CUM FUNCTIONEAZA UN SEMINEU DESCHIS?
Daca sectiunile dedicate cosurilor de fum au fost elocvente, ar trebui sa fie evident ca un semineu deschis nu este un obiect de décor oricare, ca o canapea sau un televizor, care se poate amplasa oriunde in casa dupa bunul plac, unde indica designerul de interior sau de multe ori proprietarul. Nu se poate monta un semineu deschis scotand tuburile de fum in afara casei, cu aceeasi usurinta cu care se monteaza o priza de curent.
Inainte de toate un semineu deschis trebuie considerat ca fiind un cos de fum, deci este un element structural si nu un accesoriu de design, si din acest motiv trebuie dedicate aceeasi atentie si considerare de proiectare la fel ca la instalatia de incalzire sau la reteaua de alimentare cu apa si cea de canalizare.
Daca nu este incadrat un cos de fum in proiectul initial al casei, si vine adaugat ulterior, la aceasta modificare va fi dedicata toata atentia adecvata ca la o interventie de structura.
Multi considera ca achizitia unui focar prefabricat rezolva mare parte din problema si restul se va rezolva de la sine. NU este asa. Trebuie sa consideram si sa gandim un semineu ca un tot unitar, de la caseta de cenusa pana la extremitatea cosului de fum, si mai ales, sa ne gandim ca va face parte din ambientul unde va fi amplasat. Doar asa putem sa-l facem sa functioneze corect.
De ce semineele “FAC FUM”?
In realitate, citind deja articolele despre cosurile de fum, stim deja cum functioneaza un semineu deschis, pentru ca asa cum am mai spus, semineele deschise si cosurile de fum sunt practic acelasi lucru.
Ceea ce trebuie sa intelegem e ceea ce intereseaza marea majoritate a lumii, de ce un semineu deschis face fum mai des si mai usor decat un semineu cu focar inchis, si care sunt principiile de respectat la instalarea unui semineu ca sa evitam aceasta problema.
Pentru a simplica, putem imparti problema in trei parti: prima este cosul de fum, a doua este focarul si a treia este raportul dintre semineu si ambientul unde este amplasat.
I. COSUL DE FUM.
Ceea ce diferentieaza in principal un semineu deschis de un semineu inchis este faptul ca este DESCHIS. Semineele inchise au o usa care, in timpul functionarii este inchisa si atunci valva de alimentare cu aer permite trecerea unei cantitati minime de aer necesare combustiei. Cu valva de aer inchisa putem considera ca semineul este inchis. Cu o cantitate de aer suficienta doar pentru combustie, temperatura in semineu si totodata in cosul de fum, e destul de ridicata, si atunci ca sa putem avea un tiraj bun este destul de simplu si intoarcerea fumului in semineu este practic imposibila.
Un semineu deschis, dimpotriva, are o usa mult mai mare decat un semineu inchis si nu are nici un fel de reglaj asupra aerului de combustie. In gura semineului intra foarte mult aer, mai mult decat cel necesar pentru combustie, ceea ce face ca fumul sa fie mult mai rece si in acest caz stabilirea unui tiraj bun este mult mai greu de realizat.
In timp ce cantitatea de aer pentru combustie in cazul unui semineu inchis este mult mai usor de reglat, in cazul unui semineu deschis este mult mai dificil. Montarea unei valve pe cosul de fum poate avea rolul de a limita tirajul doar daca acesta este excesiv, si in acest caz nu am avea problem cu tirajul. Combustia poate fi cateodata reglata din cantitatea de lemne care arde, ceea ce nu este atat de simplu pe cat pare.
Cosul de fum la un semineu deschis, trebuie sa permita un tiraj cuprins intre 10 si 20 Pascal, deci de 10-20 mii de ori mai mica decat cea externa, deoarece foarte rar reuseste sa obtina mai mult decat aceasta valoare. De aceea, toate recomandarile care se fac in cazul cosntruirii unui cos de fum, trebuie luate in considerare: cosul de fum sa fie cat mai vertical posibil, lipsa curbelor, fara schimbari de sectiune, neted la interior, sectiune circulara, inaltime suficienta si oricum mai mare dact varful casei, terminal cu o piesa antivant, bine ancorat si de o sectiune corect calculata.
II. FOCARUL
In lectura de specialitate putem gasi multe regului de aur pentru a calcula corect forma gurii focarului astfel 
incat sa impiedicam iesirea fumului in camera.
