Ing. Jiří Horák, Ph.D., VŠB-TUO, CEET, Výzkumné energetické centrum (recenzovaný článek)
Topná sezona po letních teplotách už opravdu začala. V Česku dosud přibližně 15 % domácností topí v kotli na pevná paliva, ale situace se postupně mění k lepšímu. Moderní kotle a správné postupy obsluhy dokáží kvalitu ovzduší pozitivně ovlivnit už nyní. Chcete ušetřit za palivo a méně kouřem obtěžovat sebe i své okolí? Jak správně topit připomínáme skrze desatero Jiřího Horáka, alias SMOKEMANa z Výzkumného energetického centra v Ostravě.
Výzkumné energetické centrum (VEC) je součástí Centra energetických a environmentálních technologií (CEET) při Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava (VŠB-TUO). Na VEC se problematice malých spalovacích zařízení pro vytápění domácností vědci věnují již více než 20 let. Jeho součástí je zkušebna spalovacích zařízení, kde bylo uskutečněno již téměř pět tisíc spalovacích zkoušek s nejrůznějšími typy kotlů, kamen a paliv při optimálních, standardních i nevhodných provozních stavech.
Rozhoduje nejen to, CO spalujeme, ale také JAK
Ve zkušebně VEC vědci zkoumají důležité parametry spalování, provádějí spalovací zkoušky, definují nejčastější chyby, kterých se při topení lidé dopouštějí, a nacházejí způsoby, jak proces spalování zdokonalit. Zkušenosti tamních expertů byly formulovány do tzv. “SMOKEMANova desatera správného topiče”. V rámci nich odborníci z VEC zdůrazňují čtyři základní parametry, na kterých desatero stojí a které nejvíce ovlivní to, co vychází z komínů při vytápění domácností tuhými palivy. Jde především o to:
- do čeho palivo dáváme (typ spalovacího zařízení)
- co tam dáváme (typ a kvalita paliva)
- kdo to tam dává (kvalita obsluhy)
- jak se o zařízení staráme (údržba spalovacího zařízení a spalinových cest).
Pokud bude jen jeden z výše uvedených parametrů „špatný,“ tak to negativně ovlivní celý výsledek a v tom je úhelný kámen této oblasti. Nestačí „jen“ zlepšit jeden parametr, např. vyměnit kotel, je třeba se zaměřit na všechny čtyři, více zde. Výsledky měření ukazují, že v některých parametrech je lepší dobře spálené uhlí, než špatně spálené dřevo.
.jpg)
SMOKEMANovo desatero správného topiče
1. nebuď lhostejný k sobě ani ke svému okolí, zajímej se o to, co jde z Tvého komína
2. suš dřevo minimálně jeden až dva roky
3. nespaluj odpadky
4. nastav regulační klapky tak, aby vzduch mohl k palivu, oheň nedus
5. u starých kotlů přikládej méně a častěji, u automatů a zplyňovacích kotlů do plna
6. pravidelně čisti kotel, kouřovod a komín
7. používej moderní kotel či kamna
8. udržuj teplotu spalin za kotlem mezi 100 až 250 °C
9. nevyhazuj teplo oknem, nepřetápěj a top jen tam, kde potřebuješ
10. top tak, jak chceš, aby topil Tvůj soused
1. „Nebuď lhostejný k sobě ani ke svému okolí, zajímej se o to, co jde z Tvého komína“
Osobní svoboda končí tam, kde začíná svoboda někoho druhého – známé přísloví, které u topení platí dvojnásob. Kouř totiž nerespektuje hranice pozemků a dokonce ani územních samosprávných celků nebo států. Proto i několik bezohledných „čmoudilů“ dokáže výrazně zhoršit kvalitu vzduchu v širokém okolí. Ta je ovlivněna především dvěma faktory: množstvím vypuštěných emisí znečišťujících látek (počet a „kvalita“ komínů) a rozptylovými podmínkami, tedy tím, jak moc fouká. Lhostejnost některých topičů se dá částečně ovlivnit osvětou, ale pro nepoučitelné je třeba najít funkční represivní nástroje. Už dnes je možnost na “čmoudily” podat stížnost. Ti pak musí úředníkům z dané obce s rozšířenou působností doložit, jak a čím topí, případně dodat potřebné dokumenty jako protokol o kontrole spalovacího zařízení. Někdy je nutný i vstup do domácnosti a odebrání vzorků popele, aby se zjistilo spalování odpadu. V takovém případě pak hrozí pokuta.
