Kondenzace v komínovém potrubí – příčiny a řešení problému

Moderní komín musí zajistit spolehlivý odvod složek paliva škodlivých lidskému zdraví, které jsou následně rozptýleny do atmosféry. Odvod plynů z kamen nebo krbu však může být doprovázen tvorbou kondenzátu na vnitřním povrchu komína

U nás i v zahraničí existují různé přístupy k problému tvorby kondenzátu v komíně. Evropské normy rozlišují potrubí pro odvod spalin citlivé na vlhkost a na vlhkost necitlivé. Teplota těchto plynů v ústí konstrukcí prvního typu by neměla být pod rosným bodem a pro ty, které nejsou citlivé na vlhkost – ne nižší než 0 °C. Vzhledem k tomu, že průměr potrubí se obvykle volí pro stávající topné zařízení, je třeba rozlišovat tři rozsahy hodnot tohoto průměru ve vztahu k tahu (tlaku) spalin: optimální, podhodnocené a nadhodnocené.

Optimální hodnoty průměru. Vztah mezi tahem a teplotou spalin je bezvadný, takže teplota ani v nejvyšším bodě potrubí (ústí) by neměla klesnout pod rosný bod u zděných, ocelových a železobetonových trubek nebo pod 0°C u keramických.

Podhodnocené hodnoty průměru. Poddimenzovaný průměr průřezu může vést k přetlaku spalin uvnitř potrubí a nebezpečí jejich vstupu do vytápěného obytného prostoru.

Přehnané hodnoty průměru. Tah je ve většině případů dostatečný, ale problém nastává s příliš rychlým ochlazením spalin a kondenzací vodní páry v nich obsažené.

Jak dochází ke kondenzaci?

Důvodem tvorby kondenzátu v komíně je nesprávná volba poměru průměru potrubí a tahu spalin, které se na výstupu ochlazují. A tah zase závisí na typu topného zařízení (kotel, krb, kachlová kamna, krbová kamna atd.), druhu paliva, délce komína a řadě dalších faktorů. Když se topné zařízení ochladí, tato vlhkost buď odteče do topeniště, nebo, co je mnohem horší, začne proces ničení stěn potrubí, protože má často kyselé složení.

V potrubí se zmenšeným průměrem průřezu jsou vytvořeny podmínky pro aktivní usazování sazí na vnitřním povrchu potrubí, což může vést k jeho požáru. V tomto případě teplota stoupne na 1000 ° C, v důsledku čehož je cihlový komín zničen vlivem tepla.

Naopak trubky s předimenzovaným průměrem se vyznačují příliš rychlým ochlazováním spalin a jejich teplota může dosáhnout rosného bodu i v komíně, což vede ke vzniku kondenzace jak ve spojovacích prvcích, tak v potrubí. A je dobře známo, že kyselina a vlhkost obsažená ve spalinách korodují nejen řezné švy, ale i samotný materiál cihlového nebo ocelového komína.

Moderní topná zařízení na kapalná nebo pevná paliva produkují většinou spaliny s nízkou teplotou a zvýšené teploty rosného bodu jsou v tomto případě vysvětlovány obsahem vodíku v palivu a nízkým poměrem přebytku vzduchu. Za takových podmínek je riziko kondenzace při chlazení spalin zvláště vysoké. Proto musí být stěny, švy a spoje komínů jakéhokoli designu pečlivě utěsněny (ne nižší než třída II podle SNiP 2.04.05) a nedovolit, aby kouř a plameny procházely za potrubí.

Ať je komín vyroben z jakéhokoli materiálu, je vystaven agresivním účinkům kondenzátu, který se shromažďuje na stěnách kouřových kanálů a mísí se se zplodinami spalování a vytváří kapalinu s kyselými vlastnostmi. Jedinou výjimkou jsou keramické komíny, které jsou necitlivé na vlhkost a kyseliny. Hladký, kulatý vnitřní povrch keramické trubky, kvalitní izolace a správný výběr průměrů zaručují bezpečný odvod plynů střechou. V tomto případě není nutné udržovat jejich teplotu v ústí komína nad teplotou rosného bodu, aby se zabránilo pronikání vlhkosti stěnami potrubí. Veškerá vlhkost ve formě kondenzace a srážek se shromažďuje ve spodní části komínového systému a je odváděna sifonem do kanalizace objektu. Tato konstrukce je nejen odolnější ve srovnání s cihlou nebo železobetonem, ale také pohodlnější při instalaci – práce na její instalaci trvá mnohem méně času.