In realitate, motorul focarului este cosul de fum, si o data ce acest lucru a fost studiat si calculat pentru asigurarea depresiunii necesare evacuarii fumului, calculul focarului se face pentru a gestiona focul si pentru a avea o forma interioara astfel incat sa faciliteze la maxim evacuarea fumului.
Ca sa intelegem care este forma cea mai potrivita pentru un focar deschis, trebuie sa studiem aerodinamica. Problemele termodinamice si aerodinamice care privesc functionarea unui semineu deschis pot fi clasificate in 3 categorii:
1. Fluxul de aer necesar arderii, impreuna cu combustibilii, si ascensiunea gazelor calde produse de combustie. Fluxul de aer pentru combustie depinde in general de gratarul care sustine lemnele, de forma focarului si de baza focarului. Fluxul de aer pentru combustie dicteaza puterea combustiei si in consecinta rapiditatea cu care se produce combustia, determinand astfel temperatura fumului, fiind unul din factorii care influenteaza tirajul.
2. Fluxul de aer de imisie din ambient e cantitatea de aer care se amesteca cu gazele de combustie din focar, producand un flux mixt de aer si gaze la intrarea in cosul de fum. Acestea depind de designul focarului, de dimensiuni si de metoda de construire. Inversarea tirajului care provoaca intrarea fumului in ambient, depinde in mare parte de acest flux de aer.
3. Eficienta combustiei, in particular privind si cantitatea de reziduuri nearse si toxice, care murdaresc cosul de fum si polueaza atmosfera.
Detaliem in continuare fiecare subpunct specificat mai sus:
1. Fluxul de aer necesar arderii
Aerul are capacitatea de a schimba conținutul său de oxigen cu materialul combustibil, în consecință, cantitatea de produse de combustie depinde de cantitatea de aer disponibilă, independent de cantitatea de combustibil.
Arderea unui combustibil este reglată în mare măsură de curentul de aer care curge prin sau deasupra bazei de combustibilului și, deci, intră în reacție cu suprafața acestuia. Mișcarea aerului este influențată de presiunea exercitată de aerul rece, cu densitate crescută, în comparație cu o coloană de aer cald, de densitate scăzută. Dacă aceste două coloane de aer sunt separate una de alta prin cantitatea de combustibil, cum se vede în figura alăturată, aerul trece de la sine de jos în sus, iar în acest caz toată cantitatea de aer traversează materialul combustibil.
Cantitatea de aer care intră în sistem nu este mare și, evident, reglând fluxul de intrare, se poate controla cu ușurință gradul de combustie. În cazul figurii alăturate, avem schema unui focar închis sau a unei sobe, astfel încât, cu cât crește tirajul, cu atât crește și cantitatea de aer care intră în sistem, majorând astfel procesul de combustie.
Dacă aerul intră în contact cu combustibilul și pe deasupra, ca în cazul figurii următoare, în sistem intră o cantitate mărită de aer; în realitate doar o mică parte va străbate masa de combustibil. Acest caz corespunde unui șemineu deschis pe lemne cu un grătar inferior pentru susținerea lemnelor. Din cantitatea de aer care trece pe deasupra, doar o cantitate mică vine concret în contact cu materialul combustibil și va face parte efectiv din combustie. Rolul determinant în combustie îl are tot aerul care trece pe dedesubtul lemnelor.
În acest caz, majorând tirajul, crește și viteza de intrare a aerului în șemineu, în consecință va crește și cantitatea de aer care trece printre lemne, intensificând procesul de combustie. Și aici, reglând fluxul de aer care intră sub grătarul lemnelor, se poate regla cât de cât și combustia. Coborând limita superioară a focarului, obținem intrarea forțată a aerului cât mai jos, până la limita bazei grătarului de sub lemne, crescând astfel rata de combustie și chiar posibilitatea de a face reglarea acesteia. Același rezultat obținem dacă ridicăm baza grătarului de sub lemne, crescând astfel spațiul inferior de sub acestea.
În cazul în care combustibilul nu este depozitat pe un grătar ridicat care permite aerului să treacă prin el, ci stă direct pe baza focarului, fluxul de aer va trece doar pe deasupra acestuia, ca în figura alăturată. E surprinzător că o cantitate suficientă de aer va atinge combustibilul pentru a menține combustia. În acest caz, aportul de aer în lemne este efectiv limitat și va duce la producerea unei cantități mărite de jar.
