Spalovací vzduch pro spotřebiče
Provozování spotřebičů na pevná paliva je možné i v energeticky úsporných nebo jinak celkově těsných domech. Důležitou podmínkou pro to, aby takový spotřebič spolehlivě fungoval za všech provozních podmínek, je vyřešení nezávislého přívodu vzduchu pro spalování. Z hlediska provozu je výhodnější, pokud nasávání vzduchu a odvod spalin jsou v téže tlakové zóně.
Trendy v nové výstavbě i rekonstrukcích směřují logicky k energeticky úsporným řešením, která mají zásadní dopady nejen do konstrukčního řešení objektu, ale v případě spotřebičů paliv také do jejich provozu. V souvislosti se zvyšováním těsnosti obvodových konstrukcí a jejich výplní klesá dramaticky infiltrace, a tím i možnost provozování spotřebičů závislých na vzduchu v místnosti. Naproti tomu sílí obliba lokálních spotřebičů na pevná paliva jako jsou krbová kamna nebo vložky, neboť se jedná o spotřebiče, které mohou přinést mnoho užitku: pohodovou atmosféru, jistotu tepla při výpadku elektřiny, úsporu nákladů a v neposlední řadě se stávají i atraktivním designovým prvkem v interiéru. Aby však takový spotřebič vždy spolehlivě fungoval, je nutno zajistit kromě vlastního odvodu spalin právě přívod vzduchu pro spalování.
Požadavky:
Při návrhu spalinové cesty musí být pro komíny s přirozeným tahem podle ČSN EN 13384-1 splněny 2 základní podmínky:
1. Účinný komínový tah (v sopouchu komína) musí být stejný nebo větší než je požadovaný tah v sopouchu komína.
2. Účinný komínový tah (v sopouchu komína) musí být stejný nebo větší než je tlaková ztráta z nasávání vzduchu.
Tlaková ztráta z nasávání spalovacího vzduchu PB se uvažuje v praxi většinou zjednodušeně a to tak, že se vezme konstantní hodnota PB = 4 (někdy 3 - 5) Pa , která se uvádí jako běžná hodnota v místnostech s přirozeným větráním S touto hodnotou obvykle počítají různé návrhové diagramy a tabulky, které slouží pro zjednodušený návrh dimenze komínového průduchu. Bývá zvykem ji také automaticky dosazovat do výpočtových programů bez ohledu na skutečné podmínky: velikost místnosti, propojení s dalšími prostorami a hlavně celková těsnost objektu. Praxe ukazuje, že takový předpoklad je v současných novostavbách, ale i například v objektech po výměně oken nedostatečný nebo zcela chybný. S vývojem v konstrukce výplní otvorů se dnes dramaticky mění výpočtové předpoklady. Zatímco součinitel spárové průvzdušnosti il,v (m3/m.s.Pa0,67) u starých netěsněných oken vykazoval hodnoty až 1,9 x 10-4 , může být dnes 0,1 - 0,4 x 10-4 tedy řádově 10x (i více) nižší.
Samotná prostá infiltrace okny a dveřmi u nových nebo rekonstruovaných staveb potom zdaleka nestačí přivést dostatečné množství vzduchu pro správnou funkci spotřebičů paliv. Nutným řešením je tedy použití na vzduchu v místnosti nezávislých spotřebičů a řešit přívod vzduchu pro spalování jiným způsobem.
Spotřebiče s nezávislým přívodem vzduchu:
Spotřebiče paliv můžeme posuzovat nejen podle konstrukce, výkonu nebo paliva, ale také v závislosti na způsobu přívodu vzduchu pro spalování. Konstrukce spotřebiče, který je nezávislý na vzduchu v místnosti, vychází z uzavíratelného spotřebiče s tím, že přívod vzduchu pro spalování je řešen přes zvláštní vzduchové hrdlo, Toto hrdlo se propojí pomocí šachty, potrubí nebo kanálu do venkovního prostředí a tím je zajištěn přívod vzduchu pro spalování z vnějšího prostředí – exteriéru.o. Tato funkce je již dlouhodobě používána u plynových spotřebičů, ale u spotřebičů na pevná paliva se začíná výrazněji prosazovat až v posledních letech.