Aby se zabránilo destruktivnímu působení vlhkosti na stavební konstrukce potrubí, musí být kondenzát odváděn, proto při instalaci komína je třeba zajistit odvod kondenzátu

Jak snížit tvorbu kondenzátu?

1. Při instalaci komína by měla být trubka izolována v místě, kde prochází nevytápěnou místností a nad střechou. Trubka bude po zahřátí ochlazovat pomaleji a tím se bude méně tvořit kondenzace.

2. Komín by měl být pravidelně čištěn. Postupem času se při dlouhodobém provozu v potrubí hromadí velké množství sazí, „koksují“ a průměr výstupu potrubí se výrazně zužuje a tah se snižuje. To narušuje optimální odvod plynů a správné spalování paliva. Při dobrém tahu se vodní pára z potrubí jednoduše odstraní.

3. Pokud je v komíně nedostatečný tah, lze na hlavu trubky nainstalovat deflektor, což zvýší a stabilizuje trakci.

4. K roztápění kamen a krbů i kotlů na tuhá paliva by se mělo používat suché palivo.

Kondenzace v krbovém komíně je agresivní roztok směsi oxidů a vlhkosti, která se sráží při ochlazování (kondenzaci) spalin ze spalovaného dřeva na vnitřním povrchu kouřovodu.

Kondenzace na vnějším povrchu komína je kondenzace vzduchu v důsledku velkého rozdílu teplot. Během chladného období se může na komíně tvořit kondenzace, a to jak na ulici, tak v úseku komína procházejícího podkrovím. Kondenzace může zamrznout, a když rozmrzne, voda protéká potrubím, což vede k promáčení okolních konstrukcí. Ke stejnému efektu dochází při dešti, kdy mezi střechou a komínem není žádné těsnění.

Hlavními plynnými látkami ze spalování dřeva v krbové vložce jsou oxid uhličitý a vodní pára. Při spalování se také odpařuje přirozená vlhkost z palivového dřeva a je odváděna spolu se spalinami komínem. Když je teplota na vnitřním povrchu komína pod teplotou rosného bodu plynů, vodní pára se ochlazuje a usazuje se na stěnách komína ve formě drobných kapiček a tvoří kondenzaci.

Příčiny kondenzace v komíně:

— nízká teplota výfukových plynů,

– studený komín (jak při topení, tak při chlazení),

– velký rozdíl teplot v komíně a venku,

– mokré nebo vlhké palivové dřevo,

— nedokonalé spalování paliva (velmi silný tah nebo nedostatek vzduchu při spalování, slabý tah),

– zúžení komína (ucpání, usazeniny sazí),

— neoptimální provedení komína (rozpor mezi výkonem topeniště a komínem, výškou a průřezem kouřovodu, konstrukčními ohyby, tepelnou kapacitou a materiálem stěn komína).

V důsledku interakce kapiček vodní páry s oxidy síry a dusíku (usazené saze) vzniká kyselý kondenzát. Kondenzace spolu se sazemi vede ke zničení kouřového kanálu a zhoršuje provoz kamen nebo krbu.

Komín

Kondenzace a saze ničí stěny komína. Výměna starého komína za nový může vést k částečné přestavbě domu. Je lepší si předem promyslet, jaký komín se bude hodit ke konstrukci krbu nebo kamen. Moderní komín je složitá konstrukce s výhodami a nevýhodami:

Cihlový komín. Zděný komín je schopen akumulovat teplo, dobře podporuje tah a zabraňuje sestupu studeného vzduchu ještě dlouho poté, co krb přestal hořet. Kondenzace se tvoří během dlouhé doby ohřevu potrubí nebo při velmi nízkých teplotách vzduchu. Vysoce náchylné k destrukci (zdící malta) směsí kondenzátu a sazí nebo při mrazu a tání v zimě. Dobrý výkon – při vložkování (nerezový kouřový kanál je vložen do zděného komína).

Komín vyrobený z nerezové oceli. Může být pouze jednostěnný z oceli nebo zateplený nehořlavým čedičovým vláknem s vnějším pláštěm. Ocel se rychle zahřívá, poskytuje odolnost proti kyselinám a izolace chrání komín před rychlým ochlazením, což umožňuje omezit tvorbu kondenzátu na minimum. V zimě se díky velkému teplotnímu rozdílu může na vnější části komína objevit námraza.

Keramický komín. Keramické trubky jsou extrémně odolné a nebojí se agresivních účinků kondenzace a sazí. Rychle se zahřívají a vydávají teplo po dlouhou dobu. Odolný i proti požáru sazí. Jsou drahé a vyžadují odbornou montáž.

Komínová hlavice. Čepice, komínová korouhvička, deštník nebo deflektor chrání a chrání ústí komína a jeho stěny nejen před navlhnutím při dešti a sněhu, ale také snižuje vliv větru na tah. Odsavače kouře, kouřové ventilátory, korouhvičky a turboventilátory jsou navrženy tak, aby zvýšily tah, ale ucpáním komína vedou k hojné kondenzaci. Kuřáky a deštníky jako ucpaný komín s bočním výstupem spalin chrání před přímým deštěm a sněhem, ale přispívají ke vzniku kondenzace a zhoršení tahu. Stavební předpisy nedoporučují instalovat deštníky a komínové uzávěry.

Vnitřní povrch trubky. Drsnost v komíně přispívá k usazování sazí a snižuje tah. Čím hladší je povrch stěn komína, tím lepší je tah komína.

Odpovídá výšce a průřezu kanálu. Pokud je komín velmi vysoký nebo je průřez komínového kanálu vyšší než optimální, pak je značná část teploty spalin vynaložena na ohřev velké plochy (tvorí se kondenzace, slábne tah).

Těsnost kouřového kanálu. Studený vzduch proniká trhlinami netěsného kanálu a přispívá k ochlazování spalin, tvorbě kondenzátu a sazí a další destrukci kouřového kanálu.

Sběr kondenzátu. Při kontaktu se studenými stěnami komína se na nich po kapkách usazuje vlhkost a stéká dolů ve formě pryskyřičné kapaliny se specifickým zápachem. Konstrukce komína s nádobou na sběr kondenzátu a kontrolou umožňuje sběr a odvod kouřového kondenzátu a zajišťuje snadné čištění potrubí.

Průvan a kondenzace

Kondenzace zhoršuje tah v krbu. Čím vyšší je teplota spalin a ohřívané stěny komína, tím lepší je tah a menší pravděpodobnost tvorby kondenzátu.

Pokud krb pracuje v režimu nízkého tahu, pak mají výfukové plyny čas výrazně vychladnout se všemi z toho plynoucími důsledky. Pro kamna s vysokou účinností (komín složité konfigurace je součástí konstrukce kamen) jsou proto typické problémy s kondenzací. Někdy, abyste snížili tvorbu kondenzátu a zlepšili tah, můžete mírně změnit konstrukci komína zvýšením tloušťky tepelné izolace na posledních několika metrech potrubí.

Palivo

Když se spaluje suché tvrdé dřevo a je dostatek vzduchu pro podporu spalování a tahu, výfukové plyny budou mít vysokou teplotu. Při nedostatečném přívodu vzduchu dřevo zcela nehoří, zvyšuje se množství vodní páry ve spalinách, klesá teplota, tvoří se kondenzace na stěnách komína.

Nejlepším palivem do krbu je suché dřevo bez pryskyřice. Relativně vysoká teplota spalin z úplného spalování dřeva zajišťuje dobrý ohřev kouřového kanálu. Na teplém vnitřním povrchu stěn komína je méně pravděpodobný výskyt případů kondenzace a ztráty vodní páry.