Deci, în acest caz, nu este combustia determinată de fluxul de aer, ci fluxul de aer este determinat de rata combustiei, fiind exclusiv o funcționare care depinde de natura combustibilului, de dimensiune, esență, umiditate și temperatura acestuia. Lemnele ard într-o zonă numită „moartă”, care este indiferentă de cantitatea de aer care trece pe deasupra fără să ia parte la procesul de combustie. În acest caz este aproape imposibil să reglăm combustia.
Ridicând sau coborând partea superioară a focarului nu are niciun efect asupra combustiei, care rămâne indiferentă chiar și în cazul în care mărim sau micșorăm tirajul din șemineu.
Aceste trei metode de așezare a lemnelor în interiorul focarului au consecințe asupra tipului de combustibil utilizat și asupra utilizării acestuia, și mai puțin asupra unei valve care reglează fluxul de aer.
Cum deja s-a mai spus, în cazul din ultima figură, lemnele stau într-o zonă moartă și pâlpâie sub influența aerului de ventilație. Rata de combustie depinde de rapiditatea cu care gazele produse în prima fază de combustie sunt evacuate din combustibil, trecând de la baza grătarului și împinse în sus de aerul de ventilație. Combustia este până la urmă un proces de graniță care apare între masa solidă și masa fluidă. Cu cât crește cantitatea de gaze evacuate de combustibil, cu atât crește și combustia. Această rapiditate depinde de temperatura bazei grătarului pe care stau lemnele, cât și de natura combustibilului. Acei combustibili care au o cantitate mai mare de substanțe volatile, cum ar fi lemnul, ard în această situație mult mai bine decât cărbunele, de ex. Chiar și temperatura combustibilului influențează în mod evident procesul de combustie. Cu cât este mai înaltă temperatura, cu atât se degajă mai multe substanțe volatile. Temperatura combustibilului este dată chiar și de raportul dintre masa sa și suprafața expusă, care produce iradiere termică. Cu cât este mai mică această suprafață, cu atât va fi mai mică pierderea de temperatură prin iradiere. Dacă combustibilul este împrăștiat pe grătarul șemineului, pierderea de căldură prin iradiere și prin răcirea datorată contactului cu fluxul de aer poate avea ca și consecință scăderea temperaturii până la punctul în care nu mai are loc combustia. Aranjând lemnele mai grupate sau mai împrăștiate, este unicul mod în care putem regla cât de cât rata de combustie și totodată cantitatea de căldură obținută prin arderea acestora.
Modurile de așezare a lemnelor descrise în primele două figuri arată că este mai facilă utilizarea combustibililor mai tari. Reglând cantitatea de aer de ventilație care traversează grătarul de la baza lemnelor, putem regla suprafața de jar care intră în contact cu oxigenul, fără să diminuăm excesiv pierderea de căldură prin ardere și totodată temperatura de combustie. Într-un grătar ca în figura 2 putem arde cărbuni mai ușori, pe când în grătarul din figura 1 putem arde chiar și cărbuni mai densi. Dacă ardem lemn, rata de combustie poate deveni prea ridicată, iar în acest caz reglarea tirajului devine indispensabilă, mai ales că în acest caz are mai mult efect practic.
O valvă de reglaj montată deasupra grătarului din prima figură are un efect determinant în reglarea ratei de combustie deoarece tot aerul este constrâns să traverseze grătarul cu lemne și, în acest caz, scăzând secțiunea de evacuare, scădem și fluxul de aer care trece prin grătar și, în consecință, cantitatea de oxigen va fi diminuată, reducând astfel combustia.
În schimb, în cazul figurii 2, utilizarea unei valve are slabă influență asupra combustiei dacă șemineul are o gură a focarului de înălțime normală și un grătar așezat mai jos. Marea parte a aerului continuă să treacă pe deasupra cantității de combustibil, iar închiderea valvei influențează puțin rata de combustie. Un efect diferit obținem dacă reușim să creștem cantitatea de aer de sub grătar, fie ridicându-l pe acesta, fie coborând partea superioară a focarului. Însă în acest caz nu va fi atât de frumos șemineul realizat.
În cazul din figura 3, eventuală valvă nu va avea niciun efect asupra combustiei. Închiderea acesteia va avea efect doar asupra cantității de aer care va ieși în exterior prin coșul de fum, dar nu va influența în niciun fel rata de combustie.
Toate aceste comentarii de mai sus au rolul de a explica următoarele observații:
Dacă șemineul face fum, motivul poate fi un tiraj slab. Crescând rata de combustie înseamnă să trimitem mai multă căldură în coșul de fum și, în consecință, va crește tirajul, care, așa cum am explicat în secțiunea dedicată coșurilor de fum, depinde de temperatura fumului.
Deoarece un exces de aer de ventilație răcește prea mult fumul și provoacă o întoarcere a acestuia în coșul de fum, închiderea valvei are ca efect creșterea temperaturii fumului, crescând tirajul pozitiv. Totul depinde însă și de forma valvei.
Un alt mod pentru a crește temperatura fumului și deci tirajul este creșterea ratei de combustie. În focarele deschise acest lucru este posibil doar intervenind asupra cantității de combustibil și asupra așezării sale pe grătar. Bucăți mai mici de lemn cresc suprafața de schimb dintre combustibil și aer, accelerând combustia, bucăți mai mari de lemn o vor scădea. Lemnul mai uscat produce mai multă căldură decât cel verde. Ridicarea grătarului accelerează cu siguranță rata de combustie, crescând astfel și tirajul. Însă este de notat că aceste procedee vor duce și la creșterea consumului de lemne.
Dacă vrem să nu ne transformăm în fochiști, trebuie să construim un șemineu pe lemne care să aibă un tiraj optim de funcționare pentru o cantitate normală de lemne.
2. Fluxul de aer și de fum în focarul deschis
Figura următoare reflectă cel mai bun rezultat aerodinamic obținut. Este o imagine completă care conține toate liniile fluxului de aer, obținute dintr-o observație directă.
Un lucru sare imediat în ochi: într-un focar aerodinamic construit corect, fluxul de aer și fluxul gazelor de combustie sunt laminare, cu straturi mai înalte ale aerului ambiental care aderă la latura internă frontală a focarului și cu straturi de combustie care urcă vertical și aderă foarte strâns la peretele posterior al focarului și al coșului de fum.
Majoritatea straturilor de aer mai joase, care se deplasează în vecinătatea pardoselii, încep să urce pe verticală înainte de a ajunge la stratul de combustibil. Focul arde, deci, într-o zonă aproape moartă și total independent de fluxul de aer care intră în focar din ambient.
Densitatea liniilor de flux crește treptat odată cu restrângerea gurii focarului, indicând importanța aerodinamicii hotei și legătura acesteia cu coșul de fum.
După cum se vede, doar o mică parte din aerul ambiental ajunge în zona de jos și intră în focar. Aerul care rămâne urcă de-a lungul hotei și creează un vârtej circular către tavanul camerei. Acest fapt ne indică că, cel puțin pentru intrarea aerului proaspăt în ambient la înălțimea tavanului, schimbul dintre acesta și un șemineu pe lemne nu este nici pe departe ideal. În schimb, dacă aerul extern intră în ambient la nivelul pardoselii, printr-o gură de aer joasă sau pe sub ușă, picioarele vor trebui să suporte o temperatură joasă, în timp ce plămânii se află într-o zonă cu temperatură mai ridicată, dar fără să fie improspătați cu aer.
A afirmația că un șemineu deschis provoacă 4 schimburi volumetrice de aer pe oră ale ambientului în care se află nu înseamnă că tot aerul din cameră este efectiv improspătat, ci că doar o cantitate de aer din cameră va fi înlocuită prin evacuarea ei pe coșul de fum.
Dacă viteza aerului de imersie este mare, fluxul de aer este împins chiar spre verticală, iar zona moartă în care ard lemnele se mărește, sporind fumegarea acestora. Acest lucru demonstrează că, dacă lemnele nu sunt ridicate pe un grilaj, chiar și un foarte bun tiraj nu este capabil să ridice rata de combustie.
Cu cât mai mult aer de ventilație trece prin fum și pe lângă peretele posterior, laminaritatea fluxului de gaze este menținută, chiar dacă se mai formează câte un vârtej de fum în interiorul focarului.
În realitate, fluxul de aer ambiental se comportă ca un scut invizibil care ține fumul în spatele său, timp în care ambele intră în focar și în coșul de fum. Aerul de ventilație presează fumul către spatele focarului, cu atât mai mult cu cât crește debitul acestuia. Presiunea aerului este scăzută la partea inferioară, deasupra focului, lăsând mai mult spațiu flăcărilor, iar în partea superioară gazul de combustie este redus la un strat foarte subțire în partea posterioară, către peretele focarului.
