro přehlednost záměrně zjednodušené).
| Třída odolnosti | Plynná paliva | Kapalná paliva | Pevná paliva |
|---|---|---|---|
| 1 | Plyn, obsah síry do 50 mg/m3 | ||
| 2 | Plyn, obsah síry do 200 mg/m3 | LTO, obsah síry do 2000 mg/kg | Chemicky neošetřené dřevo, neošetřená biomasa |
| 3 | Plyn | LTO | Dřevo, uhlí, rašelina |
Obsah síry u extra lehkých topných olejů je stanoven hranicí do 0,2 % hm. Z tabulky 1 je zřejmé, že tomuto požadavku plně vyhoví třída 2 korozní odolnosti (samozřejmě také vyšší).
Při použití kovových komínů, kouřovodů a vložek je ale třeba ještě přihlédnout k technické normě ČSN EN 1856-1 Komíny – Požadavky na kovové komíny. Zde je tabulkou 4 vyjádřena vazba mezi korozní odolností materiálu vložky (hodnoty V1, V2, V3), působení kondenzátu (suchý vs. mokrý provoz) a obecnou korozní odolností dle výše uvedené tabulky 1 (třídy 1, 2, 3):
| Ověřená třída podle ČSN EN 1856-1 | 1 | 2 | 3 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| D | W | D | W | D | W | |
| V1 | X | X | – | – | – | – |
| V2 | X | X | X | X | X | – |
| V3 | X | – | X | – | X | – |
Pro splnění požadavku na korozní odolnost ve třídě 2 při mokrém provozu musí tedy být použitý materiál vnitřní kovové vložky či kouřovodu klasifikován hodnotou V2 podle ČSN EN 1856-1.
Třída odolnosti při vyhoření sazí
Obecně: O – pro komíny bez odolnosti; G – odolné při vyhoření sazí; (pro úplnost ještě As – pro samostatné příslušenství s odolností při vyhoření sazí).
Komíny, komínové vložky, kouřovody, konstrukční prvky a příslušenství s označením „O“ lze použít pouze ke spotřebičům spalujícím plynná nebo kapalná paliva, v tomto případě je tedy tato skupina vyhovující. Komíny, komínové vložky, kouřovody, konstrukční prvky a příslušenství s označením „G“ lze použít ke spotřebičům spalujícím všechny druhy paliv.
Jak se tedy jednoduše orientovat v nabídce komínů a kouřovodů z hlediska požadovaných vlastností?
Zatřídění komínů a kouřovodů najdeme vždy v Prohlášení o vlastnostech systémových produktů, a třeba také v technických listech, v katalozích apod. Dále platí, že každá dokončená spalinová cesta musí být opatřena štítkem s jednoznačnou deklarací jejích parametrů. To platí nejen pro systémové komíny, ale stejně tak pro komíny individuální či komíny dodatečně vyvložkované.
Možné příklady zatřídění keramických komínů použitelných pro extralehký topný olej:
T200 - N1 - W2 - O
T200 - P1 - W2 - O
T400 - N1 - W3 - G
Možné příklady zatřídění kovových komínů použitelných pro extralehký topný olej:
T450 - N1 - W - V2 - L50050 - O
T200 - P1 - W - V2 - L50050 - O
Poznámka: L50050 – je kód materiálového označení vnitřní vložky.
Možné příklady zatřídění plastových komínů použitelných pro extralehký topný olej ve spojení s kondenzačními kotli:
T120 - P1 - W2 - O
K parametrům a značení komínů a kouřovodů podrobněji v článku Funkční a konstrukční rozdělení komínů podle ČSN 73 4201
https://vytapeni.tzb-info.cz/kominy-a-kourovody/23342-funkcni-a-konstrukcni-rozdeleni-kominu-podle-csn-73-4201-2016