Hoření ohně je chemická reakce – oxidace, tedy česky okysličování. Potřebuje dvě složky – palivo a kyslík. Při topení v krbu nebo krbových kamnech je palivem dřevo, a kyslík je získáván ze vzduchu, který obsahuje cca 21% kyslíku. Tento vzduch, který je přiváděn do spotřebiče, nazýváme spalovací vzduch.
Spálením 1 kg dřeva získáme cca 3 kWh tepla (při běžné reálné účinnosti spotřebiče 75%). Pro řádné spálení 1 kg dřeva v krbu či krbových kamnech je nutné do nich dodat optimálně cca 8,5-9 m3 spalovacího vzduchu. Takže na každý 1 kW topného výkonu krbu či kamen potřebujeme přivést cca 3 m3 vzduchu za hodinu. To je poměrně značný objem vzduchu, který musí být do krbu či kamen nasán. Při výkonu malého krbu či kamen (4 kW) se jedná o 12 m3 vzduchu za hodinu, pro velký krb či kamna (8 kW) pak o 24 m3. Pro představu – typický obývací pokoj o ploše 4x6 metrů má objem 60 m3 vzduchu – tedy jen cca dvojnásobný, než je spotřeba spalovacího vzduchu pro větší kamna či krb na jednu hodinu jejich provozu!
Mezi lidmi se nesprávně říká, že při hoření kamna či krb berou kyslík z místnosti. To je značně nepřesné vyjádření – ve vzduchu je totiž stále 21% kyslíku, kamna či krb žádný kyslík ze vzduchu oddělit neumí! Kamna či krb ovšem při provozu nasávají skutečně velké objemy vzduchu a ve formě spalin jej následně odvádějí komínem mimo budovu. Tento velký objem vzduchu odvedený skrz spotřebič komínem ven je třeba nějak do interiéru doplnit. Jinak dojde k postupnému poklesu tlaku v budově a hoření se bude zpomalovat. Jakmile vzniklý podtlak bude stejný, jako je komínový tah, proudění spalin komínem ustane zcela a oheň přestane hořet. Určitě není komfortním řešením nutnost pootevřeného okna, pokud chceme topit v krbu či kamnech…
Dříve to bylo s přívodem spalovacího vzduchu k tepelnému spotřebiči jednoduché. Budovy totiž nebyly příliš těsné. Mezery - netěsnosti (nejen) v oknech a dveřích byly takové, že nebránily proudění ani velkých objemů vzduchu zvenčí do budovy při minimální tlakové ztrátě. To umožňovalo bezproblémový provoz krbů a kamen, které si braly spalovací vzduch přímo z interiéru, k jeho nasávání docházelo například regulačními klapkami přímo na popelníkových dvířcích. Negativem těchto netěsných budov ovšem byly velké energetické ztráty neřízenou infiltrací vzduchu do budovy a z toho plynoucí vysoké náklady na vytápění i snížený komfort při bydlení, a to jak kvůli průvanu, tak nemožnosti danou budovu pořádně vytopit.
Jedním z důležitých kroků k snížení energetické náročnosti budov na jejich vytápění je zamezit neřízené infiltraci vzduchu do budovy – tedy zlepšení těsnosti oken a dveří. Vývoj šel od archaických utěsnění pomocí kovotěsu a různých pěnových těsnících pásek k stále přesnějším okenním profilům se stále větším počtem těsnících lišt. Dnešní okna a dveře jsou již prakticky vzduchotěsná a to nejen bezprostředně po dodání, ale po dlouhá léta jejich užívání. Spárová průvzdušnost dnešních oken je 10-20x menší, než u starých netěsných oken! Pro tepelné úspory je to rozhodně ideální, ale pro provoz kamen či krbu s nasáváním spalovacího vzduchu z interiéru velký problém, protože neumožní dostatečný přívod vzduchu pro provoz kamen či krbu. Situace se ještě zhorší při provozu zařízení, která odvětrávají další vzduch z interiéru, tedy při zapnutí kuchyňské digestoře, řízeného větrání či odtahového ventilátoru z koupelny či toalety. I vzduch odváděný těmito ventilátory je totiž potřeba do budovy někudy doplnit – a v těsné budově je často jediným „otvorem“ právě komín. Může pak dojít k velmi nebezpečné situaci, kdy místo odvodu spalin komínem dojde k nasávání vzduchu komínem a proudění spalin z kamen či krbu do místnosti. Tok spalin kamny či krbem se vlastně úplně otočí. V lepším případě je z obýváku udírna, v horším případě dojde k udušení obyvatel spalinami.
