Okna a provoz plynových spotřebičů

V příspěvku jsou uvedeny požadavky na větrání místností a na přívod spalovacího vzduchu do místností, ve kterých budou umístěny plynové spotřebiče typu A a B. Tyto požadavky budou konfrontovány s tím, zda je mohou zajistit okna s původními vlastnostmi.

1. Plynové spotřebiče typu A

Při činnosti plynových spotřebičů typu A pronikají do místnosti veškeré spaliny plynu, které obsahují škodliviny (oxid uhelnatý CO, oxid uhličitý CO2, vodní páru H2O). Spalovací vzduch je odebírán spotřebičem přímo z místnosti. Při spalování plynu klesá koncentrace kyslíku O2, což lze také považovat za jistou škodlivinu. V případě větrání místnosti se přivádí do místností současně spalovací a větrací vzduch.

Spotřebiče typu A budou pro potřebu tohoto příspěvku rozděleny na spotřebiče produkující pouze škodliviny ze spalin, např. ohřívače vody a na spotřebiče, které navíc produkují škodliviny z technologického procesu.

1.1 Plynové sporáky

Při vaření a pečení na plynových sporácích (obr. 1) proniká do místnosti značné množství vodní páry (dále vlhkosti) nejen ze spalin, ale také z připravovaných pokrmů. Z výsledků výpočtů vyplývá, že množství této vlhkosti je dominantní pro stanovení minimálního objemu místnosti nebo minimálního objemového průtoku větracího vzduchu místností.

Objemový průtok větracího vzduchu místností lze v praxi provádět pomocí digestoří nad sporáky (obr. 2), které odsávají škodlivinu, přičemž v místnosti vytvářejí podtlak. V některých evropských zemích je činnost sporáku vázána na chod digestoře. Pokud má digestoř poruchu, jsou hořáky sporáku blokovány.


Obr. 1 - Produkce škodliviny bez větrání v místnosti Vs objemový průtok spalin
 
Obr. 2 - Produkce škodliviny s větráním v místnosti

 

Před prováděním výpočtů musí být stanoven průběh tepelného výkonu spotřebiče, čímž se rozumí závislost jeho tepelného výkonu na čase. Plynový spotřebič nemusí pracovat při stálém tepelném výkonu. Výkon je často regulován automaticky nebo ručně. U plynového sporáku, u kterého bude současně v provozu střední varný hořák a hořák troubový, vyplývá ze základních předpokladů, z průběhu tepelných výkonů a z výsledků provedených výpočtů, teplo vydané plynovým sporákem Ep = 1,9 kWh během jeho činnosti po dobu 1,27 h, což je charakteristickou veličinou sporáku potřebnou pro výpočty.

Aby objemové koncentrace škodlivin v místnosti nepřekročily maximální přípustné hodnoty, musí být zajištěn buď minimální objem místnosti nebo minimální objemový průtok větracího vzduchu místností. Pokud nelze zajistit ani jednu z minimálních hodnot, je možná kombinace obou opatření. Minimální objem místnosti se určuje z přírůstku škodliviny, minimální objemový průtok větracího vzduchu se určuje z maximálního průtoku škodliviny.

Při provádění výpočtů byly použity následující výchozí údaje. Měrná vlhkost na počátku procesu x1 = 9 . 10-3 (teplota vzduchu 20 °C, relativní vlhkost 60 %), dovolená měrná vlhkost na konci procesu x2d = 16 . 10-3 (teplota vzduchu 24 °C, relativní vlhkost 82 %), maximální příkon plynu Qpmax = 4,6 kW, spalné teplo plynu bh = 11 kWh.m-3.

Předpokládaný průběh tepelného výkonu varného hořáku a produkce vlhkosti při vaření

Ve fázi náběhu, tj. v čase 0 až 0,5 h, pracuje hořák na jmenovitý tepelný výkon Qpn = 1,8 kW a do místnosti se nepředává vlhkost. Ve fázi odparu, tj. v čase 0,5 až 0,9 h, pracuje hořák na snížený tepelný výkon Qp = 0,25 . 1,8 = 0,45 kW, do místnosti se předává hmotnostní průtok vlhkosti mv = 0,43 kg/h, přičemž hmotnostní množství vlhkosti je potom Mv = 0,17 kg.

Předpokládaný průběh tepelného výkonu pečicího hořáku a produkce vlhkosti při pečení

Ve fázi náběhu, tj. v čase 0 až 0,07 h, pracuje hořák na jmenovitý tepelný výkon Qpn = 2,8 kW a do místnosti se nepředává vlhkost. Ve fázi odparu, tj. v čase 0,07 až 1,27 h, pracuje hořák na snížený tepelný výkon Qp = 0,25 . 2,8 = 0,52 kW, do místnosti se předává hmotnostní průtok vlhkosti mv = 0,67 kg/h, přičemž hmotnostní množství vlhkosti je Mv = 0,8 kg.

Minimální objemy místnosti a objemové průtoky větracího vzduchu místností pro plynové sporáky byly stanoveny tak, že vypočítané hodnoty z vlhkostního procesu byly sníženy na polovinu, z důvodů absorbování nárůstu vlhkosti ve stavebních konstrukcích, takže:

  • minimální objem místnosti Omd = 75 m3,
  • minimální objemový průtok spalovacího a větracího vzduchu místností Vad = 105 m3.h-1.

Stanovení potřebného objemového průtoku spalovacího a větracího vzduchu místností při daném objemu místnosti

Potřebný objemový průtok spalovacího a větracího vzduchu místností (m3.h-1) se stanoví ze vztahu

kde

Vad - minimální objemový průtok spalovacího a větracího vzduchu (m3.h-1)
Om - objem místnosti (m3)
Omd - minimální objem místnosti (m3).

Tlaková ztráta při proudění spalovacího a větracího vzduchu oknem (Pa) je dána vztahem

kde

Van - potřebný průtok spalovacího vzduchu (m3.s-1)
i - součinitel provzdušnosti okenní spáry (m3.s-1.m-1.Pa-067)
L - délka okenní spáry (m).

Tato tlaková ztráta musí být menší než vyhrazená část tahu komínu pro přívod spalovacího a větracího vzduchu, v tomto případě oknem.

Celý článek zde

Autor: Doc. Ing. Karel Papež, CSc., Ing. Vladimír Valenta
Zdroj: www.tzb-info.cz