Způsoby řešení přívodu vzduchu
Uvažujme uzavíratelný spotřebič s nezávislým přívodem vzduchu. Vlastní přívod vzduchu pro spalování můžeme řešit variantním způsobem. Nejčastější v praxi používaná řešení jsou dvě: přívod vzduchu potrubím uloženým v podlaze nebo přidruženou vzduchovou šachtou v komínovém tělese. Budeme posuzovat vliv konstrukčního řešení na tlakovou ztrátu z nasávání PB. Nejprve provedeme výpočet standardním výpočtovým programem pro návrh samostatného komína podle ČSN EN 13384-1. Ve všech případech bude použit stejný spotřebič s parametry:
| Spotřebič | Uzavřená krbová vložka s centrálním přívodem vzduchu |
| Výkon | 9 kW |
| Účinnost | 77,9 % |
| Hmotn. proud | 9,2 g/s |
| CO2 | 8 % |
| Požadovaný tah | 12 Pa |
| Spalinové hrdlo | DN 180 mm |
| Vzduchové hrdlo | DN 100 mm |
| Komín | Systémový, s keramickou vložkou |
| Průduch | 180 mm |
| Tepelný odpor pláště | R40 |
| Účinná výška | 5 m |
Přívod spalovacího vzduchu potrubím v podlaze
| Potrubí | DN 100, plast |
| Celk. délka | 6,0 m |
| Místní ztráty | 2x koleno 90° |
| Účinná výška | 0,5 m (stoupá) |
Pomocí komplexního výpočtu celého vzduchospalinového systému lze zpravidla dosáhnout vyhovujícího výpočtového výsledku, případně provést jeho optimalizaci tak, jak je to vidět z druhého příkladu, kde tlaková ztráta nasáváním činí necelé 3 Pa.
Přívod spalovacího vzduchu přidruženou šachtou v komínovém tělese
| Šachta | 100 x 230 mm, lehký beton |
| Celk. délka | 6,0 m |
| Místní ztráty | 2x koleno 90° |
| Účinná výška | -5 m (klesá) |
I zde je hodnota tlakové ztráty z nasávání na vyhovující úrovni, odpovídá „předpokládané“ výši. Na rozdíl od předchozího případu je otvor pro přívod vzduchu a komínové ústí v téže tlakové zóně, nebude tedy docházet k případu popisovanému výše.
Měření v praxi
Výpočet obecně postihuje provoz v ustáleném stavu při provozní teplotě. Je zajímavé podívat se ale i na situaci, ke které dochází při startu spotřebiče. To již není možné postihnout výpočtem, je nutno provést praktické měření. Jedná se opět o příklad, kdy vzduch je přiváděn přidruženou šachtou u komínového průduchu podle předešlého zadání
Měření dokumentuje náběh spotřebiče v prvních 10 minutách. Hodnota podtlaku na vzduchovém hrdle tj. hodnota tlakové ztráty z nasávání vzduchu PB se již po cca 2 min ustálí v rozmezí PB = 3 až 4 Pa a dále již je téměř konstantní.
Závěr
Provozování spotřebičů na pevná paliva je možné i v energeticky úsporných nebo jinak celkově těsných domech. Důležitou podmínkou pro to, aby takový spotřebič spolehlivě fungoval za všech provozních podmínek, je vyřešení nezávislého přívodu vzduchu pro spalování. Z hlediska provozu je výhodnější, pokud nasávání vzduchu a odvod spalin jsou v téže tlakové zóně. Z tohoto pohledu se jeví jako spolehlivější způsob takový, který využívá místo pro nasávání v blízkosti komínového ústí. Tepelně technický a hydraulický výpočet vzduchospalinového systému je možno provést celkem spolehlivě pomocí vhodného výpočtového programu, který dokáže vytvořit reálný model spalinové i vzduchové cesty. Praktická měření potom potvrzují výsledky teoretického výpočtu a funkci i v době startu spotřebiče.
SCHIEDEL - 75 let zkušeností vývoje, výroby a testování komínových systémů. Keramických, nerezových, vícevrstvých. Komíny pro nízkoenergetický dům, komínové systémy pro speciální použití. Materiály pro vložkování a obnovu stávajících komínů. Krbové moduly ...