Naczynie przeponowe – historia nieporozumień, czyli trudna przyjaźń (2). Nacisk na gumę

Naczynia bywały montowane wraz zaworami bezpieczeństwa „na” kotłach bez dopuszczeń do układów zamkniętych, niezgodnie z ich DTR, podczas gdy w tym dokumencie stało: zabezpieczyć systemem otwartym. Ponieważ norma nie określała wyraźnie: kotłów na paliwo stałe zabezpieczać tak nie wolno, tylko wyliczała, jakie można. Taki jest jednak język norm. Mówią, jak należy, a nie jak nie należy. Autor nie jest w stanie wyliczyć wszystkich głupich pomysłów, jakie przychodzą do głowy. W „Warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” z 1994 r. wydanych na podstawie Prawa budowlanego z tegoż roku (które obowiązywały od 1 kwietnia 1995 r.), instalacje ogrzewcze były potraktowane dość oszczędnie. Jednak po kolejnych zmianach pojawił się zapis wyraźnie zabraniający zabezpieczania instalacji współpracujących z kotłem na paliwo stałe systemem zamkniętym, wyposażonym w naczynie wzbiorcze przeponowe. To rzadki przypadek, żeby w warunkach pisano „zabrania się”. Na ogół jest napisane, jak należy wykonać, zaprojektować. Zapis taki powstał, bo problem musiał być powszechny i poważny. Na pewno był poważny w skutkach na przykład wybuch kotła pracującego jako ciśnieniowy. Potem przyszły naczynia przeponowe na c.w.u.
Nie wiem, jak myśmy sobie bez nich radzili. Nagle przestały kapać zawory bezpieczeństwa! Jednak znowu wynikło pewne nieporozumienie i zdarzają się pomyłki. Nie możemy przecież tych naczyń montować analogicznie jak w instalacjach c.o.! Te naczynia nie chronią instalacji przed jej zapowietrzaniem. Nowa rola naczynia polega na ochronie zasobnika – pojemnościowego podgrzewacza c.w.u. przed wahaniami ciśnienia na skutek zmian temperatury. Pociąga to za sobą dodatkowy spektakularny efekt – zawór bezpieczeństwa przestaje kapać.
Drugim niewidocznym, a ważniejszym efektem jest niwelowanie zmiennych naprężeń w płaszczu podgrzewacza. Wywołują one zmęczenie materiału i w efekcie skracają mu życie. Tak więc naczynia powinny być montowane po stronie podgrzewacza, a nie instalacji (jest firma, która ma rozwiązanie przepływowe; ja jestem do niego przekonany). Pomyłki tutaj, na szczęście, zdarzają się z rzadka, bo ciągle tkwi w naszej podświadomości analogia do norm z lat siedemdziesiątych, gdzie naczyniem zabezpieczało się źródło ciepła, a nie instalację. Gorsze jeszcze było to, że często stosowano do c.w.u. naczynia od c.o. Po pierwsze, nie mają one atestu PZH dla wody pitnej, po drugie, bardzo często te małe naczynia są 3-barowe, więc pękały na potęgę często z fatalnymi konsekwencjami przy zsumowaniu się z zaniedbaniem w postaci braku wpustu ściekowego. Lała się woda i to nie tyle, co zmieści się w rurach i grzejnikach, ale tyle, co w studni lub w „mieście”. Będąc przy zabezpieczaniu podgrzewaczy, pamiętajmy również o zamontowaniu regulatora ciśnienia na przyłączu wodociągowym (regulatora, nie reduktora). W przypadku instalacji hydroforowej należy dobrze ustawić LC, nie rezygnując z regulatora ustawionego tak, by ciśnienie było stałe, czyli poniżej ciśnienia minimalnego w hydroforze. Na koniec ustawmy ciśnienie. Tu jest to prostsze niż w instalacjach c.o. i zależy od ciśnienia w zasileniu. Poduszka przy pustej instalacji powinna mieć w sobie ciśnienie o 0,3 bara mniejsze od ciśnienia zasilenia.

„Niedoścignione wzorce” Od dawna jednak chodziły słuchy, że gdzieś w „odległej krainie” można zabezpieczać kotły na paliwo stałe systemem zamkniętym. Dotarło i do nas. Minister znowelizował nam w lipcu 2009 r. naszą „biblię 75”.

