STABILIZACJA CIĄGU KOMINOWEGO
O kominach napisano już wiele, ale czy wszystko? Z pewnością nie. Świat idzie naprzód, stwarza nowe potrzeby, stymuluje do tworzenia nowych rozwiązań i technologii. Obecne kominy, to już nie tylko murowane z cegły przewody górujące nad budynkami, ale całe systemy odprowadzania związków chemicznych niejednokrotnie tak agresywnych, że zwykły, murowany komin może stworzyć zagrożenie dla użytkownika. Współczesne technologie pozwalają na wykonanie przewodów począwszy od cegły poprzez różnego rodzaju kształtki kamionkowe lub szamotowe, na stali szlachetnej, tworzywach sztucznych czy szkle skończywszy. Ta różnorodność jest spowodowana wymogiem odporności na pewne związki chemiczne, ich formę i temperaturę.
Wybór materiału to dopiero połowa sukcesu. Należy także określić czy system będzie pracował w podciśnieniu czy w nadciśnieniu, co związane jest ze szczelnością instalacji. Na koniec pozostaje dobór optymalnej średnicy dla danego układu uwzględniający wiele czynników takich jak: położenie geograficzne inwestycji, wydajność, opory jednostkowe itp.
Niestety, nawet najdokładniejszy dobór odpowiedniej instalacji nie zapewni w 100% prawidłowej pracy układu. Istnieje wiele zmiennych czynników, których nie sposób przewidzieć w obliczeniach. Najczęściej są to: wiatr, jego kierunek i prędkość, ciśnienie atmosferyczne, temperatura, przerywana praca urządzeń. Wszystkie te czynniki wprowadzają zakłócenia do układu powodując nie tylko duże straty, ale nawet uszkodzenie urządzeń. W praktyce najczęściej mówi się "trudno" i liczy na to, że fachowo dobrana instalacja zniesie wszystkie kaprysy aury i specyficzną pracę urządzeń.
Biorąc pod uwagę nasze bezpieczeństwo, oraz na przykładzie ogrzewania, koszty paliwa, tradycyjną już instalację odprowadzania spalin możemy przyrównać do loterii czy gry na giełdzie. Jednakże na giełdzie mamy szansę wygrać, a "niepełna" instalacja odprowadzająca zawsze zwiększy nasze wydatki na ogrzewanie. Pisząc "niepełna" mam na myśli tradycyjną instalację odprowadzającą, składającą się z komina i przewodu przyłącznego, tzw. czopucha, bez żadnych
urządzeń dodatkowych. A przecież właśnie te urządzenia właściwie zastosowane pozwolą nam wreszcie spać spokojnie.
Urządzenia pomocnicze to cała gama urządzeń dopływu powietrza (UDP) tzw. regulatorów ciągu, klap spalinowych czy pokryw kominowych stabilizujących ciąg, pozwalających w bardzo szerokim zakresie zniwelować niekorzystny wpływ warunków atmosferycznych i przerywanej pracy urządzeń.
Średnicę przewodów odprowadzających spaliny w podciśnieniu oblicza się przy założeniu niekorzystnych warunków na zewnątrz np. temperatury 150C. Wynik obliczeń powinien zapewniać podciśnienie w kominie od 1 do 15 Pa. W mroźne, zimowe dni różnica temperatury na zewnątrz i wewnątrz budynku powoduje wzrost ciągu termicznego niejednokrotnie do kilkudziesięciu Pascali. Tak duże podciśnienie w kominie powoduje obniżenie sprawności urządzenia grzewczego, gdyż duża część wyprodukowanego ciepła jest wysysana przez komin na zewnątrz i bezpowrotnie tracona. Zastosowanie UDP firmy Kutzner + Weber (firma Kutzner + Weber od 1998 roku jest częścią firmy Raab) w prosty i skuteczny sposób ogranicza ciąg do optymalnej wartości np. 10 Pa i utrzymuje go na stałym poziomie niezależnie od warunków atmosferycznych. Stała, optymalna wartość ciągu kominowego pozwala na uzyskanie maksymalnej sprawności urządzenia grzewczego, a to prowadzi do zmniejsze

nia kosztów ogrzewania. Oszczędności wynikające ze stosowania UDP najlepiej obrazuje wykres nr 1.
UDP są to urządzenia doprowadzające dodatkowe powietrze do komina, działające na zasadzie wykorzystania różnicy ciśnień pomiędzy pomieszczeniem kotłowni a kominem (rys.1).