2. „Suš dřevo minimálně jeden až dva roky – více se ohřeješ a bude z toho méně kouře“
Čerstvé dřevo je různě mokré podle toho, ve kterém ročním období byl strom pokácen (v zimě je sušší). Pokud se jedná o „živý“ strom nikoli soušku (jediná „výhoda“ kůrovce je, že dřevo uschne na „stojáka“), je obsah vody v dřevní hmotě cca 35 až 60 %. Pro obsah 50 % to znamená, že pokud přiložíme do kamen jeden kilogram dřeva, dáme do ohniště půl kila dřevní hmoty a půl litru vody. Voda se musí nejdříve ohřát a potom se vypaří, čímž spotřebuje dost tepla. Proto dojde ke snížení teploty v ohništi a k nedokonalému spalování s vyššími koncentracemi oxidu uhelnatého a uhlovodíků. Pokud necháme sušit dřevo v dobře větraném dřevníku nebo venku pod přístřeškem, za jeden až dva roky klesne obsah vody „bezpečně“ pod 20 %. Takové dřevo již můžeme považovat za suché a vhodné pro spalování v kamnech či kotlích. Vlhkost dřeva si jednoduše změříte doma v kuchyni, návod najdete zde. Pokud se dřevní brikety a pelety nerozpadají, je to důkaz toho, že jejich obsah vody je menší než 10 % a nemusíme obsah vody nijak řešit. Dobrá dřevní briketa a peleta ve vodě neplave, protože má hustotu větší než 1000 kg/m3, a je tudíž jedno, zda byla vyrobena z tvrdého či měkkého dřeva. Více informací o sušení dřeva ve videu zde.
.jpg)
3. „Nespaluj odpadky“
Plasty separujte, protože se dají recyklovat a opět využít. Domovní odpad v malých spalovacích zařízeních sice shoří, ale jen za cenu nadměrné produkce emisí celé škály znečišťujících látek. Při edukativní show „SMOKEMAN zasahuje“ jsme mnohokrát k hořícímu dřevu přidali malé množství odpadu (např. PET láhev či linoleum). Tmavost kouře a jeho zápach jednoznačně hovořily o zhoršené kvalitě spalování (více zde). Naměřené koncentrace prachu byly přibližně desetkrát až stokrát vyšší než při spalování suchého dřeva. Stejně tak dramaticky narostlo množství polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) včetně prokazatelně karcinogenního B(a)P. Odpadky obsahují rozumné množství energie (většinou byly vyrobeny z ropy), ale kvalitně se dají spálit pouze ve spalovnách, kde je spalovací proces řízen a spaliny jsou následně dostatečně vyčištěny. Edukativní video k pravidlu “nespaluj odpadky” zde.
4. „Nastav regulační klapky tak, aby vzduch mohl k palivu, oheň nedus“
V palivu hoří hořlavina, kterou tvoří převážně uhlík a vodík. Hoření je doprovázeno uvolňováním energie, takže plamen a spaliny mají vysokou teplotu 800 až 1100 °C. Konstrukce kamen a kotlů umožňuje teplo z plamene a spalin použít k vytápění obytných místností nebo ohřev otopné vody. Pro kvalitní spálení jednoho kilogramu dřeva a uhlí je potřeba do kamen či kotle přivést přibližně 10 m3 vzduchu. Pokud se kyslík k hořlavině nedostane v potřebném množství, shoří pouze částečně a uvolní se oxid uhelnatý - CO, nebo vůbec neshoří a objeví se saze a černý popel na stěnách ohniště. Tím se snižuje míra využití energie paliva a zvyšuje znečištění. Nejhorší je kotel naložit a zavřít všechny přívody spalovacího vzduchu. Ono to sice někdy vydrží až do rána, ale účinnost spalovacího procesu je velmi malá a znečištění velké. To, že kouř z komína není viditelný, ještě nezaručuje kvalitní spalování. Jedno kilo dřeva potřebuje pro spálení přibližně stejné množství vzduchu jako člověk k dýchání na jeden den. „Oba“ pak vyprodukují přibližně dva kilogramy CO2. Pokud máte v obýváku kamna a vyměnili jste okna, pamatujte na to, že když spálíte 3 kg dřeva za hodinu, budou mít kamna cca 10 kW tepelného výkonu a „spotřebují“ přibližně 30 m3 vzduchu. Častokrát je součástí prostoru s kamny také jídelna a kuchyň s digestoří nad sporákem. Ta může odsát dalších cca 150 m3 vzduchu a nasát spaliny z kamen do místnosti. Myslete proto na to, že oheň potřebuje hodně vzduchu a musíte zajistit, aby měl odkud přijít (např. ze sklepa, z chodby, komína). Co je nutné proto, aby hořlavina kvalitně shořela, se dozvíte zde.
5. „U starých kotlů přikládej méně a častěji, u automatů a zplyňovacích kotlů do plna “
Jeden ze základních rozdílů mezi moderními automatickými kotli a starými prohořívacími kotli je ve více než řádově rozdílném množství paliva, které hoří ve spalovací komoře. U prohořívacího kotle se celá dávka paliva pro jednu několikahodinovou spalovací periodu přiloží najednou. U automatického kotle se palivo do spalovací komory dopravuje postupně s periodicitou v desítkách sekund a jeho množství je o dva řády menší než u prohořívacího kotle, kde se jedná o jednotky až desítky kilogramů. Palivo dopravené do ohniště prochází těmito fázemi: ohřev, sušení (zahřátí a odpaření vody), uvolnění a oxidace prchavé hořlaviny (plamen) a hoření odplyněného zbytku (uhlík – koks, dřevěné uhlí). Tyto fáze se různě překrývají, ale se zvětšující se dávkou paliva dochází k zvýraznění přechodu fází, takže kvalita spalování je u prohořívacích kotlů výrazně horší. Pokud ale budeme palivo do prohořívacího kotle přikládat častěji po menších dávkách, k hořlavině se dostane dostatek vzduchu a kvalita spalování bude lepší. Více o časovém průběhu hoření naleznete zde. Ve starém kotli se dá totiž topit buď zcela špatně, nebo trochu lépe. A i když se budete snažit sebevíc, staré kotle budou ovzduší znečišťovat vždy řádově víc než kotle moderní. Starý kotel ročně vypustí do ovzduší přibližně 50 až 200 kg prachu. Nové kotle, pokud jsou ovšem správně provozovány, vypustí méně než 10 kg prachu. Zlepšení nastává také u dalších škodlivin. Více k tématu přikládání najdete ve videu zde.
6. „Pravidelně čisti kotel, kouřovod a komín“
Nezbytná je údržba kotle, kouřovodu a komínu. Saze a popílek usazený na výměníku včetně zkondenzovaných dehtů se chovají jako izolace a brání předávání tepla spalin otopné vodě. Teplota spalin vycházejících z kotle je vyšší, takže míra využití tepla z paliva se zmenšuje, protože roste takzvaná komínová ztráta, kdy nevyužité teplo vychází komínem ven. Stejně tak se mohou tvořit nánosy v komíně. Ten je nutné čistit zejména kvůli bezpečnosti, protože jinak může dojít k zahoření sazí. Pokud je spalovací proces dlouhodobě nekvalitní, hrozí postupné zanášení až nebezpečná blokace spalinových cest: kotel „netáhne“ a spaliny se částečně uvolňují do místnosti. I drahé spalovací zařízení je „jen“ stroj, stejně jako auto, u kterého nás nijak nepřekvapuje, že s ním jezdíme na pravidelný servis. Údržba a kvalitní nastavení zmenšují rozdíl mezi optimálními parametry ze zkušebny při „certifikaci“ a reálným provozem. Kouřovod a komín si můžete čistit sami minimálně 3 x za rok, ale jednou ročně by vám měl kominík (najdete je na seznamu kominíků) potvrdit, že to děláte správně a předat vám zprávu o kontrole spalinové cesty. Jednou za tři roky byste si měli nechat udělat kontrolu kotle či kamen s teplovodním výměníkem od Odborně způsobilé osoby (seznam OZO), což je méně častěji než STK u auta. Více o čištění spalinových cest ve videu zde.
7. „Používej moderní kotel či kamna (dle svých možností)“
Typ spalovacího zařízení zásadním způsobem ovlivňuje kvalitu spalování. Mezi kvalitní technologie patří automatické a zplyňovací kotle, ale i u nich se setkáme s lepší a horší kvalitou. Cena také není vždy zárukou lepší kvality, je však lépe použitelným parametrem než samotné stáří. Reálná provozní účinnost starých kotlů je cca 40 až 65 %. U moderních se reálná provozní účinnost pohybuje kolem 80 až 90 %, proto spotřebují i méně paliva. Dnes legálně prodávané kotle musí navíc plnit Ecodesign, což jsou většinou kotle, které mají minimálně třídu 4 nebo 5. Od roku 2024 nesmí být dle Zákona o ochraně ovzduší (86/2002 Sb.) provozovány kotle, které nemají aspoň třídu kotle 3, 4 nebo 5. Třída kotle je uvedena na štítku výrobku nebo ji dohledáte v návodu či na stránkách jednotlivých výrobců. Obměna kotlů a kamen je nákladná. Nejde totiž jen o nový kotel, ale také o jeho instalaci a přídavné systémy. Dnes proto existují různé dotační programy, které snižují náklady na pořízení nové technologie, jako jsou kotlíkové dotace a Zelená úsporám Light. Před výměnou zařízení se určitě poraďte s odborníky, nejen s prodejci a výrobci. Nezapomeňte na to, že součástí zdroje tepla je i spalinová cesta (kouřovod a komín). Spalování tuhých paliv je každopádně vždy provázeno produkcí znečišťujících látek a cílem všech topících by mělo být jejich snížení. Tomu mají pomoci právě zmíněné legislativní nástroje, které jsou uplatňovány při uvádění spalovacích zařízení na trh i při jejich provozu. Samospásné ale nejsou, rozhodně je třeba zapojit i zásady správného spalování. Nakonec ani zvažovaný úplný zákaz prodeje uhelných kotlů nebyl letos na podzim ani podán ke schválení. Více o legislativních požadavcích platných v ČR a dalších evropských zemích naleznete pro kotle zde pro kamna, vložky a sporáky zde.
