Kluczem do zapewnienia trwałej bezawaryjnej pracy komina jest pieczołowite wzajemne dopasowanie wszystkich elementów urządzenia grzewczego. Przy tym założeniu odprowadzenie ponad dach spalin, powstałych ze spalania paliw stałych, gazowych i olejowych może nastąpić przy pomocy prostych praw fizyki.

I . Siła wyporu komina

Podstawę funkcjonowania komina tworzy proste prawo termodynamiki: ciepłe powietrze unosi się do góry. Balony 
z ciepłym powietrzem są najlepszym przykładem zastosowania tej zasady. 

Siła wyporu powstaje na skutek różnicy temperatur. Przez doprowadzenie ciepła ze spalania, spaliny mają wyższą temperaturę niż powietrze na zewnątrz obiektu. Te ciepłe spaliny posiadają mniejszy ciężar właściwy niż otaczające powietrze.

W kominie i we wznoszących częściach czopucha powstaje siła wyporu, która powoduje unoszenie spalin. Jednocześnie siła ta wytwarza podciśnienie w kominie, czopuchu, przeważnie również w kotle 
i w pomieszczeniu, w którym jest ustawiony kocioł, umożliwiając w ten sposób unoszenie spalin.

Rys. 1. Siła wyporu komina

II. Różne konstrukcje kotła i ich konsekwencje.

Po oddaniu ciepła przez urządzenie grzewcze spaliny są odprowadzane w wiązce powietrza poprzez czopuch 
i komin do atmosfery. Komin musi być dokładnie dopasowany do charakterystyki konstrukcji kotła. Na układ ciśnień w komorze spalania mają wpływ zarówno ciąg komina jak i konstrukcja kotła oraz miejsce zainstalowania palnika. Należy przy tym rozróżnić następujące rodzaje kotłów:

. Kotły o ciągu naturalnym.

Urządzenia grzewcze, które pracują z podciśnieniem jako kotły o ciągu naturalnym, nie muszą być całkowicie szczelne. Przy nieszczelności może dostać się powietrze z otoczenia do kotła, ale spaliny nie mogą się wydostać. Kotły te są dzisiaj również budowane jako bardzo szczelne, ponieważ ich nieszczelności zwiększają straty ciepła 
w czasie przerwy pracy i pogarszają jego sprawność.

. Kotły gazowe i olejowe z palnikami nadmuchowymi.

Przy tego typu konstrukcji kotła spalanie gazu lub oleju odbywa się przy podciśnieniu w komorze spalania kotła. Opory przepływu spalin, stawiane przez kocioł i czopuch, muszą być pokonane przez podciśnienie komina.

. Kotły gazowe specjalne z palnikiem bez dmuchawy 
(z palnikiem atmosferycznym).

W kotłach takiej konstrukcji jest wbudowane zabezpieczenie przepływu strumienia (najczęściej na wylocie spalin z kotła). Zadaniem tego zabezpieczenia jest niedopuścić do negatywnych zachwiań ciągu komina, spowodowanych zmianą warunków atmosferycznych. 

Opory przepływu stawiane przez to zabezpieczenie i przez czopuch zostają pokonane przez komin.


. Kotły z zapotrzebowaniem na ciąg na paliwa stałe:

W tych kotłach spalanie paliw stałych, takich jak węgiel, koks czy drewno, odbywa się przy podciśnieniu w komorze spalania. Opory przepływu spalin kotła i czopucha zostają również pokonane przez podciśnienie komina.

. Otwarte kominki (ciąg naturalny)

Kominki otwarte powinny być budowane bezpośrednio przy kominie, z uwagi na niską temperaturę spalin (przez duży otwór paleniska wpływa z pomieszczenia duża masa powietrza) i spowodowaną tym małą siłą wyporu. Czopuch musi być wprowadzony do komina unosząco pod kątem 450.
. Kotły nadciśnieniowe

Kotły nadciśnieniowe muszą być całkowicie szczelne 
w stosunku do pomieszczenia, w którym są zamontowane, aby spaliny nie wydostały się na zewnątrz.

W kotłach gazowych i olejowych z palnikami nadmuchowymi bez zapotrzebowania na ciąg spalanie gazu i oleju odbywa się przy nadciśnieniu w komorze spalania. Przepływ spalin przez kocioł jest wywołany przez dmuchawę palnika. Opory przepływu czopucha zostają pokonane przez podciśnienie komina.

. Kotły kondensacyjne
Kotły kondensacyjne tworzą odrębną grupę urządzeń, 
w których wykorzystanie energii cieplnej ze spalin jest tak wysokie, że powoduje spadek siły wyporu do wartości, które uniemożliwiają ich naturalne odprowadzenie przez komin do atmosfery. Dlatego kotły te są wyposażone 
w wentylator, którego zadaniem jest pokonanie oporów przepływu czopucha i komina oraz odtransportowanie spalin.

III. Warunki przepływu spalin w kominie

Ciepłe lekkie spaliny mają zgodnie z zasadą Archimedesa siłę wyporu i przemieszczają się z prędkością, która jest zależna od różnych faktorów:

. Różnica temperatur między "słupem" spalin 
i odpowiadającym mu "słupem" powietrza zewnętrznego.

Temperatura spalin na wlocie do komina musi wynosić minimum 400. Ten warunek wynika z faktu, że w kominie nie może wystąpić nadciśnienie. Aby to zapewnić temperatura spalin musi być wyższa od najwyższej temperatury otoczenia, w którym pracuje kocioł, by mogła powstać siła wyporu i tym samym wytworzyć się podciśnienie. 

. Wysokość "słupa" powietrza (komina)

Schłodzenie spalin nie może doprowadzić do zakłócenia siły wyporu (podciśnienia) w kominie. Z tego powodu efektywna wysokość komina, w którym dojdzie do kondensacji, czyli w zakresie temperatur spalin na wlocie ok. 40 - 1000 C, nie może być większa niż 25 m.

. Dopływ świeżego powietrza do urządzenia grzewczego


Straty ciśnienia (przepływu i tarcia w kotle i kominie)

Duży wpływ na siłę wyporu mają mechanika przepływu 
i straty ciepła.

Od strony mechaniki przepływu (przy założeniu takiego samego przekroju) kanał okrągły wykazuje najmniejsze opory.

Podstawową zasadą jest też, że im bardziej są kominy ocieplone, tym mniejsze jest ich ochłodzenie.

Komin okrągły ma najmniejszą powierzchnię wewnętrzną 
i tym samym spaliny mogą oddać ściankom komin małą ilość ciepła. W konsekwencji spadek temperatury jest niewielki.

Siła wyporu w kominie należy zatem do tajemnic, na które mają wpływ z pozoru mało znaczące faktory, przy których jednak tym ważniejsze jest dobrze przemyślane rozwiązanie. 

P. Benoit, L. Wantke 
Schiedel - Opole