Nie lubimy czytać przepisów, ale spróbujmy: „zabrania się stosowania kotła na paliwo stałe do zasilania instalacji ogrzewczej wodnej systemu zamkniętego wyposażonej w przeponowe naczynie wzbiorcze, z wyjątkiem kotła na paliwo stałe o mocy nominalnej do 300 kW, wyposażonego w urządzenie do odprowadzana nadmiaru ciepła”. Mam jednak wrażenie, że dopiero teraz jesteśmy na granicy tragedii w obliczu prawa. Kocioł stałopalny 300 kW to mały smok! Może powróci teraz stary problem zabezpieczania „na hura!” naczyniami przeponowymi zamkniętymi wszystkich urządzeń, tak „bezciśnieniowych”, jak „ciśnieniowych”. Będzie to niezgodne z DTR, ale nie umiemy czytać przepisów i często źle je interpretujemy, a i z DTR słabo nam idzie. A „zresztą kto by tam czytał DTR”. Może ten problem pojawić się przy częściowych, wykonywanych bez projektu, modernizacjach starych instalacji wyposażonych w bardzo trwałe acz bezciśnieniowe kotły, na przykład stare KZ-ty. Jednak gorsze jest co innego, jak sadzę: praktycznie nie ma niezawodnego (w rozumieniu technicznym) „urządzenia do odprowadzania nadmiaru ciepła”. Oto dwie sytuacje z wielu, które mogą zaistnieć (życie jest nieobliczalne). Załóżmy, że przyczyną wrzenia wody w kotle jest zbyt gwałtowne spalanie, często połączone z przeładowaniem kotła paliwem i niedostatecznym odbiorem ciepła przez instalacje. Wiele kotłów ma automatyczne sterowanie dopływem powietrza, chociaż wiele kotłów nie ma i tego. Jednak jest to sterowanie podstawowe i nie o takie z pewnością chodzi ministrowi. Jak sadzę ja i wielu inżynierów, chodzi tu o schładzanie zimną wodą. W jaki sposób ? – Odsyłam do znakomitego artykułu Pana dr. inż. Jana Siedlaczka w „Magazynie Instalatora” (lipiec-sierpień 2009 r.) i artykułu Pana doktora z września 2009 r. („Magazyn Instalatora” 9/2009). W sytuacji przegrzewu woda płynie z hydroforni lub wodociągu i jest dobrze. Równie częstą przyczyną jest jednak przerwa w zasilaniu elektrycznym instalacji pompowych. Problem ten jest mniejszy w instalacjach, które były grawitacyjnymi, a teraz dzięki odpowiedniemu włączeniu pompy ze specjalnym zwrotnikiem na by-passie, same przełączą się na grawitację przy zaniku prądu. Nie działa jednak hydrofornia, a przy szerszym zasięgu awarii również wodociąg lokalny. Z taką sytuacją sam spotkałem się ostatnio. Mało stacji hydroforni wodociągowych ma agregaty prądotwórcze, nie znam takiej, co by miała samostartujące. W terenach mało zurbanizowanych nie ma najczęściej, jak mówili mi elektrycy, możliwości wykonania dwóch niezależnych zasilań ujęcia wody. Brak zimnej wody uniemożliwia działanie zabezpieczenia. W pierwszej sytuacji zabezpieczenie zadziałało, lecz w drugiej, niestety, nie. Autor wspomnianego artykułu, na wypadek przerw w dostawie energii, podaje parę rozwiązań dla instalacji w domkach z hydroforem. Jednak mam wrażenie, że nawet przy kotłach małej mocy trudno dobrać zbiorniki, które swą pojemnością zapewnią dostateczną ilość wody zimnej, żeby przez dłuższy czas schładzać kocioł. Pojemność zbiorników na wodę chłodzącą można by zmniejszać w kotłowniach ze stałą obsługą, która wygasi piec. A już było tak pięknie. Wiedzieliśmy oczami wyobraźni – np. kominek z płaszczem wodnym włączony do instalacji zamkniętej, bez wymiennika, za to z urządzeniem do odprowadzania ciepła. Tymczasem widziałem projekty (np. „Muratora”), w których autorzy, mimo nowych możliwości prawnych, mając pewnie na uwadze podobne do moich wątpliwości, łączą stare schematy z nowymi sposobami zabezpieczenia, traktując te zabezpieczenia jako podniesienie bezpieczeństwa, a nie zabezpieczenie zasadnicze.