Pentru cei care sunt interesați de montarea unui șemineu deschis ca formă de încălzire, această variantă nu este tocmai favorabilă. În afara de căldura dată de arderea lemnelor, căldura restantă, mai mult de 75%, vine transportată de fum către spatele focarului și va fi evacuată prin coșul de fum, în timp ce partea frontală a hotei va fi tot timpul răcită de către fluxul de aer venit din ambient.
Variațiile liniilor din fluxul de aer se pot vedea în figura 4. Cea mai mare viteză este la 30-40 cm de bază, din acest motiv se explică faptul că avem picioarele reci în apropierea unui șemineu cu focar deschis. Viteza fluxului de aer crește odată cu apropierea de gura focarului, având viteză maximă în apropierea și la intrarea în gura coșului de fum. Aceste două suprafețe sunt cele mai delicate din punct de vedere al aerodinamicii într-un focar deschis. La intrarea în coșul de fum viteza fluxului de aer este de 6 ori mai mare decât la intrarea în focar, dar depinde evident și de dimensiunea acestuia.
În figura următoare este evidențiat un focar deschis cu evacuarea către coșul de fum prea mare.
Într-un focar deschis, în general, chiar dacă pentru unele persoane este ceea ce își doresc, temperatura și viteza fumului sunt prea mici, fluxul de aer de ventilație devine necontrolabil, iar în spatele hotei se pot forma vârtejuri care, amestecându-se cu aerul de ventilație și cu gazele de combustie, au tendința cel puțin parțial să provoace evacuări de fum în ambient, chiar dacă nu continuu.
În consecință, o distribuție neuniformă de temperaturi și viteze ale aerului va provoca o separare de fluxuri: unul de aer cald care va urca în apropierea spatelui focarului și, în același timp, altul de aer rece care va coborî pe latura frontală a coșului de fum în șemineu, apoi va intra în ambient, așa cum se poate vedea în figura următoare.
Acest efect apare chiar și dacă coșul de fum este destul de mare. Fumul are tendința să se îndese către peretele posterior și nu poate umple volumul aflat în zona dintre focar și coșul de fum.
Acest lucru apare mai ales dacă accesul de aer proaspăt în ambientul unde este amplasat șemineul pe lemne este împiedicat prin lipsa unei prize de aer proaspăt sau de ferestre și uși ținute închise: aerul întotdeauna urmează traseul cu rezistență minimă (coșul de fum în acest caz) și un șemineu suficient de mare va sfârși prin a permite intrarea coloanelor de aer.
Diminuând secțiunea canalului către coșul de fum, favorizăm creșterea temperaturii și vitezei ascensionale a aerului de ventilație furnizat de ambient, ceea ce va face puțin probabilă intrarea aerului rece din exterior și eliminăm astfel pericolul inversării tirajului.
Un alt factor important este forma limitei superioare a zonei de intrare în coșul de fum. În figura 4 se vede că această formă este rotunjită. Experimentele au demonstrat că această zonă, dacă prezintă vârfuri sau neregularități, va crea vârtejuri violente, așa cum se poate vedea în figura alăturată.
Restrângând această suprafață, prin accelerarea vitezei fumului, ne ajută să moderăm viteza vârtejurilor, dar nu le va opri complet, cel puțin nu până când vom găsi o secțiune adecvată care va obliga fumul să urce către coșul de fum.
Dacă, în schimb, această zonă este schimbată prin montarea unei table, de exemplu, ca în figura de mai jos, vârtejul devine efectiv catastrofal, așa cum se poate observa în figura alăturată.
Și în acest caz, urcarea pe verticală a aerului de ventilație, produsă de vârtejuri, poate lăsa spațiu pentru formarea de curenți descendenti care vor împinge fumul în ambientul unde este montat șemineul.
Un alt aspect care influențează negativ aerodinamica din șemineele deschise este prezența camerei de fumuri sau a camerei de calmare a vârtejurilor. Această cameră este formată din zona brusc mărită aflată în zona care face trecerea imediat către coșul de fum. Prezența sa provoacă vârtejuri violente la gazul de combustie, care, chiar dacă nu sunt suficiente pentru a crea întoarcerea fumului, prezintă o pierdere și o piedică contra evacuării gazelor arse, provocând depuneri de funingine într-un punct aproape imposibil de curățat.