Aby nedocházelo k nadměrné tvorbě kondenzátu, je dobré jako palivo do krbu či kamen používat suché naštípané dřevo s nejnižším obsahem pryskyřice.

Teplota spalin a kondenzát

Aby vodní pára ze spalin nekondenzovala na stěnách komína, je třeba zvýšit teplotu spalin. optimální provozní podmínky pro krbový komín jsou, když teplota spalin na vstupu do komína je vyšší než 150 °C a na výstupu z komína do atmosféry – ne nižší než 100 °C.

Teplota komína a kondenzát

Venkovní teplota vzduchu ovlivňuje kondenzaci vodní páry obsažené ve spalinách. V zimním období, pokud není komín zateplen, dochází k velkému prochladnutí stěn komína a ke zvýšení kondenzace vodní páry na vnitřních plochách stěn komína. Vlhkost se absorbuje do stěn komína a vlivem mrazu zamrzne a ničí zdivo.

Když je teplota na vnitřním povrchu komína pod teplotou rosného bodu plynu (60-80°C), vodní pára se ochlazuje a kapky kondenzátu se usazují na stěnách komína. Kondenzační práh v ocelovém komíně je překonán za pár minut, ve zděném za půl hodiny (dlouho se zahřívá). Při chlazení je tomu naopak: kovový komín se rychleji ochlazuje a je větší pravděpodobnost tvorby kondenzátu.

Na ochlazených stěnách komína kondenzuje vodní pára ze spalin. Kapky vody se mísí s ostatními usazenými složkami spalin a stékají komínem a postupně ničí kouřový kanál.

Poškození komína je způsobeno agresivním roztokem směsi kondenzátu (kapky vodní páry) a oxidů síry (usazeniny sazí), vedoucí k tvorbě kyseliny na vnitřních stěnách komína a „korozi“ kovu popř. materiál kouřového kanálu. V případě plynového ohřevu nevzniká kyselá směs (kondenzát pouze z vodní páry). Kondenzace kyselin je problém topení v kamnech.

Směs kondenzátu a sazí velmi rychle zničí zděný komín (zdivo). Selhává horní část komína, která je nejvíce náchylná ke kondenzaci a častěji zamrzá a rozmrzá. Destrukce komína a tmavé šmouhy na zdivu (provázené nepříjemným zápachem) jsou na horních metrech zděných komínů vzhledem k našemu klimatu a nezodpovědné výstavbě velmi častým jevem.

Kovové trubky vyrobené z obyčejné oceli „vyhoří“ působením kyselého roztoku a způsoby, jak je chránit před korozí zvenčí, jsou neúčinné. Nerezová ocel je odolnější vůči účinkům sazí a kondenzace. Cihlový komín špatně odolává agresivní maltě, a tak se často uchýlí k „obložení“ starého kouřovodu novou nerezovou trubkou.

Boj proti škodlivé kondenzaci

Zcela zbavit se kondenzátu v komíně lze pouze snížit jeho množství na minimum. Vliv kondenzace na komín a kondenzaci výfukových plynů v kouřovodu můžete snížit uplatněním následujících doporučení:

– zvýšení teploty spalin (suché palivo a optimální provozní režim krbu),

– komín musí být tepelně náročný (rychle nahřát a dlouho vychladnout),

– izolace komína – pro snížení teplotního rozdílu mezi vnějškem a uvnitř komína (někdy je vhodné izolovat horních pár metrů komína),

— kyselinovzdorný komínový kanál (odolný vůči směsi kondenzátu a sazí),

— komín musí mít nádobu na zachycování kondenzátu, kontrolní a čisticí zařízení.

Správná konstrukce krbu (přizpůsobení komína krbu), dobrý tah (normální výměna vzduchu), suché palivové dřevo bez pryskyřic, optimální provozní režim s včasným čištěním povedou ke snížení kondenzace v komíně a umožní vám užívat si bezpečný oheň v krbu.