Jak wielkie jest niebezpieczeństwo? Kotły dopuszczone do stosowania z przeponówką, norma z 1991 roku, mają bardzo niezawodną automatykę, w szczególności wyłączającą kocioł przy braku energii. Na czym polega niebezpieczeństwo zagotowania wody w kotle współpracującym z systemem zamkniętym? Otóż w systemach o ciśnieniu okołoatmosferycznym woda wrze przy około 100oC (trzeba uwzględnić, że trochę wyżej ze względu na ciśnienie statyczne, najczęściej niewielkie), stosunkowo powoli zamieniając się w parę. Trochę wali po instalacji.
Można się nawet wystraszyć. Jednak skutki, choć trudno je zlekceważyć, dla mniejszych kotłów są na ogół niewielkie (o ile naczynie nie jest zamarznięte, a rury drożne): czasem nic, czasem rzuci brudną wodą przez fajkę naczynia, niestety, może, choć rzadko, pęknąć kocioł. Istnieje jednak i tu niebezpieczeństwo poparzenia, które można zminimalizować ostrożnością. Uwaga! Jestem przekonany, na granicy pewności, że palenisko należy gasić piaskiem, gaśnicą proszkową, a śniegową z większej odległości, by zimne CO2 nie uszkodziło kotła. Nie gasić wodą! Kocioł prawie na pewno wówczas pęknie, zwłaszcza żeliwny. Co robić przy ciśnieniówce? Nie wiem. Po prostu ostrożnie z podchodzeniem do kotła. Sądzę, że ryzyko techniczne, które zawsze istnieje, również w systemach otwartych z kotłem na paliwo stałe ma w tych systemach akceptowalny poziom. Co jednak, kiedy system jest ciśnieniowy? Problem robi się poważny. Jeżeli założymy zawór nawet mały, 3 bary, woda zaczyna wrzeć przy znacznie wyższej temperaturze. Jeżeli ZB sobie nie poradzi, a tego obawialiśmy się my i jak sądzę twórcy normy z 1991 r., jest źle. Po pęknięciu kotła następuje gwałtowny spadek ciśnienia i cała woda w ułamku sekundy zamienia się w przegrzaną parę.
Rujnacje ścian kotłowni nie są rzadkością i to jedno z mniej poważnych następstw. Takie wypadki zdarzały się nawet przy źle wykonanych lub niewłaściwie eksploatowanych kotłowniach systemu otwartego. Proszę tego nie lekceważyć! Polecam dokonanie prostego obliczenia. Zadanie brzmi: ile pary o temperaturze 100oC i ciśnieniu atmosferycznym powstanie z jednego decymetra sześciennego wody. Nie dokonujemy tych obliczeń, od kiedy zakończył się wiek pary, a instalacje ogrzewania parowego są już bardzo rzadkie – zapominamy o mocy pary. Nie chcę przedstawiać tego obliczenia, najlepiej zapamiętujemy własne obliczenia, a to obliczenie jest ciekawe, warto je wykonać. Ostatnio słyszałem powiedzenie, że minister ma prawo wydać dowolne rozporządzenie, ale to nie zwalnia nas z myślenia, bo to na nas spoczywa odpowiedzialność za przełożenie przepisów na konkretną instalację. Nie chcę wmawiać Państwu, że nie popełniłem żadnych błędów przy przeponówkach. Najczęściej źle ustawiałem ciśnienia w poduszce. Mam nadzieję, że dziś lepiej to rozumiem. W każdym razie instalacje działają, a zawory bezpieczeństwa nie kapią. Polecam kontaktowanie się z producentami naczyń, ponieważ zajmują się oni głównie przednówkami i mają doświadczenie, które jest niewspółmiernie większe od naszego w tej dziedzinie. Pamiętajmy też, że pozornie podobne instalacje, zwłaszcza kotłownie, mogą różnić się w istotnych szczegółach (praktycznie nie ma dwóch identycznych rozwiązań). Stosowanie Polskich Norm jest często dobrowolne.

Tylko niektóre są obligatoryjne lub stają się takie przez przywołanie w projekcie bezpośrednio lub pośrednio. Często jako wymagania projektowe przywołane zostają „Wymagania techniczne COBRTI Instal”, co jest bardzo dobrą praktyką. Często naczynie pozostaje „bezpańskie” z fatalnym skutkiem dla instalacji. Administratorzy uważają, że skoro jest w węźle, należy do dostawcy energii, np. SPEC. Tak na ogół nie jest! Naczynie ze względu na punkt włączenia należy do instalacji wewnętrznej, która, o ile nie zostało to zlecone przedsiębiorstwu energetycznemu, powinna być konserwowana przez ekipy właściciela lub zarządcy. Naczynie wzbiorcze przeponowe z urządzeniami pompowo-upustowymi i to ze sprężarkowo- upustowymi są oddzielną częścią tego tematu.
Maciej Ryskalczyk
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij