Camini, Combustione, Tiraggio

Combustione, aerazione ed evacuazione di fumi della combustione sono tre fenomeni fisici strettamente correlati al buon funzionamento di un camino, in generale di un generatore termico e di conseguenza dell'impianto di riscaldamento che ne è alimentato.

Affinché una combustione possa avvenire è necessaria la presenza di un combustibile, un comburente ed il raggiungimento della temperatura di accensione; inoltre affinché la combustione sia completa è necessario che ci sia un preciso rapporto stechiometrico tra combustibile e comburente; nel caso del metano ad esempio la combustione completa di un metro cubo avviene con circa 9,5 metri cubi di aria (2 metri cubi di ossigeno e 7,5 metri cubi di azoto) con una produzione di circa 10,5 metri cubi di fumi.

I rapporti stechiometrici che permettono la combustione variano da combustibile a combustibile, definendo così degli specifici range di infiammabilità; qualsiasi combustibile per poter bruciare ha bisogno di aria, i combustibili tradizionali sono costituiti da carbonio (C) ed ossigeno (O) che , combusti, producono anidride carbonica, CO2 inodore ed incolore, ma asfissiante, e vapore acqueo H2O, particolarmente visibile, nei fumi di scarico, nelle giornate con temperature particolarmente basse.

Tiraggio

Il tiraggio di un camino funziona se è verificata una semplice relazione del tipo : T > R, dove T è la capacità di tiraggio del camino ed R è la somma delle resistenze che il fumo prodotto dal camino incontra lungo il suo percorso per essere messo in atmosfera. Le perdite di carico, incluse nel termine possono essere: le aperture di aerazione in ambiente, presenti per la compensazione dell'ossigeno; il percorso interno al camino seguito dai fumi; il camino ed il comignolo con relative lunghezze e deviazioni.

L'aria in ingresso ad un focolare, aumentando di temperatura aumenta anche il proprio volume: tra i 250°C ed i 300°C il volume occupato dall'aria e dai fumi di un camino è circa il doppio di quella occupata a temperatura ambiente. La presenza dei gas e/o dei fumi a minore densità nella parte alta del camino, rispetto a quelli nella parte bassa, determina una differenza di pressione che definisce il tiraggio del camino, influenzato dalla temperatura dei fumi e dall'altezza efficace della canna fumaria (differenza tra comignolo ed imbocco del camino nella canna) .

Riducendo le resistenze, si ha naturalmente, una maggior probabilità di un corretto tiraggio, e per questo le aperture di aerazione devono essere, ad esempio, proporzionali alla potenza del camino o della stufa installata, generalmente 6 centimetri quadrati per ogni kW termico.

Le restrizioni dei canali da fumo devono essere il più limitate possibile per limitare le formazioni di vortici di fumi nei camini, analogamente i condotti dei camini dovrebbero essere in acciaio inox avendo, all'interno, superfici particolarmente lisce; il comignolo dovrebbe avere un diametro pari al doppio di quello del condotto dei fumi e dovrebbe garantire l'evacuazione dei fumi in qualsiasi condizioni di vento.