Diskuse odborníků – nízká teplota spalin kotlů na pevná paliva a komínové systémy

zdroj: tzb-info

1.část-Kde je hranice pro snižování teploty spalin spotřebičů na pevná paliva?

Reálné provozní podmínky moderních spalovacích zdrojů pro vytápění domácností zásadně zvyšují požadavky na kvalitu komínů a množí se případy havárií komínů. V diskusi se k tomuto nežádoucímu stavu vyjadřují přední odborníci.

Moderní spalovací zdroje pro vytápění domácností potřebují pro svůj spolehlivý a bezpečný provoz moderní a funkční spalinové cesty. Co platilo pro napojení spotřebičů na komín po dlouhá desetiletí, se za posledních několik málo let významně změnilo. Staré komíny již nevyhovují provozním požadavkům pro moderní spalovací zdroje na pevná paliva či plyn. U plynu je při přechodu na kondenzační kotel automaticky přijímána nutnost přizpůsobit komín nízkým teplotám spalin a jejich důsledkům. U spotřebičů na pevná paliva je s ohledem na zažité zvyklosti potřeba prověřit vhodnost komína podceňována a vychází se ze zkušeností, které již neodpovídají současnosti. Jen tak si lze vysvětlit skutečnost, že zvláště závažný problém poslední doby je zvyšující se počet havárií komínů provozovaných s teplovodními automatickými kotli na spalování hnědého uhlí a biomasy. Zvláště u uhelných kotlů dochází při jejich provozu prakticky v celém provozním režimu ve spalinové cestě k tvorbě agresivního kondenzátu. Většina výrobců kotlů přenáší problém se spalinovou cestou na kominíky tím, že v návodu konstatují, že napojení na spalinovou cestu musí být „…schváleno kominickou firmou…“. Někteří výrobci uvádí, že lze kotel provozovat pouze se spalinovou cestou odolávající agresivnímu kondenzátu, což je podstatně lepší, ale také to není zcela přesné. Bohužel se obecně vžila zásada, že jakákoliv šamotová vložka je odolná vůči kondenzátu. Tudíž je spousta starších jednovrstevných komínů se šamotovou vložkou nezjištěného výrobce označena kominickou firmou jako vhodných pro provoz automatického kotle na hnědé uhlí s teplotou spalin při jmenovitém výkonu okolo hranice 100 °C. Ovšem po několika měsících provozu se často začne objevovat kondenzát vně komínového tělesa a začínají problémy.

Obr. Pohled shora do jednoho z možných řešení spalovací komory kotle. Zvětšení teplosměnných ploch umožní snížení komínové ztráty, ale s tím i sníží teplotu spalin
Obr. Pohled shora do jednoho z možných řešení spalovací komory kotle. Zvětšení teplosměnných ploch umožní snížení komínové ztráty, ale s tím i sníží teplotu spalin

Protože těchto havárií přibývá, jak dokazují i počty případů řešených soudními znalci, rozhodli jsme se proto na TZB-info oslovit přední odborníky, profesní sdružení i výrobce z oboru spalinových cest a spalovacích zdrojů na pevná paliva, zda by se k problému z pohledu svých zkušeností a znalostí vyjádřili.

Položili jsme jim následující otázky:

  • Je současná nízká teplota spalin spotřebičů na pevná paliva opodstatněná a kde je hranice pro její snižování?
  • Za jakých podmínek lze napojit spotřebič na pevná paliva s extrémně nízkou teplotou spalin při jmenovitém výkonu na starší jednovrstvý komín (je to vůbec možné)?
  • Lze přijmout obecné konstatování, že šamotová vložka je odolná kondenzátu ze spalin z pevných paliv (obzvláště z hnědého uhlí) a neporušený komín s touto vložkou je tudíž vhodný i pro mokrý provoz?
  • Jak by měl být v revizní zprávě označen komín, ve kterém dochází při běžném provozu spotřebiče k tvorbě kondenzátu?

Odpovědi na tyto otázky zveřejníme postupně, vždy s týdenním odstupem. V tomto prvním díle „Diskuse odborníků“ se tedy dozvíme, co si myslí o otázce první.

Je současná nízká teplota spalin spotřebičů na pevná paliva opodstatněná a kde je hranice pro její snižování?

Ing. Zdeněk Lyčka, soudní znalec se specializací na teplovodní kotle na pevná paliva:

„Nízká teplota spalin kotlů na pevná paliva je problém několika málo let. Je nutné si uvědomit, že teplota rosného bodu spalin se u biomasy pohybuje na hranici 60 °C, ale u hnědého uhlí se započítáním tzv. kyselého rosného bodu (dle ČSN EN 13384-1) okolo hranice 120 °C. To znamená, že při teplotě spalin 120 °C se již ve spalinových cestách tvoří agresívní kondenzát. Přesto se na trhu objevuje stále více automatických kotlů na hnědé uhlí s teplotou spalin při jmenovitém výkonu okolo hranice 100 °C a níže.

Proč tak extrémně nízké teploty? Svalovat to na legislativu přímo nejde. Pro uvedení nového kotle na trh je za potřebí splnit požadavky na účinnost podle ekodesignu, což je přibližně 85–87 % (77 % po přepočtu na spalné teplo paliva u kotle 20 kW a více). Takovéto účinnosti dosáhne kvalitně spalující a dobře zaizolovaný kotel při teplotě spalin 150–160 °C. Ovšem na výrobním štítku bude mít díky „nízké“ účinnosti uvedenu třídu 4 (i když emisně dosáhne parametrů třídy 5). Pro zařazení do třídy 5 (což ovšem není podmínka pro uvedení na trh) musí dosáhnout účinnosti 88,2 % a více (podle jmenovitého výkonu). To „zvládne“ s teplotou spalin 140 °C, což je hranice, při které lze zajistit bezpečný a spolehlivý provoz u většiny běžných moderních komínů. Ale konkurence na trhu se za posledních pár let zvýšila takovým způsobem, že kotel s deklarovanou účinností na hranici 90 % je až na výjimky prakticky neprodejný. Zvyšování účinnosti lze docílit pouze snižováním teploty spalin. Výrobci a prodejci se tak předhánějí v tom, kdo nabídne zákazníkovi lepší účinnost, samozřejmě za cenu toho, že teplota spalin při jmenovitém výkonu se snižuje pod hranici „zdravého rozumu“. Tlak na české výrobce vyvíjí především levné kotle z dovozu, u kterých je velice složitě prokazatelné, že jimi deklarované provozní vlastnosti (a především „hvězdné“ účinnosti) mají reálný základ. Bohužel u mnoha z nich je již na pohled zřejmé, že to není možné.

Snížením teploty spalin u moderního kotle o 10 °C lze docílit zvýšení účinnosti přibližně o 0,7 %. Snížením teploty spalin ze 140 °C na 100 °C tak zvýšíme účinnost kotle o cca 3 %, ovšem u spalinové cesty se posuneme z oblasti „bezpečný provoz“ do oblasti „zvýšené riziko“ až „katastrofa nevyhnutelná“. Že to není pouhá teorie bohužel ukazují praktické zkušenosti. Provozovatel ušetří ročně několik stokorun na nepatrně snížené spotřebě paliva (možná). Ovšem výrazně vzrostou nároky na kvalitu spalinové cesty. Pokud pro kotle na pevná paliva s účinností nad 92 % má být spalinová cesta provedena bezpečně a funkčně, její cena se začíná pomalu blížit ceně samotného kotle.“

Ing. Petr Cankař, Firma Jaroslav Cankař a syn ATMOS, přední evropský výrobce kotlů na biomasu:

„Každý nový kotel, který se dnes uvádí na trh v České republice, musí splňovat přísné podmínky EKODESIGNU. Tyto požadavky jsou již od roku 2015 vyžadovány pro kotle podporované z programu KOTLÍKOVÉ DOTACE. Bezproblémové splnění těchto požadavků vyžaduje moderní technická řešení spalovacích zdrojů a dodržování některých logických zásad. Jinak řečeno, dodržování pravidel zdravého selského rozumu. Za naši firmu ATMOS musím říci, že to znamená navrhovat kotle tak, aby teplota spalin při jmenovitém výkonu:

  • u automatických kotlů na pelety (se zapalováním, pracujícím v režimu Start/Stop) nebyla nižší než 110 °C
  • u kotlů s ručním přikládáním nebyla nižší než 130 °C

U takto navržených kotlů žádné problémy s kondenzací spalin v komíně z důvodu jejich konstrukce nikdo řešit nemusí. Nesmíme však zapomenout také na to, že topenář nebo servisní technik musí před instalací správně zvolit výkon kotle, kotel musí být správně zapojen, zajištěn dostatečný přívod spalovacího vzduchu do kotelny, a také navržen odpovídající kouřovod a komín pro daný spotřebič.

Na závěr musím zdůraznit věc, na kterou se občas zapomíná. U automatických kotlů je nejdůležitější správně nastavit požadovaný výkon tak, aby provozní teplota spalin byla vyšší než 110 °C. U kotlů s ručním přikládáním správně nastavit poměr spalovacích vzduchů (primární, sekundární) vzhledem k použitému palivu a předepsanému tahu komína. V obou případech na závěr seřídit kvalitu spalování pomocí analyzátoru spalin!“

Ing. Jiří Vrba, člen TNK Komíny, dříve společnost Schiedel:

„Vydáním evropské směrnice o Ekodesignu, která určuje, jaké parametry musí splňovat kotle a interiérová topidla uváděná na trhy Evropské unie a v souladu s národními zákony, dochází logicky ve výrobě těchto spotřebičů k technickým úpravám s dopadem na změnu parametrů spalin. Teploty spalin udávané výrobci jsou takové, že ve spalinové cestě dochází ke kondenzaci. To na jedné straně. Na straně druhé s tím souvisí zároveň požadavek výrobce spotřebiče na minimální komínový tah, často ve výši 20 až 25 Pa. Zde se již dostáváme do problémů se samotnými fyzikálními principy odvodu spalin přirozeným tahem. Je třeba si uvědomit, že v reálném provozu pro splnění takových požadavků potřebujeme komín o účinné výšce (výška od zaústění kouřovodu do komína po jeho ústí) přibližně 12,5 metru. Taková účinná výška může být k dispozici ve starších podsklepených objektech, ale nenajdeme ji prakticky v žádném rodinném domě stavěném v posledním desetiletí. Chceme-li tedy překročit tuto hranici použitelnosti spotřebiče, musíme sáhnout k řešení odvodu spalin pomocí umělého tahu – spalinového ventilátoru. Se všemi negativními důsledky na jeho provoz (cena, životnost, údržba, řešení záložního zdroje při výpadku elektřiny…).“

Ing. Martin Coufalík, HELUZ cihlářský průmysl, v.o.s., Produktový specialista:

„Opodstatněnost snižování teploty spalin moc nedokážu posoudit. Pro zvýšení účinnosti kotle se snižuje výstupní teplota spalin. A jak jsme zjistili při měřeních na VŠB Ostrava – VEC, tak při nízkých teplotách spalin již není možné splnit podmínku požadovaného komínového tahu. Při sníženém výkonu kotle a nízkých teplotách spalin byl naměřený komínový tah 2 Pa a při středním výkonu pak 5 Pa. Pokud výrobce požaduje 10 Pa, pak toto není možné běžným užíváním spotřebiče dosáhnout. A jsme u tématu – spalinové ventilátory tahu a další finanční navýšení pro uživatele. Ale to je na samostatné téma. Dostal jsem se tím ale na druhou část otázky – kde je hranice pro její snižování. Podle mě je již v některých případech tato hranice překročena.“

Ing. Jaroslav Schön, Prezident Společenstva kominíků ČR:

„Za mě je to zjednodušeně jen proto, že výrobci jsou neschopní zajistit parametry dané podmínkami v kotlíkových dotacích jinak než tím, že sníží teplotu spalin (a to je podle mě špatně).“

Ing. Walter Sodomka ml., Ředitel Komínové asociace – APOKS:

„Současná nízká teplota spalin již není opodstatněná a je dána nesystémovou snahou o zvyšování teoretické účinnosti spotřebiče… smysluplná hranice teploty spalin již byla překročena. Při stanovování účinnosti spotřebičů se obecně vychází z nepřímé metody výpočtu ztrát, kdy největší ztrátou je ztráta citelným teplem spalin („komínová ztráta“). Ať se tato ztráta počítá jako ztrátové teplo z energie spalin, nebo pomocí Siegertových vztahů, vždy do výpočtu vstupuje na straně čitatele rozdíl teploty spalin a teploty vzduchu. Z toho vyplývá, že nejjednodušší cestou pro snížení komínové ztráty a tedy dosažení vyšší účinnosti je snižování teploty spalin. Ovšem teplota spalin je limitujícím faktorem pro činnost komínů s přirozeným tahem (v atmosférickém režimu), kdy při nízké teplotě nelze dosáhnout požadovaného tahu, ani splnění teplotní podmínky pro zabránění kondenzaci. Již několikrát byla v obecné rovině řešena i otázka, zda nižší teplota znamená snížení emisí. Bohužel k této tématice nemám k dispozici seriózní podklady, ale lze souhlasit s názorem, že vyšší teplota spalování podporuje optimálnější spalovací proces a tím pádem i méně emisí. Samozřejmě to platí především pro pevná paliva. V praxi se ukazuje, že minimálně část spotřebičů již nelze ekonomicky provozovat za podmínek uměle dosažených ve zkušebně (odtah spalin ventilátorem, speciálně připravené palivo, limitně zkrácené intervaly dávkování, atd.), a že tedy smysluplná hranice teploty spalin již byla překročena.“

Závěr

Jaký tedy můžeme z výše uvedených odpovědí učinit závěr? Snižování teploty spalin při jmenovitém výkonu pod hranici 130 °C při spalování uhlí a kusového dřeva, a pod hranici 110 °C u peletových kotlů, není dáno přísnou legislativou, ale spíše konkurenčním bojem mezi výrobci a prodejci. Kotle na pevná paliva s teplotou spalin pod 100 °C jsou však v současnosti realitou.

2.část-Lze napojit kotel na pevná paliva s nízkou teplotou spalin na jednovrstevný komín?

Odvod spalin s nízkou teplotou a rizikem kondenzace od kotlů na pevná paliva jednovrstevným komínem není přípustný. Přesto se v praxi vyskytuje.

Stále zbývá vyměnit více než 300 tisíc starých neekologických kotlů na pevná paliva, jejichž provoz musí být ukončen nejpozději do 1. září 2022. Pokud si provozovatel takovéhoto zdroje zvolí jako nový zdroj tepla opět kotel na biomasu či uhlí, musí mimo jiné vyřešit také jeho napojení na komín. Moderní spalovací zdroje na pevná paliva potřebují pro svůj spolehlivý a bezpečný provoz moderní a funkční spalinové cesty. Co platilo pro jejich napojení na komín po dlouhá desetiletí, se za posledních několik málo let významně změnilo.

Staré komíny již často nevyhovují provozním požadavkům pro moderní spalovací zdroje, u kterých s významným způsobem snížila teplota spalin při jmenovitém výkonu i při běžném provozu. Je nutné si uvědomit, že teplota rosného bodu spalin se u biomasy pohybuje na hranici 60 °C, ale u hnědého uhlí se díky parám kyseliny sírové ve spalinách teplota jejich rosného bodu navyšuje na více než 120 °C. To znamená, že při teplotě spalin 120 °C se již ve spalinových cestách tvoří agresívní kondenzát. Přesto se na trhu objevuje stále více automatických kotlů na hnědé uhlí s teplotou spalin při jmenovitém výkonu nižší než 100 °C, či peletových kotlů s teplotou spalin okolo hranice 80 °C.

V předešlé diskusi odborníků na toto téma jsme se dozvěděli, že snižování teploty spalin při jmenovitém výkonu pod hranici 130 °C (kotle na uhlí a kusové dřevo), respektive pod hranici 110 °C (peletové kotle), není dáno ani tak přísnou legislativou, jako spíše konkurenčním bojem mezi výrobci a prodejci těchto kotlů. Kotle na pevná paliva s teplotou spalin pod 100 °C jsou však v současnosti realitou, a tak před budoucím provozovatelem takovéhoto kotle stojí otázka, co s jeho napojením na komín tak, aby byl funkční kotel i komín? Smí jej napojit na svůj starý jednovrstevný komín?

Protože přibývá havárií spalinových cest (komínů), na které jsou napojeny moderní teplovodní kotle na pevná paliva, rozhodli jsme se proto na TZB-info oslovit přední odborníky, profesní sdružení i výrobce z oboru spalinových cest a spalovacích zdrojů na pevná paliva, zda by se k problému z pohledu svých zkušeností a znalostí vyjádřili.

Dnes jsme odborníkům položili otázku:

„Za jakých podmínek lze napojit spotřebič na pevná paliva s extrémně nízkou teplotou spalin při jmenovitém výkonu na starší jednovrstvý komín (je to vůbec možné)?“

Ing. Jaroslav Schön
Prezident Společenstva kominíků ČR

Odpověď pana prezidenta SKČR na položenou otázku byla stručná a jednoznačná:

„Není to možné“.

Ing. Jiří Vrba
člen TNK Komíny, nezávislý odborník

Dlouholetý technický ředitel firmy Schiedel a všeobecně uznávaný odborník na spalinové cesty nám odpověděl ve stejném duchu, jako pan prezident SKČR, ovšem poněkud obsáhleji.

„Obecně platí požadavek, že spalinová cesta – a komín je její částí – musí svými parametry odpovídat připojenému spotřebiči. A to jak z hlediska bezpečnosti, tak i funkčnosti.

Těmi základními parametry jsou:

  • Teplotní třída, typicky T400 – pro připojení spotřebiče s teplotou spalin do 400 °C
  • Tlaková třída, např. N1 – odvod spalin v podtlaku (přirozeným tahem)
  • Třída odolnosti vůči kondenzátu, požadavek W – mokrý, D – suchý provoz
  • Třída korozní odolnosti, zjednodušeně: třída 1 – plyn, 2 – neošetřené dřevo, 3 – uhlí, vše ostatní
  • Třída odolnosti při vyhoření sazí, požadavek pro pevná paliva: G – odolný při vyhoření

Splnění požadavků pro výše uvedené zatřídění je odvislé jak od skladby komína, tak i jeho provedení.

Jak se mění požadavky na spalinovou cestu v souvislosti s výměnou spotřebiče:

Předpokládejme, že s výměnou spotřebiče nedojde k významné změně požadavků na jeho výkon. Nový spotřebič pracuje s vyšší účinností, důsledkem je nízká teplota odváděných spalin a s ní spojená jejich kondenzace ve spalinové cestě. Dochází-li ve spalinové cestě ke kondenzaci, hovoříme o tzv. mokrém provozu. Spalinová cesta v tomto případě musí být těsná vůči pronikání vlhkosti – zatřídění W – a zároveň korozně odolná vůči agresivnímu prostředí – zatřídění 2 pouze pro chemicky neošetřené dřevo, zatřídění 3 pro všechna ostatní pevná paliva jako uhlí, pelety apod.

Jednovrstvý komín, typicky zděný z plných cihel, není odolný vůči pronikání kondenzátu. To je dostatečně známá a historicky ověřená skutečnost z relativně nedávné doby, kdy se přecházelo z pevných paliv na plyn. Standardem v novostavbách se proto staly vícevrstvé komíny, kde vnitřní – nejčastěji keramická, v některých případech kovová – vložka zajišťuje potřebnou těsnost a tepelná izolace eliminuje nepříznivý pokles teploty spalin v průduchu. Pro použití plynových spotřebičů ve stávajících zděných komínech bylo možno použít technologii vložkování. Z hlediska jednoduchosti provádění se nejčastěji používaly vložky kovové. Tento způsob je stále vhodný u spotřebičů na plynná paliva. U spotřebičů, kde je vyšší požadavek na odolnost vůči korozi – třídu korozní odolnosti 3 – to již ale vhodné není.

U kovových komínů je zásadním problémem klasifikace vložky podle korozní odolnosti. Ta může být deklarována na základě typu materiálu a tloušťky stěny, u systémových komínů obvykle na základě zkušebních metod se zatříděním V1, V2, V3. Vazby mezi těmito třídami a jejich povoleným použitím z hlediska koroze jsou závislé na národních předpisech, kterým je u nás ČSN 73 4201 v platném znění viz následující tabulka:

Ověřená třída EN 1856-1 Třída odolnosti proti korozi a působení kondenzátu
1 2 3
D W D W D W
V1 X X
V2 X X X X X
V3 X X X

Z tabulky je zřejmé, že vyhovující kombinace mezi korozní odolností vnitřní vložky a požadavkem spalinové cesty na její odolnost vůči kondenzátu W nelze nalézt v případě, kdy spalinová cesta vyžaduje nejvyšší zatřídění odolnosti W3. Jinými slovy: nemáme dnes k dispozici takový vhodný materiál pro kovovou vložku, která bude dlouhodobě odolávat korozi při odvodu spalin od spotřebičů na pevná paliva (uhlí, pelety…) při mokrém provozu.

Ing. Walter Sodomka ml.
Komínová asociace – APOKS, ředitel

O názor jsme požádali také Komínovou asociaci – APOKS, za kterou nám odpověděl pan ředitel.

„Pro napojení jakéhokoliv spotřebiče na spalinovou cestu musí být splněny tři základní podmínky:

  • podmínka tahová (zajištění dostatečných tlakových poměrů pro transport spalin)
  • podmínka objemová (zajištění dostatečného průtoku pro transport spalin)
  • podmínka teplotní (zajištění teploty spalin nad jejich rosným bodem)

Tyto podmínky musí být splněny všechny tři současně, přičemž je jasné, že jdou v principu „proti sobě“ a nevystačíme tedy s obecnými poučkami typu „komín co nejvyšší nebo největší“ apod., ale v každém konkrétním případě musíme hledat řešení optimální.

Splnění podmínek provozu lze poměrně jednoduše ověřit výpočtem dle ČSN EN 13 384 s použitím certifikovaného softwaru.

Pokud neobejdu teplotní podmínku (což by nikdo udělat neměl), ve většině případů spotřebiče na uhlí nevyhoví a spotřebiče na dřevo nevyhoví v cca pětině případů.“

Ing. Martin Coufalík
HELUZ cihlářský průmysl, v.o.s., produktový specialista

Samozřejmě nesmí chybět ani odpověď zástupce výrobců spalinových cest.

„Toto závisí na výstupních teplotách spalin. Pokud bude teplota spalin nízká a spaliny budou v komíně kondenzovat, pak by se takový spotřebič na jednovrstvý komín připojit vůbec neměl. Jednovrstvý komín beru jako klasický cihlový bez nějaké vnitřní vložky. K tomuto se musí vždy vyjádřit revizní technik, který posoudí každý jednotlivý případ. Nejde totiž jen o teploty spalin, které do komína budou vstupovat ale i o nutný komínový tah, který se snižující se teplotou spalin klesá.“

Ing. Zdeněk Lyčka
Člen představenstva Asociace podniků topenářské techniky

Na závěr názor zástupce výrobců spalovacích zařízení na pevná paliva.

„Při výměně starého nevyhovujícího kotle za nový spalovací zdroj se významně mění podmínky pro provozování spalinové cesty (komína) a před napojením nového spalovacího zdroje tak musí být revizním technikem spalinových cest překontrolována jejich funkčnost a bezpečnost provozu pro nový účel použití, což musí být potvrzeno revizní zprávou. Všichni solidní výrobci kotlů by měli apelovat na budoucí provozovatele svých výrobků i techniky, kteří kotle uvádějí do provozu, aby napojení nového kotle předem konzultovali s revizním technikem spalinových cest. Je to v souladu se zákonem č. 133/1985 Sb. o požární ochraně, ale především i se zdravým rozumem.