Am ilustrat această situație în figura următoare.
În final, ultimul aspect de luat în considerare este înclinarea peretelui posterior al focarului.
Utilizarea acestui aspect tehnic, mai mult sau mai puțin difuz, își găsește justificarea în faptul că, în cazul unui șemineu deschis, unica sursă de căldură este cea radiantă; înclinând în față peretele posterior, sub un unghi anume, se reflectă către ambient radiațiile verticale emise de flacără și de jar, care altfel s-ar pierde pe coșul de fum.
De fapt, acest procedeu nu are nicio influență asupra aerodinamicii focarului, ci mai degrabă asupra randamentului termic al acestuia. Dar este și de luat în calcul faptul că înclinarea peretelui posterior către față ne va obliga să realizăm o zonă de trecere către coșul de fum destul de amplă, care va face mai dificilă reglarea fluxului de aer în coșul de fum.
Din punct de vedere al aerodinamicii, înclinarea peretelui posterior poate avea efecte catastrofale. În afara de faptul că, din motive simple de construcție, realizarea unei camere de combustie în care aspectele negative le-am prezentat în figura precedentă, înclinarea spre față apropie periculos fumul din gura de evacuare de șemineu, făcând să se întâlnească fluxul de aer de combustie cu fluxul de aer de ventilație într-un unghi care favorizează formarea de vârtejuri, ceea ce va face mult mai ușoară intrarea fumului în ambient.
Forma valvei, dacă este dreptunghiulară, din punct de vedere aerodinamic, este foarte greșită și va provoca o pierdere a tirajului mult mai mare decât o valvă de formă rotundă sau pătrată. De altfel, o parte din aerul de ventilație de la intrare va fi dirijată către baza focarului pe lângă peretele înclinat, producând astfel vârtejuri care vor răci stratul de lemne și de jar, coborând astfel rata de combustie, diminuând temperatura gazelor de evacuare și deci scăzând astfel tirajul.
În sumă, considerând că utilizarea unui șemineu deschis în timpurile de astăzi nu mai are nimic de-a face cu încălzirea care se făcea de demult, reținem că acest aspect are strânsă legătură între o bună funcționare și o mare cantitate de aer consumată în șemineu.
Toate vârtejurile observate în interiorul focarului sunt provocate de rezistența fumului și de aerul de ventilație. Pentru evitarea vârtejurilor nedorite, este necesar ca straturile de fluid care intră în contact direct cu o suprafață să nu fie forțate să facă deviații mai mari de 10-12 grade.
Doar o reducere extrem de graduală a șemineului pe lemne, de la gura focarului la coșul de fum, și complet lipsită de imperfecțiuni ale suprafețelor de contact, pot evita formarea de vârtejuri și permit crearea de fluxuri de aer laminate perfect drepte. Formarea de vârtejuri este inevitabilă dacă suprafața de-a lungul căreia curge fluidul este întreruptă sau își schimbă brusc direcția.
3. Eficienta combustiei
S-a discutat mult si inca se mai discuta, despre avanatajele si dezavantajele dintre focarele deschise si focarele inchise, din punctul de vedere al combustiei si in consecinta asupra degajarii in ambient de gaze nocive.
Pentru ca o combustie sa fie completa si fara sa degaje gaze toxice, sunt necesare 3 lucruri: combustibilul, o cantitate suficienta de aer si o temperatura destul de ridicata.
Gazele degajate de prima faza de combustie contin hidrocarburi grele care necesita o temperatura de aprindere de circa 650 grade.
Pe de alta parte, carbonul continut de lemn, are o combustie complexa, in care in prima faza se produce oxid de carbon, care apoi odata cu reoxigenarea acestuia rearde si formeaza anhidrida carbonica. Combustia in absenta oxigenului nu este doar periculos de toxica, pentru ca oxidul de carbon este toxic, dar este absolut fara nici o eficienta, dat fiind ca mare parte din caldura e produsa propriu din reactia oxidului de carbon cu oxigenul.
In semineele cu focar deschis este necesara o cantitate mare de aer pentru a garanta o cantitate de oxid de carbon aproape nula in reziduurile arderii. Pe de alta parte, acest exces de aer proaspat are tendinta de a scadea temperatura de combustie si de a lasa o mare parte din hidrocarburi grele nearse.
Intr-un semineu deschis, ingradirea combustiei intr-un spatiu restrans si controlul aerului de ventilatie garanteaza o temperatura inalta de combustie, care arde cu mai multa usurinta hidrocarburile, si totodata scaderea cantitatii de oxigen poate creste cu usurinta cantitatea de oxid de carbon rezultata, in timp ce prezenta unui tiraj bun care creste viteza de evacuare a fumului diminueaza timpul de stagnare a oxigenului in camera de ardere si poate permite degajarea unei cantitati mai mari de gaze nearse. Se incearca remedierea acestei probleme prin imersia unei cantitati proaspete de oxigen preincalzit in camera de combustie, in zona unde fumul ajunge cu o cantitate suficienta de hidrocarburi astfel incat sa aiba loc o noua ardere completa (post-combustie). Oricum, degajarea unei cantitati minime de gaze nearse este inevitabila, chiar si in acest caz.
Intr-un semineu deschis de forma aerodinamica imperfecta, turbulentele care amesteca fumurile si aerul de ventilatie garanteaza eliminarea oxidului de carbon, dar va fi dificil sa reuseasca sa arda si hidrocarburile grele, dat fiind faptul ca turbulentele racesc fumul, fiind imposibila o a doua combustie. Intr-un semineu aerodinamic corect construit, in schimb, accesul de aer nu se amesteca intr-o maniera turbulenta cu fumul din combustie, si ramane mult timp in spatele peretelui focarului separat de aerul de ventilatie si va intra in zona dedicata creerii post combustiei.
III. Ambientul semineului
Al treilea aspect de luat în considerare este ambientul în care este montat un semineu deschis. Un semineu deschis pe lemne este ca o ușă care face comunicarea dintre casă și exteriorul acesteia, fie că avem un semineu care funcționează, fie că nu.
Din teoria de funcționare a semineelor pe lemne știm că diferența de presiune dintre două zone, necesară să activeze tirajul, trebuie să fie minimă; atât de minimă încât se poate spune că nu există un coș de fum în echilibru static cu ambientul. Un coș de fum este mereu în presiune sau depresiune în comparație cu alte zone înconjurătoare, din interiorul sau exteriorul casei. Nu de puține ori se întâmplă să avem un tiraj inversat în coșul de fum, chiar când semineul este stins.
Condițiile ambientale sunt determinante în influențarea funcționării unui semineu pe foc, dat fiind că ambientul în care este montat semineul nu este altceva decât un vas comunicant care furnizează aer rece, indispensabil pentru funcționarea semineului. Orice perturbare a acestei zone va avea efect imediat asupra altor zone ambientale.
O casă, chiar modern construită, bine izolată și sigilată față de exterior, prezintă întotdeauna zone care vor fi traversate involuntar de curenți de aer exterior. Grile de ventilație, neetanșări ale ușilor și ferestrelor, îmbinări dintre pereți și acoperiș — vor exista întotdeauna spații prin care intră sau iese aerul. Aceste mișcări de aer, împreună cu diferența de temperatură dintre interior și exterior, vor transforma casa într-un „coș de fum”.
Efectul cos de fum provoaca o presiune superioara celei atmosferice la nivelurile inalte ale casei si o presiune inferioara celei atmosferice la nivelurile inferioare. Exact ca intr-un cos de fum, cu cat este mai mare diferenta de temperature dintre interior si exterior, si cu cat este mai inalta casa, cu atat este mai mare efectul de cos de fum aparut.
O fereasra deschisa la etajele superioare reprezinta un “defect”, si nivelul de presiune neutral urca imediat catre aceasta cota, producand o depresiune la etajele inferioare, care poate fi suficienta pentru a crea o intoarcere a fumului in cosul de fum. Daca in schimb se deschide o fereastra la un nivel inferior, nivelul de presiune neutra coboara spre acest nivel, reducand depresiunea in acel ambient/
ntat de presiunea negativa din ambientele mai joase deoarece se va afla in permanenta la aceeasi temperatura ca si casa.
Inversarea tirajului prin efectul “cos de fum” este de multe ori interpretat gresit ca o incapacitate a casei de a asigura sufficient aer proaspat pentru functionarea semineului. In realitate, efectul “cos de fum” depinde exclusive de diferenta de temperatura si de inaltimea casei. La o temperature data in exterior corespunde o certa diferenta de presiune intre baza si varful casei. O casa mai putin sigilata termic va schimba mai mult aer cu exteriorul decat o casa foarte bine sigilata termic.
