Pokud se zajímáte o energetiku nebo vás čeká výměna tepelného zdroje ve vaší domácnosti, pravděpodobně víte, že na trhu jsou již několik let z řady plynových kotlů k dostání pouze ty kondenzační. To samozřejmě není žádná novinka. Možná právě proto spousta z nás odkládá výměnu starého kotle na tuhá paliva nebo klasického plynového kotle. Pořizovací cena nového kondenzačního kotle totiž není úplně nízká. Na druhou stranu provozní náklady jsou daleko nižší než u klasického kotle, a proto se jeho koupě vyplatí.
S instalací kondenzačního kotle je spojena nutnost ověřit, zda stávající konstrukce systému odvodu spalin je vhodná. Tato, tak říkajíc, generační výměna je bohužel často spojená s nutnou rekonstrukcí spalinové cesty, což poměrně výrazně zvyšuje celkové náklady této akce. Úkolem komínové techniky je odvést spaliny nad střechu, kde jsou rozptýleny do ovzduší tak, aby se zamezilo jakékoli újmě na zdraví obyvatel domů. Systémy pro odvod spalin jsou extrémně namáhanou částí staveb, konstrukce komínů musí být proto naprosto bezpečná a funkční pro širokou škálu všech tepelných spotřebičů i topných médií.
Co je to spalinovod a proč je důležitý u kondenzačních kotlů?
Právě spalinovod, který je hlavním tématem článku, je pro kondenzační kotle nepostradatelný. V „komínové“ terminologii není jednoduché se vyznat, takže co to vlastně je spalinovod? Jde o systém odvodu spalin z plynového kotle ven. Spalinovod je typický pro plynové kondenzační kotle. Tajemství spočívá právě v procesu kondenzace. Díky kondenzaci vodní páry se využívá i teplo ze spalin. To by jinak u běžných kotlů proudilo ven. Kondenzační kotel ve výměníku ochladí spaliny až na 50 °C. A právě proto můžeme místo klasických komínů použít spalinovody plastové. Teplota spalin je totiž mnohem nižší. Naopak vložky u klasických komínů by kondenzaci nemusely přežít.
U ostatních kotlů či kamen mluvíme o komínech a kouřovodech, ve spojení s kondenzačními kotly pak hovoříme právě o spalinovodech. Vývoj spotřebičů paliv, který byl vyvolán požadavky na racionální využití energií a na ochranu životního prostředí, měl za následek i nový technický vývoj v oblasti komínů. Pro komíny se zpřesňují a tvoří nová doplňující pravidla, aby byl provoz při všech podmínkách, které mohou nastat, funkční a bezpečný. Zvyšující se požadavky mají souvislost s klesající teplotou spalin.
Typy spalinovodů a jejich vlastnosti
Spalinovody jsou výrobci nabízeny v plastové podobě ve dvou druzích - jednovrstvé a koncentrické. Prodávají se pak jako stavebnicový systém. Jejich sestavení je tak velmi jednoduché, protože se jednotlivá hrdla jednoduše zasouvají do sebe a tím dojde k sestavení celého spalinovodu.
Čtěte také: Průvodce kročejovou izolací
Systém odvodu spalin volíme podle způsobu přívodu vzduchu do spotřebiče a podle provedení komínového tělesa. Rozlišujeme systém pevného, flexibilního a koncentrického potrubí.
- Jednovrstvé spalinovody: U spalinovodů jednovrstvých je cena mnohem nižší (jen pro představu - záleží na velikosti trubky, u té nejmenší - 250 mm se baví v průměru o ceně 80 Kč a výše). Pokud plánujete vést potrubí vně stavby, není samozřejmě vhodné použít jednovrstvý spalinovod, v mínusových teplotách by mohl popraskat, nebo by mohlo dojít k zamrznutí vytvořeného kondenzátu.