Komín, zanesený průduch
Komín, zanesený průduch

V nejbližší době vyjde novelizovaná norma EN 303-5, která reaguje na všeobecně narůstající tlak na zvyšování účinnosti využívání energie a nově tak definuje požadavky na konstrukci a zkoušení (certifikování) kondenzačních kotlů na pevná paliva. Takže i v oboru spalování pevných paliv se kondenzační technika stává realitou. Již deset let jsou na trhu peletové kondenzační kotle a jak se zdá, budou je následovat i další pevná paliva (uhlí se toho už asi „nedožije“). Na nové požadavky reagují také přední výrobci komínové techniky, kteří jsou již nyní schopni nabídnout systémové komíny, které jsou určeny pro mokrý provoz spalinové cesty (označení W) kotlů na biomasu i uhlí.“

Přílišné snižování teploty spalin není spojeno pouze s problémem „mokrého provozu“ spalinové cesty, ale také s dosažením požadovaného tahu komína. U solidních výrobců by mělo obecně platit pravidlo, že čím nižší jsou teploty spalin při jmenovitém výkonu, tím nižší by měl být požadavek na komínový tah. Opravdu moderně konstruovaný kotel na pevná paliva má ventilátorem optimálně řízený přívod spalovacího vzduchu, který významně eliminuje tlakové ztráty spojené se spotřebičem a jeho požadavky na komínový tah jsou na hranici 10 Pa a méně. Zájemce o nový kotel by si měl naopak dát pozor na spotřebič, který má při teplotě spalin při jmenovitém výkonu pod 140 °C požadavek na tah nad 20 Pa, protože bezesporu bude mít problém s napojením takovéhoto spotřebiče na funkční spalinovou cestu.“

3.část – Je šamotová komínová vložka odolná kondenzátu ze spalin a komín s touto vložkou vhodný i pro mokrý provoz?

Obecně, mezi majiteli domů, ale někdy i u některých profesí je vžitá zásada, že jakákoliv šamotová vložka je odolná agresivnímu kondenzátu ze spalin kotlů na pevná paliva. V diskusi se odborníci shodli, že ne každý komínový systém se šamotovou vložkou lze použít pro mokrý provoz, tedy s výskytem kondenzace spalin.

Izostatická keramika
Izostatická keramika

Stále přibývá havárií spalinových cest (komínů), na které jsou napojeny nově instalované moderní kotle na pevná paliva. Tyto spalovací zdroje potřebují pro svůj spolehlivý a bezpečný provoz moderní a funkční spalinové cesty. Co platilo pro jejich napojení na komín po dlouhá desetiletí, se za posledních několik málo let významně změnilo. Staré komíny již často nevyhovují provozním požadavkům pro tyto spalovací zdroje, u kterých se významným způsobem snížila teplota spalin při jmenovitém výkonu i při běžném provozu. Je nutné si uvědomit, že teplota rosného bodu spalin se u biomasy pohybuje na hranici 60 °C, ale u hnědého uhlí se díky parám kyseliny sírové ve spalinách teplota jejich rosného bodu navyšuje na více než 120 °C. To znamená, že při teplotě spalin 120 °C se již ve spalinových cestách tvoří agresivní kondenzát. Přesto se na trhu objevuje stále více automatických kotlů na hnědé uhlí s teplotou spalin při jmenovitém výkonu nižší než 100 °C, či peletových kotlů s teplotou spalin okolo hranice 80 °C.

V předešlé diskusi odborníků na toto téma jsme se dozvěděli, že snižování teploty spalin při jmenovitém výkonu pod hranici 130 °C (kotle na uhlí a kusové dřevo), respektive pod hranici 110 °C (peletové kotle), není dáno ani tak přísnou legislativou, jako spíše konkurenčním bojem mezi výrobci a prodejci těchto kotlů. Kotle na pevná paliva s teplotou spalin pod 100 °C jsou však v současnosti realitou, a tak před budoucím provozovatelem takovéhoto kotle stojí otázka, co s jeho napojením na komín tak, aby byl funkční kotel i komín?

V následné diskusi se odborníci shodli na tom, že moderní kotle na pevná paliva s nízkou teplotou spalin při jmenovitém výkonu nelze napojit na starý cihlový jednovrstevný komín. Jednoznačně však vždy musí konkrétní napojení nového zdroje na konkrétní spalinovou cestu posoudit revizní technik, který k tomu vydá také příslušnou revizní zprávu.

A jak je to s napojením na starý komín, který je opatřen šamotovou vložkou? Bohužel se obecně vžila zásada, že jakákoliv šamotová vložka je odolná vůči kondenzátu. Tudíž je spousta starších jednovrstevných komínů se šamotovou vložkou nezjištěného výrobce označena kominickou firmou jako vhodných pro provoz automatického kotle na hnědé uhlí s teplotou spalin při jmenovitém výkonu okolo hranice 100 °C. Ovšem po několika měsících provozu se často začne objevovat kondenzát vně komínového tělesa a začínají problémy. Jen tak si lze vysvětlit skutečnost, že zvláště závažný problém poslední doby je zvyšující se počet havárií komínů provozovaných s teplovodními automatickými kotli na spalování hnědého uhlí a biomasy. Tentokrát jsme tedy odborníkům položili následující dotaz:

Lze přijmout obecné konstatování, že šamotová vložka je odolná kondenzátu ze spalin z pevných paliv (obzvláště z hnědého uhlí) a neporušený komín s touto vložkou je tudíž vhodný i pro mokrý provoz?

Ing. Jaroslav Schön

Pan prezident Společenstva kominíků ČR odpověděl opět stručně a jednoznačně.

„Nelze. Není vložka jako vložka a taky není stejná kvalita spojovacího materiálu. Všeobecně se dá spíš konstatovat, že šamotové vložky nejsou generelně odolné proti vlhkosti. Spíš je to výjimka! Bohužel ani nemáme k dispozici nějakou zkoušku, kterou bychom tuto vlastnost u stávajícího komína mohli ověřit (jako např. u ověření těsnosti máme tlakovou zkoušku apod.).“

Ing. Jiří Vrba

Člen TNK Komíny, dříve dlouholetý technický ředitel společnosti Schiedel, nám poskytl vyčerpávající odpověď.

Samotné keramické materiály obecně splňují nároky korozní odolnosti. Ale i zde jsou rozdíly, a to zejména v jejich těsnosti vůči průniku vodních par a kondenzátu. Z hlediska hodnocení difuze vodních par se rozlišují třídy:

  • WA: do 2 g.h−1.m−2
  • WB: 2 až 5 g.h−1.m−2
  • WC: 5 až 10 g.h−1.m−2
  • WD: 10 až 20 g.h−1.m−2

Požadavky na těsnost a zařazení komína pro mokrý provoz při zatřídění W splňuje sama o sobě pouze vložka se zatříděním WA – to mají pouze některé tenkostěnné, izostaticky lisované vložky. Použití ostatních vložek – „klasické“ šamotové vložky – s vyšším zatříděním je přípustné, avšak pouze „při zohlednění zvláštních předpisů.“ Tím jsou myšlena konstrukční opatření u komínů jako celku, jako typicky běžné provedení u nás je tzv. zadní odvětrání, kde otevřenými kanálky okolo vložky dochází k proudění vzduchu, který odvádí vlhkost.

Dalším kritériem je samotné provedení komína a jeho technický stav. Tedy neporušenost keramických vložek, umožnění jejich dilatace, kondenzátní jímka v patě komína, těsnost spár.

Kouřovod – po kouři, po vodě
Kouřovod – po kouři, po vodě

U provedení spár bych se ještě zastavil. V dřívějších dobách existovalo jedno naprosto mylné, avšak v praxi užívané pravidlo, podle kterého se orientace zámků ve spáře prováděla tak, že u pevných paliv byly spáry orientovány tzv. „po kouři“, zatímco u plynných paliv tzv. „po vodě“. Jsou-li vložky uspořádány tím prvním způsobem, spáry zpravidla nezajistí dlouhodobě požadovanou těsnost. S tím souvisí i otázka kvality použité spárovací hmoty.

Pokud se jedná o systémový komín s keramickou vložkou, který je deklarován pro mokrý provoz (zatřídění W), je postaven z originálních dílů a správně smontován podle montážních pokynů výrobce, byla na tento komín vydána kladná revize a nebyly zjištěny závady při pravidelných ročních kontrolách, je jistě možno takový komín provozovat se spotřebičem na pevná paliva v mokrém provozu.

Zda bude možno podobným způsobem provozovat komíny tzv. individuální, je vždy na rozhodnutí revizního technika, který na místě posoudí skutečný stav a na jeho základě vydá souhlas a kladnou revizní zprávu.

V případě sanace komína pro připojení spotřebičů na pevná paliva v mokrém provozu lze doporučit jednoznačně použití tenkostěnné keramické vložky se zatříděním WA, která nepotřebuje žádné další „podpůrné“ mechanismy pro odvod vlhkosti.

Ing. Martin Coufalík

Jak vidí tento problém produktový specialista firmy HELUZ cihlářský průmysl, v.o.s.?

„Obecné konstatování, že šamotová vložka je odolná vůči kondenzátu, přijmout nelze. Dnes jsou výrobci, kteří deklarují, že šamotová vložka (nebo celý systémový komín) je vhodný i pro mokrý provoz. Ale před několika lety tomu tak nebylo. Právě výrobci (někteří) šamotových komínových vložek uváděli, že šamotové vložky nejsou určeny pro trvalé mokré provozy. Že jsou sice proti kondenzátu odolné, ale jen při zatápění, kdy spaliny ve studeném komíně kondenzují. Při delším používání se však vzniklá vlhkost díky vyšším teplotám spalin vytratila (vyschla) a komín dále pracoval v suchém provozu. Takže zejména starší komíny, i když mají šamotovou vložku, nebudou pro trvalý mokrý provoz vhodné a je na odborníkovi, aby tento stav před připojením spotřebiče posoudil.“

Ing. Walter Sodomka ml.

A na závěr nesmí chybět také názor pana ředitele Komínové asociace – APOKS.

„Vlastnosti komínové vložky mohou být pouze a jedině deklarovány výrobcem v prohlášení o shodě. Jakékoliv jiné dovozování nebo zobecňování je nepřípustné.

Dle mého názoru existuje pouze jediný spotřebič, u kterého lze tolerovat provoz pod rosným bodem spalin (ale nikoliv pod nulou), a tím je plynový kondenzační kotel spalující „čisté“ uhlovodíky bez příměsí (tedy zemní plyn, propan, butan).

Jakákoliv „myšlenková konstrukce“ snažící se „legalizovat“ kondenzaci spalin u jiných spotřebičů je obecně špatná, pokud se nejedná o zcela individuální řešení (např. průmyslové technologické provozy).

Komínové systémy s certifikací W jsou určeny pouze pro plynové kondenzační kotle, což lze dovodit z jejich dalších certifikačních parametrů. Někteří prodejci se snaží, vzhledem k rozsáhlému prodeji „nízkoteplotních“ kotlů na pevná paliva, různě kombinovat certifikace a vytvářet nesmyslná označení a zatřídění, což ale nevede k vyřešení základního problému, a tím je u pevných paliv tvorba sazí a pod rosným bodem tvorba dehtu.

Zatím není doloženo (a pravděpodobně to ani nelze) dlouhodobé provozování spotřebiče pevných paliv v režimu, kdy je palivo spáleno zcela bez vzniku sazí. Obecně lze tedy tvrdit, že prašná složka (saze) je ve spalinách pevných paliv přítomna vždy.

Kondenzát vzniklý ze spalin pevných paliv je proto třeba považovat jednak za výrazné emisní znečištění (především kyselé sloučeniny síry a organické sloučeniny uhlíku) a jednak za přímé požární nebezpečí (dle stanoviska SKČR je tvorba dehtu závadou podléhající oznamovací povinnosti dle § 46 zák. 133/1985 Sb. v aktuálním znění).“

Závěr

Podobně jak tomu bylo u napojení na starší jednovrstevný komín, i tentokrát se odborníci shodli na tom, že vše musí jednoznačně posoudit revizní technik spalinové cesty. Nicméně napojení moderního „nízkoteplotního“ kotle na starší komín se šamotovou vložkou neznámého výrobce, a tedy i s neověřenými vlastnostmi, je nepřijatelné.

Ale diskuse bude za týden pokračovat dál. Tentokrát se odborníků zeptáme, jak by měl být zatříděn a v revizní zprávě označen komín, ve kterém dochází při běžném provozu spotřebiče k tvorbě kondenzátu, tedy komín určený pro tzv. „mokrý provoz“.

4.část- Jak by měl být označen komín pro kotel na pevná paliva vhodný pro mokrý provoz?

Provoz kotlů na pevná paliva s trvale nízkou teplotou spalin a výskytem kondenzace vyžaduje specifické vlastnosti od komínového systému. Ne každý z nich, i se šamotovou vložkou, lze použít. Diskutující se vyjadřují, jaké legislativní zatřídění od výrobce by měl komín mít a jak postupuje revizní technik.

Komíny jsou zařazeny do tříd podle provozních požadavků na teplotu, tlak, odolnost proti působení kondenzátu, odolnost proti korozi a odolnost proti vyhoření sazí (s určením vzdálenosti od hořlavých materiálů).

Snižující se teplota spalin u moderních kotlů na pevná paliva klade vysoké nároky na kvalitu spalinové cesty, kterou mají být tyto spaliny odvedeny do vnějšího prostředí. I za běžných provozních podmínek tak často dochází na vnitřním povrchu stěny komínu či komínové vložky k tvorbě kondenzátu, neboť teplota povrchu klesla na (či pod) teplotu rosného bodu par obsažených ve spalinách. Tyto spotřebiče pevných paliv je tak nutné napojit na komín, který je určený pro tzv. „mokrý provoz“.

V předešlých diskuzích se odborníci snažili hledat odpověď na otázku, při jakých výrobcem deklarovaných teplotách spalin je již víc než pravděpodobné, že bude nutné nový kotel na pevná paliva napojit na komín určený pro mokrý provoz. Dále jsme se dozvěděli, že tyto kotle nelze napojit na starý jednovrstevný komín, ani na starší komín se šamotovou vložkou neznámého výrobce. Budoucí provozovatel nového spalovacího zdroje na pevná paliva by tak před konečnou volbou kotle měl velkou pozornost věnovat také spalinové cestě, na kterou jej napojí. O tvorbě agresivního kondenzátu ve spalinové cestě při běžném provozu kotle by měl být informován jeho budoucí provozovatel již výrobcem kotle v průvodní technické dokumentaci. Pokud tak neučiní výrobce kotle, měl by na tuto skutečnost přijít při revizi spalinové cesty revizní technik. Protože před napojením nového spalovacího zdroje na komín musí autorizovaný revizní technik podle vyhlášky č. 34/2016 Sb. posoudit, „zda provedení a stav spalinové cesty zajistí, aby za všech provozních podmínek připojeného spotřebiče paliv byly spaliny bezpečně odvedeny a rozptýleny do volného ovzduší“. Součástí revizní zprávy by mělo být i označení komína podle jeho vlastností zjištěných při revizi (zatřídění).

Teorie na úvod – třídění a označování komínů

Podle normy ČSN EN 1443 musí být každý komín zatříděn a podle zatřídění také náležitě označen. Toto označení se musí skládat z následujících údajů:

EN abcd  –  Txx  N/P/H  D/W  1/2/3  G/Oyy

Pojďme si alespoň zkráceně vysvětlit jednotlivé údaje.

EN abcd … číslo normy, podle které byly ověřovány vlastnosti komína

Txx … teplotní třída, která označuje teplotní odolnost komínu (například T400 znamená, že komín je určen pro jmenovitou provozní teplotu do 400 °C)

N/P/H … tlaková třída, kde označení N znamená komín s přirozeným tahem a P přetlakový komín a H vysokopřetlakový komín (za označením N/P/H se objevuje ještě číslo 1 nebo 2, které souvisí s tzv. „plynotěsností“, ale to je nyní nepodstatné)

D/W … třída odolnosti proti působení kondenzátu, kde D značí komín, který je plánovitě provozován v suchém provozním režimu a W komín plánovitě provozován v mokrém provozním režimu

1/2/3 … třída odolnosti proti korozi, kde pro pevná paliva lze použít pouze třídy 2 (pro otevřená topeniště na dřevo) nebo 3 (uzavřené topeniště pro dřevo, uhlí, rašelina)

G/O … třída odolnosti při vyhoření sazí, kde G znamená komín odolný při vyhoření a O komín bez odolnosti proti vyhoření a číselné označení yy je číselným údajem o vzdálenosti od hořlavých stavebních materiálů

Jak by měl být v revizní zprávě označen komín, ve kterém dochází při běžném provozu spotřebiče k tvorbě kondenzátu (ať již na základě prohlášení výrobce spotřebiče, nebo na základě výpočtu provedeného při revizi)?

Dotaz pro dnešní diskusi reaguje na časté dotazy z poradny v projektu „Výměny kotlů“. Mnoho provozovatelů starých kotlů má již vybrán nový kotel a podle doporučení výrobce kotle, či podle označení jejich stávajícího komína ve staré revizní zprávě chtějí vědět, zda jejich stávající komín vyhovuje novému kotli. Objevují se ale i „kontrolní“ dotazy, zda u nově instalovaného kotle provedl revizní technik revizi správně a zda mohou na jím ověřený a zatříděný komín skutečně ten konkrétní zdroj napojit.

A jak nám tentokrát odpověděli oslovení odborníci?

Ing. Jaroslav Schön

Začneme odpovědí pana Prezidenta Společenstva kominíků ČR, který se vyjádřil obecně k problematice zatřiďování a označování komínů a revizní zprávě.

Komín se v revizní zprávě neoznačuje podle prohlášení výrobce spotřebiče, nebo na základě provedeného výpočtu, ale podle jeho vlastností. Ale to je docela běžný omyl. Např. „odborníci“ z ČSTZ přirovnávají komíny k rozvodům elektrického proudu v domě. Jenže těmi prochází elektřina konstantních vlastností ke spotřebičům. U komínů je to naopak. Ty musí mít takové vlastnosti, aby spaliny (pokaždé jiných vlastností), bezpečně odváděly od připojených spotřebičů paliv do volného ovzduší.

Takže u systémových komínů revizní technik zatřídí (podle vás označí) spalinovou cestu podle údajů dodaných výrobcem systémového komínu, u individuálních komínů a dodatečně vložkovaných komínů zatřídí revizní technik spalinovou cestu podle vlastností jednotlivých použitých komponentů. Je to celý docela sofistikovaný proces. Následně, a to je smyslem revize, musí RT posoudit, zda vlastnosti spalinové cesty zajistí bezpečný odvod spalin od připojeného spotřebiče do volného ovzduší. Takže revizní technik určí vlastnosti spalinové cesty a následně posoudí, zda umožní bezpečný odvod spalin od připojeného spotřebiče do volného ovzduší. Revizní technik tedy neoznačuje spalinovou cestu podle toho, jaký provoz v ní je, ale podle toho, jaké má vlastnosti. Potom obé posoudí a napíše závěr, zda vyhovuje či ne.

Zatřídění spalinové cesty se provádí podle ČSN EN 1443 a příslušných výrobkových norem.

Ing. Zdeněk Lyčka,

soudní znalec se specializací na teplovodní kotle na pevná paliva odpověděl také obecně.

I u sofistikovaných spalovacích zdrojů na pevná paliva, kterými jsou například moderní peletové kotle, je nutné počítat s tím, že se při jejich provozu budou ve spalinových cestách usazovat saze. I když běžná provozní teplota těchto zdrojů nepředpokládá zvýšení teploty spalin na úroveň, při které by již mohlo dojít k zapálení těchto sazí, nelze vyloučit mimořádný stav/havárii, při které k tomuto zapálení může dojít. Proto bych rozhodně doporučoval, aby byl pro kotle na pevná paliva vždy zvolen komín odolný proti vyhoření sazí, tedy dle ČSN EN 1443 komín zatříděný jako G (pokud výrobce zdroje negarantuje, že k vyhoření nemůže dojít ani v havarijním případě).

Naopak současné výzkumy nepotvrdily teorii, že kotle s integrovaným ventilátorem vytvářejí ve spalinové cestě přetlak, a tudíž by komíny pro ně měly být zatříděny jako přetlakové. Tyto ventilátory s příkonem v řádech několika málo desítek wattů slouží k nasávání spalovacího vzduchu, čímž přispívají k řízení spalovacího procesu. Ovšem nemají dostatečný výkon na to, aby „přetlačily“ spaliny funkčním komínem s přirozeným tahem a vytvořily v něm přetlak. Bylo to ověřeno v několika výzkumných projektech zabývajících se spalinovými cestami pro kotle na pevná paliva. Ostatně i v technických podmínkách všech kotlů na pevná paliva (o kterých vím) je uvedeno, že požadují vždy alespoň minimální podtlak na spalinovém hrdle. Tedy podtlakový komín (zatřídění N1) dle mého názoru postačuje. Samozřejmě co se týče odolnosti proti kondenzátu a korozi, pak u „nízkoteplotních“ kotlů doporučuji komín třídy W3.

O vhodnosti konkrétního komína rozhoduje jednoznačně revizní technik spalinové cesty. Já bych pro „nízkoteplotní kotle“ na pevná paliva doporučoval, co se týče výše zmíněných vlastností, jednoznačně komínový systém třídy

N1 (P1) W3 G

Nabízí se samozřejmě běžná volba, a to vybrat si kotel, jehož teploty spalin jsou natolik vysoké, že není zapotřebí komín určený pro mokrý provoz.

Ing. Jiří Vrba

Obr. Příklad certifikátu komínového systému
Obr. Příklad certifikátu komínového systému

člen TNK 105 Komíny, a dříve dlouholetý technický ředitel společnosti Schiedel, nám naopak poskytl opět téměř vyčerpávající odpověď.

Ideální zatřídění, které beze zbytku splní veškeré požadavky a odstraní všechny pochyby je jednoznačně:

T400 N1 W3 G

Dnes najdeme na evropském (i českém) trhu produkty s takovým označením, přesto tato deklarace není v praxi ještě běžně rozšířena, neboť pokud výrobce komínového systému vychází z platných technických výrobkových norem, vydává zpravidla dvě oddělená zatřídění, a to zvlášť pro suchý a mokrý provoz. To vyplývá ze skutečnosti, že se při tvorbě norem se stavem, kdy při použití pevných paliv dochází ke kondenzaci, prostě nepočítalo. (Pozn. red.: Zdroje tepla na pevná paliva s tak nízkými teplotami spalin nebyly běžnou součástí nabídky na trhu)

Pro získání výše uvedeného označení proto existuje další postup, a to, že výrobce komínového systému zadá notifikované osobě vypracovat tzv. Evropské technické posouzení ETA. To se provádí v podobných případech, kdy je vhodné prokázat některé vlastnosti výrobků jiným způsobem nebo nad rámec současných evropských technických norem. Tento proces ve své podstatě sjednotí známé metodiky hodnocení obou rozdílných částí normy, stanoví odpovídající zkušební metody, jejich pořadí, způsob prokázání parametrů a následně vydá certifikát, který má stejnou platnost jako kterýkoliv jiný certifikát vystavený dle evropských norem. Rozhodnutí revizního technika je tak snadné a jednoznačné.

Martin Coufalík

Produktový specialista firmy HELUZ cihlářský průmysl, v.o.s., přidal také poměrně jednoznačnou odpověď.

Této otázce dost dobře nerozumím. V revizní zprávě se komíny sice mohou popisovat, o jaký komín jde, ale prvotně by měl být komín označen Identifikačním štítkem. V něm by mělo být uvedeno zatřídění komínu dle normy. Takže pokud je označení např. T600 N1 D3 G50, pak je patrné, že se jedná o komín určený pro suchý atmosférický provoz, odolný při vyhoření sazí. A tento by se pro spotřebiče s nízkou výstupní teplotou spalin (pokud bude docházet při provozu ke kondenzaci) použít neměl. Pro ty by mělo být označení komína např. T600 P1 W3 G50.

Ing. Walter Sodomka

Pan ředitel Komínové asociace – APOKS tentokrát odpověděl velice stručně.

U spalinových cest standardních spotřebičů na pevná paliva nemůže být teplota spalin pod rosným bodem tolerována. Takový komín nelze uvést do provozu.

 

Příspěvek byl publikován v rubrice Projektování a realizace spalinových cest. Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.