Bogata oferta firmy Kutzner + Weber rozróżnia trzy grupy UDP:
• samoczynne (rys.2),
wykorzystujące różnicę ciśnień, pozwalające na utrzymanie zadanego podciśnienia w kominie w zakresie od 10 do 60 Pa. Urządzenie to działa samoczynnie niezależnie od tego, czy kocioł pracuje, czy nie. W czasie pracy kotła reguluje podciśnienie, w czasie przerw w pracy wentyluje przewód osuszając go i pozwala na zachowanie ciągu w kominie. Utrzymanie ciągu w okresach spoczynkowych znacznie ułatwia ponowny rozruch kotła, gdyż spaliny nie muszą pokonywać oporów związanych z ponownym wytworzeniem ciągu. Zachowanie ciągu ma szczególne znaczenie dla kotłów z palnikami nadmuchowymi, gdzie istnieje niebezpieczeństwo tzw. wybuchowego odpalenia palnika. W takich wypadkach należy za- stosować UDP Kutzner+Weber z oznaczeniem ZUK. Urządzenia te wyposażone są dodatkowo w klapę nadciśnienia, która niweluje ewentualne nadciśnienie w czopuchu, bez konieczności stosowania dodatkowej klapy przeciwwybuchowej.
• sterowane (rys.3)
, w których tarcza regulująca napędzana jest silnikiem elektrycznym sterowanym automatyką kotła. UDP sterowane posiadają dwa stany pracy: otwarty i zamknięty, i w zasadzie służą tylko do przewietrzania komina i utrzymania ciągu w okresach przerw w pracy.
• kombinowane (rys. 4)
, łączące w sobie zalety UDP sterowanych i samoczynnych. W czasie pracy urządzenia grzewczego UDP kombinowane działa samoczynnie, natomiast w czasie przerw w pracy tarcza regulująca jest maksymalnie otwarta wentylując komin i zachowując ciąg. Urządzenia te mają jeszcze jedną zaletę. Nie zawsze podciśnienie w kominie jest większe od 10Pa czyli najmniejszej nastawy UDP. W takich wypadkach zastosowanie samoczynnego UDP w okresach postojowych kotła nie przyniesie spodziewanych rezultatów. Natomiast zastosowanie UDP kombinowanego pozwoli na wentylowanie komina i utrzymanie ciągu niezależnie od panujących warunków.
Wszystkie UDP Kutzner + Weber z wyjątkiem modelu ZES150 mogą być montowane zarówno w kominie jak i w czopuchu. Służą do tego standardowe uchwyty montażowe, lub trójniki. ZES150 ze względu na swoją budowę przeznaczony jest do montażu wyłącznie w kominach ceramicznych. W przypadku montażu UDP na rurze czopucha, przewidziano zakres średnic uchwytów od 90 do 600 mm.
Jak już wspomniałem wcześniej, kierunek i siła wiatru również mają duży wpływ na podciśnienie w kominie (Rys.5).