- Koncentrické spalinovody: Spalinovody koncentrické mají vnější plášť a nezáleží pak samozřejmě na tom, jaká je venku teplota. Pokud se bavíme o spalinovodech koncentrických, začíná cena v průměru na 400 Kč za stejně velkou trubku.
- Nerezové či keramické spalinovody: Zvolit však můžeme i spalinovody nerezové či keramické.
Systém pevného potrubí odvodu spalin
Systém je vhodný pro odtah spalin z plynového spotřebiče v rovném komínovém tělese bez zalomení. Spalinová cesta je tvořena pevným plastovým potrubím. Potrubí je jednostěnné a vyrobeno z polypropylenu s příměsí zpomalovače hoření. Spalovací vzduch je ke spotřebiči přiváděn z místnosti.
Systém flexibilního potrubí odvodu spalin
Systém je vhodný pro odvod spalin z plynového spotřebiče v komínovém tělese se zalomením. Odklon komínového průduchu od svislice nemá být více než 30 °. U přetlakových komínů může být odklon až 45 °. Spalinová cesta je tvořena ohebným, plastovým potrubím.
Systém koncentrického potrubí odvodu spalin
Systém je vhodný pro vertikální přívod spalovacího vzduchu a odvod spalin z plynového spotřebiče. Přívod vzduchu a spalinová cesta jsou tvořeny pevným, koncentrickým potrubím z hliníku a polypropylenu.
Důležitost izolace spalinové cesty
Komín patří mezi velmi důležité součásti domu a na jeho stavbu jsou tudíž kladeny ty nejvyšší nároky. V minulosti se stavěly převážně jednovrstvé komíny. Díky vysokým teplotám spalin spotřebičů se při provozování komínů nevyskytovaly téměř žádné vady. S rostoucím používáním spotřebičů zejména na plynná paliva se začaly na komínech objevovat poruchy. Kondenzační kotle, využívající kondenzační teplo obsažené ve spalinách, vykazují velmi nízké teploty spalin. Jsou-li spaliny ochlazovány natolik, že jejich teplota klesne pod rosný bod, začne v kouřovodu i v komíně docházet ke kondenzaci. Nízké teploty spalin, klesající množství spalin a s tím spojený výskyt kondenzátu a kyselin v komíně, vedou k provlhání a promáčení komínů.
Čtěte také: IPA asfaltová izolace: Co potřebujete vědět
Fyzikální princip izolace spočívá v zadržování tepla uvnitř komínového tělesa, což přímo ovlivňuje několik klíčových faktorů. Především se jedná o zlepšení tahu komínu, který je zásadní pro správnou funkci topidla. Další důležitou výhodou je minimalizace kondenzace. Při nedostatečné izolaci dochází k rychlému ochlazování spalin, které pak mohou kondenzovat a vytvářet kyselý kondenzát poškozující konstrukci. Dvojstěnné komíny s kvalitní izolační vrstvou mezi vnitřní a vnější stěnou tento problém účinně řeší. Celková účinnost topného systému se díky kvalitní izolaci může zvýšit až o 15-20 %, což přináší významné úspory nákladů na vytápění.
Materiály pro izolaci spalinovodů
Izolace komínů se z bezpečnostních důvodů nejčastěji provádí kamennou vlnou. Objemová hmotnost materiálu pro tepelněizolační vrstvy vícevrstvých komínů nesmí být nižší než 90 kg/m3. Tento požadavek vychází z faktu, že při teplotách uvnitř izolace nad 150 °C dochází k odpaření pojiva a izolace s příliš nízkou objemovou hmotností by mohla začít sesedat. Izolační vrstva pro vícevrstvé komíny odolné proti vyhoření sazí (třída odolnosti G) musí mít bod tání vyšší než 1 000 °C. Tím je nepřímo řečeno, že se smí použít výhradně izolace z kamenné vlny, která má teplotu tání v rozmezí 1 200-1 400 °C. Nejedná se však o klasický bod tání, jak jej známe u jiných látek. Při postupném zvyšování teploty se nejdřív vypálí organická pryskyřice, od 250 do 600 °C začnou vlákna měnit barvu, pak zešednou a zkřehnou, při doteku se rozpadají, ale k vlastnímu tavení nedojde. Kamenná vlna se ani po dosažení takto vysokých teplot nestane tekutou.
Použití sypkého materiálu pro tepelnou izolaci mezi komínovým pláštěm a komínovou vložkou se nedoporučuje. U sypkých materiálů je velmi obtížné zajistit požadovanou konstantní homogenitu tepelně-izolační vrstvy v hotovém výrobku, navíc sypké materiály po čase sesedají (tím vznikají nežádoucí tepelné mosty s následnými negativními účinky z hlediska požární bezpečnosti) a vadné komínové vložky nebo tvarovky se při opravách jen velmi obtížně demontují.
Tloušťka izolační vrstvy
Tloušťka vložené tepelné izolace se stanovuje na základě vlastností použité tepelné izolace a provedených zkoušek nebo výpočtu. Navrhnout vhodnou tloušťku izolace proto vyžaduje znát kompletní okrajové podmínky: teplotu spalin, výšku komína, hmotnostní toky spalin atd. To jsou hodnoty, od kterých se pak odvíjí nutná tloušťka izolace, která zajistí správnou funkčnost komína. Bývá obvykle cca 40 mm, ale výrobek může být navržen s jinou tloušťkou. Minimálně se navrhuje 40 mm izolace, pokud to však prostor dovolí, je vhodnější použít tloušťky vyšší.
Tloušťka izolační vrstvy musí být taková, aby v komínovém průduchu se suchým provozem nedocházelo ke kondenzaci spalin a aby u komínů s mokrým provozem byla nejnižší teplota vnitřního povrchu komínového průduchu vždy nejméně 1 °C. Dále nesmí být překročena nejvyšší přípustná teplota vnějšího povrchu, u kterého je možný náhodný lidský kontakt (ČSN EN 15287-1, příloha A, tabulka A.6 - 70 °C pro kov, 80 °C pro beton a 85 °C pro pálenou keramiku).
Čtěte také: Radon a asfaltová izolace
Dodatečné zateplení stávajících komínů
Pro nesystémové dodatečné zaizolování starých cihelných komínů pro případ zahoření v komínu (snížení rizika požáru u starých budov) nebo kvůli požadavku na zvýšení teploty spalin na výstupu z komínového tělesa se při požadavku vzhledu standardně omítnutého komína používá tepelná izolace vhodná pro kontaktní zateplovací systémy. Vhodnější jsou desky s kolmou orientací vláken ISOVER NF 333, které lze snadno zbrousit v případě nerovností komína a výhodou je také nižší množství nutných kotvících prvků, tedy i menší narušení komínového zdiva, než v případě použití desky s vodorovnou orientací vláken ISOVER TF PROFI. Pro kotvení se kromě lepidla používají ocelové fasádní hmoždinky. Povrchová úprava se provádí stejně, jako na kontaktním zateplovacím systému - přebroušení celé plochy, nanesení stěrkové hmoty, vložení výztužné tkaniny (perlinky), penetrace a nanesení fasádní omítky. Pro vyšší teploty se používají technické desky Orstech 100, které mají nižší obsah pojiva, než výše uvedené fasádní desky. V případě, že investora v půdním prostoru nezajímá vzhled komína, lze použít i rohože na pletivu Orstech DP 80.
Instalace a umístění spalinovodu
Nyní se pojďme podívat na samotné postavení a umístění spalinovodu. Samozřejmě záleží na našich možnostech a aktuálním stavu našeho domova. Pokud v domě již máme komín vystavěný a jde pouze o výměnu kotle, můžeme stávající šachtu určitě využít. Každý komín však není vhodný pro kondenzaci. Před samotnou stavbou si proto ověřte, zda daná komínová vložka kondenzaci odolá. Je také dobré zjistit stav průduchů a nechat komín řádně vyčistit. Pozor také dejte na to, zda je šachta rovná, či zda je vedena s určitými záhyby a zatáčkami. Pak je nutné pořídit nejen klasické trubky, ale i flexibilní trubky, které se zatáčkám přizpůsobí. Vhodnou délku spalinovodu musíte vypočítat dle vaší stavby.