Aby byl tedy vůbec možný bezproblémový a bezpečný provoz kamen a krbů v moderních utěsněných budovách, navíc vybavených vzduchotechnickými zařízením typu kuchyňské digestoře atd., je nutné nejen zajistit odvod spalin ven z budovy pomocí komína, ale i dostatečný přívod spalovacího vzduchu zvenčí přímo do tepelného spotřebiče, pomocí vzduchotechnického potrubí. To znamená, že kamna nebo krbová vložka nevyužívají již ke spalování vzduch z interiéru, ale přímo venkovní vzduch. Výrobci proto osazují kamna a krbové vložky nejen horním výstupním hrdlem na odvod spalin ze spotřebiče do komína, tedy spalinovým hrdlem, ale i druhým, přívodním hrdlem na spodku spotřebiče pro přívod spalovacího vzduchu. Toto hrdlo se pak propojí vzduchotechnickým kanálem s venkovním prostředím. Při výběru nových kamen nebo krbové vložky do nového či rekonstruovaného interiéru je proto nutné vybrat provedení s nezávislým přívodem spalovacího vzduchu, někdy označované i jako externí přívod spalovacího vzduchu, centrální přívod spalovacího vzduchu či CPV. Rozhodně nekupujte spotřebič bez CPV! A je nutné provést napojení od hrdla na spotřebiči až ven pomocí vhodného vzduchotechnického potrubí. Pokud dojde k rekonstrukci budovy, tedy k výměně oken za nová s dobrou těsností, je nutné alespoň provést tzv. tlakové vyrovnání. To znamená, že je potřeba zajistit otvor, kterým bude pro provoz stávajícího spotřebiče doplňován do budovy spalovací vzduch. Aby jste předešli nepříjemnému průvanu, je ideální provést přívod úplně stejným způsobem, jako CPV, tedy pomocí vzduchotechnického potrubí a vyústění přívodu umístit co nejblíže ke stávajícímu spotřebiči, i když nedojde k přímému propojení na spotřebič. Ideální je provést vyústění přímo za nebo pod stávající kamna či krb. Po případné výměně spotřebiče za nový pak už jen stačí propojit hrdlo na novém spotřebiči s CPV s připraveným přívodem.
Vzduchotechnické potrubí pro přívod spalovacího vzduchu musí zajistit dostatečný průtok při minimální tlakové ztrátě. Každá tlaková ztráta na přívodu spalovacího vzduchu totiž musí být vykompenzována zvýšeným komínovým tahem. Tlaková ztráta by neměla přesáhnout 4 Pa. Přívod spalovacího vzduchu musí mít proto dostatečný průřez a co nejmenší délku a co nejmenší změny směru. Plocha průřezu přívodu spalovacího vzduchu by měla být cca 2/3 plochy průřezu komínového průduchu. Plocha přívodu vzduchu může být menší než plocha odvodu spalin, protože přiváděný spalovací vzduch je chladný a tedy i hustý, na rozdíl od spalin, které jsou horké a řidší – je jich tedy objemově více. Pro menší kamna a krby postačí většinou průměr kruhového potrubí 125 mm, pro větší spotřebiče pak 150 mm. Pro přívod spalovacího vzduchu k velkému otevřenému krbu bude ovšem potřeba průměr potrubí i 200 až 250 mm. V žádném případě ovšem nepoužívejte pro přívod spalovacího vzduchu potrubí o průměru menším než 125 mm. Použití potrubí o průměru např. 100 mm je NEDOSTATEČNÉ! Nedejte, prosím, na rady „odborníků“, jak se často setkáváme v reálu na stavbách. Nemáte-li ještě jasno ve výběru kamen či krbu, zvolte průměr 150 mm – nic tím nezkazíte.
Někdy se také řeší v internetových diskusích otázka, jestli přímý přísun studeného venkovního vzduchu nesnižuje energetickou účinnost kamen či krbové vložky, případně zda studený vzduch nezhoršuje spalování a že je tedy použití CPV nevýhodné a škodlivé a lepší je brát spalovací vzduch z místnosti. A někdy ty diskuse bývají plamenné…. a nepřesné. Takže jak to je? Z hlediska energetické účinnosti je to úplně jedno – vždy je nakonec nutné nahradit objem vzduchu odvedený komínem ze spotřebiče odpovídajícím objemem vzduchu přivedeným z vnějšího prostředí. Z hlediska energetických ztrát je totiž úplně jedno, jestli tento vzduch nejprve projde do místnosti, kde se částečně předehřeje a pak až jde do spotřebiče, nebo jde do spotřebiče přímo. Matematika je stále stejná – na vstupu je venkovní vzduch o teplotě např. –10 st. C a na výstupu spaliny o teplotě např. 240 st. C. A ovlivnění průběhu spalování teplotou přiváděného vzduchu? Teplota v hořícím plameni při spalování dřeva je kolem 1.100 st. C. Takže jestli má přiváděný spalovací vzduch teplotu -10 či +20 st. C je rozdíl menší než 3% spalovací teploty, což opravdu nebude mít pozorovatelný vliv na průběh hoření.
V druhé části uvedeme jak přívod spalovacího vzduchu realizovat.
vloženo: 30.8.2020, aktualizováno 30.8.2020