Riešenie prívodu spaľovacieho vzduchu pri inštalácii spaľovacích zariadení s uzavretým a otvoreným systémom už aj u nás do veľkej miery ovplyvňuje – výrobné a realizačné – možnosti výrobcov a dodávateľov zariadení pri čoraz vyšších technických požiadavkách v odbore.
Základné teoretické pojmy
Horenie je taká exotermická chemická reakcia, počas ktorej horľavý plyn reaguje so vzdušným kyslíkom. Tento proces vyžaduje súčasnú prítomnosť troch faktorov: horľavý materiál (drevo), prostredie vhodné pre horenie (kyslík vo vzduchu) a teplotu dostatočne vysokú pre to, aby mohlo dôjsť ku vznieteniu horľavého materiálu. Ak sa horenie začne bez zdroja, ktorý by inicioval vznietenie horľavej látky, iba pod vplyvom vysokej teploty okolia, hovoríme o samovznietení. Existujú dva hlavné typy horenia: dokonalé, pri ktorom je k dispozícii dostatočné množstvo kyslíka na oxidáciu všetkých prítomných zložiek, a nedokonalé, pri ktorom množstvo dostupného kyslíka nie je dostatočné na dokonalé horenie, čo často vedie k vzniku ďalších horľavých produktov spaľovania, ktoré sa dostávajú do ovzdušia prostredníctvom systému pre odvádzanie spalín, čím sa znižuje účinnosť horenia, a tým aj spaľovacieho zariadenia. V 99 % prípadov dochádza k nedokonalému horeniu, pričom dokonalé premiešanie častíc paliva a molekúl kyslíka vo vzduchu sa takmer nikdy nedosiahne – najmenej pri spaľovaní tuhých palív – takže horenie pri vykurovaní vždy prebieha s prebytkom vzduchu.
Horenie
Proces horenia akéhokoľvek paliva pozostáva z dvoch fáz – vznietenia a spálenia paliva. Objem vzduchu, ktorý je potrebný na spálenie daného množstva paliva možno určiť na základe spotreby kyslíka (100 objemových jednotiek vzduchu obsahuje 21 objemových jednotiek kyslíka). Teoreticky je na spálenie 1 kg dreva potrebných 0,88 m3 kyslíka, teda 4,2 m3 vzduchu.
Výpočet je veľmi jednoduchý: krbová vložka s teplovodným výmenníkom s výkonom 24 kW by spotrebovala pri spálení 10 kg dreva za hodinu 42 m3 vzduchu. Plyny uvoľňujúce sa z dreva sa však nikdy nepremiešajú dokonale so vzdušným kyslíkom, preto musíme privádzať viac kyslíka, ako je teoreticky potrebné na dokonalé horenie. Skúsenosti ukázali, že skutočná potreba vzduchu pri krbových vložkách s teplovodným výmenníkom je približne 1,8-násobok vypočítanej hodnoty, t. j. 76 m3/hod.
Norma STN EN15544
Norma STN EN15544, ktorá upravuje dimenzovanie pecí, udáva priemerný faktor prebytku vzduchu 2,95 a rýchlosť spaľovania 7,8 kg/h pre 10 kg dreva. Na základe celkovej spotreby vzduchu 124 m3 pri dĺžke horenia 1 hodina 17 minút teda vychádza 97 m3/hod.
Pri ohrievaní nadbytočného vzduchu plytváme energiou. Z toho je zrejmé, že nevýhodou je nielen príliš málo, ale aj príliš veľa vzduchu, čo má nepriaznivý dopad na účinnosť. roveň však musíme upozorniť na to, že súčiniteľ prebytku vzduchu sa líši takmer vo všetkých publikáciách. Jeho hodnota sa pohybuje od 1,5 do 3 v závislosti od fázy spaľovania, typu spaľovacieho zariadenia a parametrov prostredia.
Čerstvý vzduch, externý prívod vzduchu
Do krbovej alebo pecovej vložky sa vzduch môže privádzať dvoma spôsobmi. Doteraz sa používala metóda, pri ktorej sa využíval vzduch z obytného priestoru nasávaný cez dvierka spaľovacieho zariadenia. So zdokonaľovaním technológií a materiálov využívaných pri izolácii budov, ktoré stále viac a viac utesňujú okná a steny obydlí, začalo byť nevyhnutné využívanie externého prívodu vzduchu. Treba poznamenať, že už v druhej polovici 19. storočia existovala pec s prívodom čerstvého vzduchu z exteriéru. V tomto prípade sa vzduch potrebný na spaľovanie privádza do priestoru ohniska z externého zdroja prostredníctvom vzduchovodu. Ten sa môže používať na prívod primárneho aj sekundárneho spaľovacieho vzduchu. V niektorých spotrebičoch je prívod primárneho vzduchu riadený termostatom, ktorý meria teplotu odchádzajúcich spalín a podľa toho ovláda vzduchovú klapku.
Vonkajší vzduch
Vonkajší vzduch môže byť privádzaný buď priamym spôsobom do priestoru ohniska, alebo cez konvekčný priestor, kde sa zmieša so vzduchom z vnútornej miestnosti, ktorý nasáva spaľovacie zariadenie. Tento druhý spôsob dokáže nielen zabezpečiť vzduch potrebný na spaľovanie, ale zároveň môže dodávať kyslík aj nám a zariadeniam, ktoré v domácnosti spotrebúvajú vzduch, ak nemajú vlastný externý prívod vzduchu. Čerstvý vzduch prichádzajúci z exteriéru sa v konvekčnom priestore ohrieva a sterilizuje, a vzápätí sa dostáva do vzduchu v miestnosti, vďaka čomu ho osvieži a dezinfikuje. Človek spotrebuje 25 m3 čerstvého vzduchu za hodinu, pričom produkuje oxid uhličitý a vodnú paru. Ak nie je zabezpečená ventilácia, vysoká vlhkosť vedie k rastu plesní a nedostatok čerstvého vzduchu je sprevádzaný znížením hladiny kyslíka, čo môže spôsobiť ospalosť, bolesti hlavy, alergie a dokonca choroby. Tomuto faktoru, ktorý sa niekedy prehliada, sa oplatí venovať pozornosť, pretože môže mať významný vplyv na pohodu a niekedy aj zachrániť život.
Zdroj: Benedek Gyergyay, diplomovaný strojný inžinier – odborný časopis Cechu Maďarských Kachliarov a Krbárov, macsoi.hu