Průměr spalinové cesty volí projektant v závislosti na výkonu zdroje, přičemž dostupné průměry jsou od DN 60 do DN 300. Je nutno dodržet maximální délku spalinové cesty (kouřovodu i komínu), která je limitována výrobcem připojeného spotřebiče. Pravidla pro výšku a umístění komínu na střeše jsou definována v normě ČSN 73 4201. Je nutné, aby k bezpečnému odvodu a rozptylu spalin do volného ovzduší docházelo za všech provozních podmínek připojeného spotřebiče.
Konkrétní sestavení modelového plastového spalinovodu
Pateční koleno slouží k instalaci kotle a průduchu ve stěně. Tuto akci by měl provést váš topenář, který to provede redukcí. Vnitřkem pak vedeme bílá plastová prodloužení, ven vedeme černé UV trubky. Výhodou je, že e-shopy s komíny vám prodají tento systém celý jako stavebnici. Nemusíte se tedy bát, že byste na nějakou část spalinovodu zapomněli. Spalinovody jsou navíc dodávány i s návodem k samotnému sestavení.
Pokud stavíte nový dům, využijte situaci a promyslete, kudy je ve vašem případě vhodné komín vést - tedy kde plánujete umístit plynové spotřebiče/tepelné zdroje. Pokud stavíme spalinovod svépomocí je pro nás nejjednodušší jej vést na fasádu. Ani šikmá střecha není na škodu. Pozor však na střechy rovné! U šikmých střech ve velkém dešti nebo tání sněhu voda stéká po střeše a nemusí se bát zatékání do komína.
Vyústění spalinovodu na střeše
Zamyslete se i na vyústěním spalinovodu na střeše. Pokud vedete spalinovod na rovnou střechu, posuďte dle umístění vašeho obydlí, zda odoláváte krutým zimám s velkými přívaly sněhu. Pak je dobré vyústění prodloužit, aby nezapadávalo sněhem a nenamrzalo.
Kouřovody
Dále se mohou vyskytovat kouřovody samostatné, společné a kouřovody plnící funkci komína. Samostatný kouřovod delší než 2 m se má tepelně izolovat. Doporučuje se však izolovat i kratší kouřovod, pokud by jeho teplota nepříznivě ovlivňovala okolí nebo proto, aby se u spotřebičů s nízkou výstupní teplotou spalin nesnižovala teplota spalin v sopouchu. Společný kouřovod se izoluje vždy.
Normy a předpisy
Komínová konstrukce nesmí být propojena ani namáhána se stropy, průvlaky nebo jinými stavebními dílci. Při prostupu stropy je předepsán 30 mm odstup stropní konstrukce od vnějšího povrchu komína. Tento prostor se těsně vyplní nehořlavým izolačním materiálem (např. deskou Orstech 100 nebo ISOVER FireProtect® 150).
Minimální vzdálenost hořlavých konstrukcí od povrchu komínového pláště komína je dána zatříděním komína dle ČSN EN 1443 (údaj o vzdálenosti od hořlavých materiálů v mm). Minimální vzdálenosti dřevěných konstrukcí od povrchu komínového pláště a od průduchu komína (u konstrukcí zapuštěných) jsou dány ČSN 731701 "Navrhování dřevěných stavebních konstrukcí".
Příklad výpočtového srovnání spalinových cest
Otázkou je, jaké vlastnosti musí splňovat spalinová cesta pro odvod spalin z běžného kondenzačního kotle pro rodinný domek, a to především z hlediska odolnosti vůči kondenzátu. Musí být odolná proti vznikajícímu kondenzátu, nebo lze akceptovat a prakticky docílit i funkční provoz bez vzniku kondenzátu? Při výpočtu dle ČSN EN 13 384 je odolnost proti vzniku kondenzátu u suchého provozu, respektive proti jeho zamrznutí u mokrého provozu, hodnocena splněním nebo nesplněním tzv. Pro ověření funkčnosti jsme se pokusili provést výpočtové srovnání různých variant, přičemž jako základní byla zvolena poměrně typická instalace plynového nízkoteplotního turbo kotle v rodinném domku. Účinná výška odtahu spalin byla zvolena 4,50 metru, z toho 0,50 metru nad střešní krytinu. Kouřovod o rozvinuté délce 1,20 metru, z toho 0,20 metru svisle nad spotřebičem a následně jeden metr vodorovně pro napojení patním kolenem do komínového tělesa.
První výpočet byl proveden pro předpokládané stávající zapojení se standardním nízkoteplotním turbo kotlem o jmenovitém výkonu 25 kW, deklarovanou teplotou spalin 135 °C a hmotnostním průtokem spalin 12,9 g/s. Vzhledem k vybranému spotřebiči tedy suchý provoz, bez vzniku kondenzátu, v tlakové třídě P1 do 200 Pa. Dle ČSN EN 13 384 byla do výpočtu zadána teplota okolí na ústí 0 °C pro výpočet teplotní podmínky, respektive +30 °C pro výpočet tlakové podmínky. Nízkoteplotní turbo kotle byly navrhovány a měly být provozovány tak, aby vzhledem ke své výkonové charakteristice byly, pokud možno, provozovány na plný výkon. Nízkoteplotní turbo kotle byly používány už od konce minulého století, přičemž ověřovací výpočet se obvykle prováděl pouze pro plný výkon, kdy byla splněna podmínka suchého provozu bez vzniku kondenzátu.
Výpočet byl proveden pro nezměněné zapojení dle varianty 1, se standardním kondenzačním kotlem o jmenovitém výkonu 24 kW, v teplotním spádu 80/60 °C, deklarovanou teplotou spalin 87 °C a hmotnostním průtokem spalin 10,1 g/s. Vzhledem k nerezovému provedení odtahu spalin byl předpokládán mokrý provoz se vznikem kondenzátu, v tlakové třídě P1 do 200 Pa. Pro výpočet byly, opět v souladu s ČSN EN 13 384, zvoleny teploty −15 °C pro výpočet teplotní podmínky, respektive +30 °C pro výpočet tlakové podmínky. Kondenzační plynové kotle jsou navrhovány a měly by být provozovány tak, že mohou být, vzhledem ke své výkonové charakteristice, provozovány především na částečný výkon, kdy je možné zvýšení účinnosti využitím kondenzačního tepla spalin. Přesto lze výsledek kontrolního výpočtu možné považovat za v principu vyhovující, přestože teplotní podmínka při částečném výkonu nebyla splněna.
Bohužel, jak již bylo zmíněno, velmi častým řešením odtahu spalin od nízkoteplotních turbo kotlů byla ekonomicky mnohem výhodnější varianta s použitím hliníku. Hliníkové trubky splňovaly podmínku přetlaku, ale nesplňovaly podmínku odolnosti proti kondenzátu pro vlhký provoz. Výsledky jasně ukázaly, že tato varianta, tedy ponechání hliníková trubky, není akceptovatelná, protože teplotní podmínka výpočtově hrubě nevyšla ani při plném, ani při částečném zatížení. Uvedené závěry se týkají pouze materiálového složení spalinové cesty.
Specializovaní výrobci technických izolací tzv. „vyřezávači“ pro výrobce systémových komínů vyrábějí izolace komínových vložek z bloků Orstech Block. Může se jednat o vložky speciálních rozměrů daných výrobci těchto komínových tvárnic, izolačních pouzder nebo se vyrábí desky s vyfrézovanými drážkami pro přesnou a snadnou aplikaci do systémových komínů.
tags: #izolace #pro #odtah #spalin #od #plynovych