Szczególnie jest to widoczne w rejonach najbardziej obciążonych wiatrem tj. południe i północ Polski.
Wierzch komina ustawicznie narażony jest na szkodliwie działanie deszczu, wilgoci, mrozu, nagłych zmian temperatury czy agresywnych kondensatów. Pogoda a raczej jej niekorzystny wpływ na ciąg w kominie jest faktem często zaniedbywanym przy obliczaniu i doborze elementów wyposażenia instalacji odprowadzenia spalin. Za wysoki ciąg może spowodować spadek wydajności paleniska, za mały może doprowadzić do przedostawania się spalin do pomieszczenia. Jednym ze sposobów niwelowania tych niekorzystnych zjawisk jest zastosowanie pokrywy kominowej ORKAN 4. Składa się ona z nasady z betonu lekkiego ze specjalnie ukształtowanymi otworami bocznymi oraz dekla ze stali nierdzewnej.
Do jej podstawowych zalet należą:
• zmniejszenie wpływu wiatru na ciąg w kominie;
• ochrona komina przed nadmiernym wzrostem ciągu;
• zapobieganie wdzieraniu się wiatru do komina;
• zapobieganie zawilgoceniu przewodu spalinowego:
• stabilizacja pracy kotła.
W okresie grzewczym 1989/90 przeprowadzono w laboratorium badawczym Szkoły Kominiarzy w Dülmen w RFN szereg badań mających odpowiedzieć na pytanie: jaki wpływ na zachowanie się ciągu w kominie mają prędkość i kierunek wiatru (kąta padania). Przeprowadzono symulację dla różnych kierunków (13 pionowych i 2 poziome) oraz dla 7 różnych prędkości wiatru. By badania te były precyzyjne, dokonano ich przy użyciu drogich ale dokładnych metod pomiaru: metodą indukcyjną i pojemnościową. Tymi samymi warunkami wiatrowymi obciążono komin bez pokrywy oraz z pokrywą ORKAN 4.
Na rys.5 widoczne są uzyskane różnice w podciśnieniu w kominie w obu przypadkach. Różnice te przy prędkości wiatru 5 m/s wynoszą 30% a w przypadku prędkości 10 m/s aż 115 % wartości początkowej.
Wzrost ciągu kominowego o tak duże wartości na pewno spowoduje zaburzenia optymalnej (czytaj: prawidłowo wyregulowanej i oszczędnej) pracy kotła.
Niekorzystny wpływ na komin mają również krótkotrwałe wahania ciągu (dużo większa amplituda drgań widoczna na wykresie), które w przypadku większych prędkości wiatru znacznie wzrastają powodując zaburzenia pracy komina. Wahania te mogą, dzięki właściwościom pokrywy kominowej, zostać ograniczone do wartości jakie były przy ciszy wiatrowej, a więc tej wartości, którą planowano przy obliczeniu komina.
Oprócz wzrastającej prędkości wiatru w naturze występuje inne, niekorzystne dla ciągu, zjawisko meteorologiczne tzn. katabatyczny ruch powietrza. Zjawisko to powstaje przy opadaniu mas powietrza wzdłuż zanikających frontów atmosferycznych lub zawietrznych zboczy górskich, któremu towarzyszy adiabatyczne ogrzanie się powietrza. Przykładem takiego ruchu jest wiatr halny. Wykres nr 2 pokazuje zachowanie się ciągu pod wpływem wiatru katabatycznego działającego na komin pod różnymi kątami padania. W przypadku komina bez oryginalnej pokrywy widoczne jest zmniejszanie się wartości dodatniego ciągu wraz ze wzrostem kąta. Przy wietrze wiejącym pod kątem ponad 150 podciśnienie w kominie zmienia się nagle w ciąg wsteczny. Może spowodować to napływ spalin do pomieszczenia zainstalowania kotła i wyłączenie się palnika gazowego, w przypadku kiedy kocioł posiada czujnik zaniku ciągu (po takim wyłączeniu następna próba uruchomienia kotła nastąpi po 15-20 minutach w zależności od konstrukcji kotła).
Otrzymane wyniki dowodzą, że zastosowanie pokrywy kominowej ORKAN 4

nie tylko zmniejsza wpływ niekorzystnych warunków atmosferycznych na ciąg w kominie chroniąc nas przed zwiększonym zużyciem paliwa, ale wpływa na nasze bezpieczeństwo i zapewnia nam komfort użytkowania urządzeń grzewczych.

Na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań zakończeń kominów, z których większość zasadę działania opiera na ruchomych elementach. Pokrywy firmy Raab pozbawione są części ruchomych i nie wymagają specjalnej konserwacji, są odporne na wpływy atmosferyczne a nawet na kwaśny kondensat. Dostępność różnych wymiarów pozwala na dopasowanie pokrywy Orkan 4 do każdego komina, a prosta konstrukcja umożliwia montaż na czapce kominowej samodzielnie przez użytkownika.
Bezkrytyczne stosowanie wielu urządzeń (nie tylko) kominowych może przynieść skutek odwrotny do zamierzonego w myśl starej prawdy: co za dużo, to nie zdrowo. Przykładowo instalacja współpracująca z gazowym kotłem grzewczym wyposażonym w palnik atmosferyczny, przy prawidłowo dobranej średnicy komina nie potrzebuje UDP. Każdy kocioł z palnikiem atmosferycznym fabrycznie wyposażony jest w przerywacz ciągu, który w przybliżeniu spełnia zadania postawione przed UDP. Wyjątkiem są tutaj wysokie
kominy, w których ciąg z reguły jest zbyt duży i sam przerywacz ciągu nie jest w stanie wyrównać ciśnienia.
Opisane wyżej urządzenia nie są nakazane prawem do stosowania, jednak zdrowy rozsądek, czysta oszczędność, czy doświadczenie zachodnich krajów a nawet naszych rodzimych instalatorów wskazują na konieczność ich stosowania. Każdy instalator poświadczy np. ile kłopotów jest choćby przy ustawianiu palnika kotła współpracującego z kominem o nierównomiernym ciągu. W wielu przypadkach jest to wręcz niemożliwe.
Teraz w przypadku pojawienia się kłopotów z ciągiem nie musimy już mówić "trudno" i czekać. Mamy rozwiązania, których certyfikat ISO9001 gwarantuje najwyższą jakość i satysfakcję na długie lata.
Wojciech Łapa
WIMACO Sp. z o.o.
KRAKÓW
|