zdroj: webové stránky Thermona
Základním vodítkem pro výpočet společného komína je norma ČSN EN 13384-2. Výpočet spalinové cesty, který se provádí dle této normy výslovně předpokládá, že výpočet bude u každé kotelny proveden pomocí počítačového programu.
Problematika odvodů spalin je při rekonstrukcích často podceňována přesto, že ČSN naprosto jasně určuje, že spalinová cesta musí být vždy určena výpočtem. Při výpočtu komínů však projektant „přesně počítá s nepřesnými čísly“, kdy vstupní hodnoty jsou často určeny empirickými předpoklady, které ne vždy odpovídají skutečným provozním stavům projektovaného zařízení. Pro návrh celé spalinové cesty existuje mnoho podkladů přesto se však, především při rekonstrukcích kotelen s nutností napojení odvodu spalin na stávající (s příslušnými úpravami) komíny, dostává projektant často do potíží. Proto uvádíme základní výpočtové vztahy, které je možno použít při předběžném „ručním“ výpočtu. Základní požadavek je napojit každý kotel na samostatnou spalinovou cestu.
Návrh odvodu spalin by měl vycházet z těchto praktických poznatků:
1. navrhovat pokud možno kruhový tvar kouřovodu a komínu,
2. kouřovod vést ve spádu 1 : 10 ke spotřebiči.
Požadavky dle bodů 1 a 2 lze v nejnutnějších případech porušit, vždy je však nutný přesný výpočet spalinové cesty, a to za všech provozních stavů. Při jakékoli pochybnosti doporučujeme konzultovat problém s místním kominickým podnikem, který bude spotřebiče na komín připojovat! Při rekonstrukcích stávajících kotelen na tuhá paliva, kde má komínový průduch dostatečný rozměr (což je téměř vždy), lze umístit do jednoho průduchu více komínových vložek v nouzi s průřezem i čtverhranného profilu, který je však méně vhodný.
Toto řešení umožní optimalizovat spalinovou cestu dle výše uvedených doporučení. Samozřejmě musí být každá komínová vložka samostatně tepelně izolována. Pokud projektant dodrží výše uvedená doporučení, bude spalinová cesta vyhovovat jak provozně, tak i požadavkům všech předpisů a výpočet spalinové cesty bude přesný.
Výpočet spalinové cesty
Rychlost proudění spalin pro první orientační návrh průřezu komínu doporučujeme volit v rozmezí 0,5 – 2 m/s. Průměr kouřovodu od kotle po sopouch se zpravidla navrhuje stejný jako kouřové hrdlo kotle. Účinný tah komína pz je dán rozdílnou hmotností spalin a okolního vzduchu vlivem rozdílné teploty obou složek. Teplota spalin je uvažována jako střední v celé délce spalinové cesty (komínu), protože spaliny vlivem tepelných ztrát v komínu chladnou. Účinný tah je proto závislý na účinné výšce komína, hydraulickém průměru průduchu komína dh , střední drsnosti vnitřního povrchu komína r, na teplotě spalin v sopouchu a na součinitelích místních ztrát x.
Pokud je komín proveden dle požadavků ČSN a uvedených výpočtů nepřiblíží se tato teplota kritické hodnotě.
Množství spalin z plynných paliv se vypočte ze vzorce:
m = (0,5 až 0,65) • Q • 10-3 [kg/s]
Tahové poměry komínu se vypočítají ze vzorce:
pZ = pH – pE [Pa]
Správná funkce komínu je zajištěna pokud pZ je kladné tzn. že komín má vyšší tah, než je tlaková ztráta celé spalinové cesty.
Statický tah komínu se vypočte ze vzorce:
pH = H • (rL – rM) • g • 0,7 [Pa]
Pro teplotní kontrolu komínu se používají vztahy:
TE = TL + (TW – TL) • e-K [°C]
TM = TL + [(TE – TL) / K] • (1 – e-K) [°C]
K = (H • k • U) / (m • c) [-]
TO = TL + (TE – TL) • e-K [°C]
TOi = (TO • k) / (αi • (TO – TL) [°C]
Součinitel přestupu tepla v ústí komínového průduchu:
αi + 2 – 10 • √Vm
Tlaková ztráta prouděním spalin v komínu PE se vypočítá dle vzorce:
PE = SE • [λ • (H/dh) + Σξ] • (rm/2) • Vm [Pa]
Součinitel tlakových ztrát třením při proudění spalin na vnitřním povrchu komínu se vypočte ze vztahu:
λ = r 0,25 / dh0,4 [-]
Hydraulický průměr dh komínu (pro kruhový profil dh = průměru komínu) je vypočten ze vztahu:
dh = (4 • A) / U [m]
Vm – střední rychlost proudění spalin v komínu se vypočte ze vztahu:
Vm = m / (rM • A) [m/s]
Celková tlaková ztráta před ústím sopouchu je dána vzorcem:
PZE = PL + PW + PA [Pa]
PA = SE • [λA • ( L/dh) + Σξ] • ( rM/2 ) • V2m [Pa]
Doporučené řešení odkouření kotlů v kaskádě
Přesné rozměry kolektoru odvodu spalin i rozměry veškerého potrubí ode všech kotlů je nezbytné spočítat! Ve všech režimech topení i ohřevu TV, v rozsahu všech pracovních teplot, při maximální letní i minimální zimní teplotě je nezbytné zajistit tah v komíně 3 – 5 Pa. Správný tah v komíně závisí také na správně vypočteném větrání kotelny.