Gazowe przepływowe ogrzewacze wody oraz poprawa bezpieczeństwa ich użytkowania (1). Podgrzewanie z tradycjami

Szacuje się, że w krajowym budownictwie użytkowanych jest około 3 mln gazowych grzejników wody przepływowej. W budownictwie mieszkaniowym grzejniki wody przepływowej eksploatowane są najczęściej w łazienkach lub pomieszczeniach kuchennych. Taki stan rzeczy jest przyczyną tego, że w Polsce dochodzi do dużej liczby zatruć produktami spalania (zatrucie tlenkiem węgla oraz spadek zawartości tlenu w atmosferze pomieszczeń), w tym także śmiertelnych (kilkaset rocznie) [1]. Największa ilość zatruć ma miejsce w wielokondygnacyjnych budynkach mieszkalnych ze względu na małe kubatury pomieszczeń, a także niewystarczającą wentylację. W ostatnich latach niebezpieczeństwo zatruć tlenkiem węgla narasta w związku z prowadzonymi działaniami termomodernizacyjnymi obejmującymi m.in. nadmierne uszczelnianie okien, co powoduje niewystarczający napływ powietrza potrzebnego do spalania gazu.

Szczególnie niebezpieczne, pod względem zatruć tlenkiem węgla, są grzejniki wody przepływowej. Są to z reguły urządzenia z otwartą komorą spalania typu B, czyli pobierające powietrze do spalania z pomieszczenia, w którym pracują i wyprowadzające spaliny na zewnątrz. Najczęściej są one usytuowane w pomieszczeniach łazienkowych o małej kubaturze i często niedostatecznym napływie powietrza [2]. Dodatkowe zagrożenie stanowi fakt, iż duży procent z nich są to urządzenia przestarzałe, kilkunastoletnie, a nawet kilkudziesięcioletnie, które wymagają przeglądów technicznych, a niejednokrotnie natychmiastowej wymiany.

Skutecznym sposobem eliminacji wypadków zatruć CO jest stosowanie nowoczesnych urządzeń gazowych z zamkniętą komorą spalania, które nie stwarzają żadnego zagrożenia dla ich użytkowników, a także charakteryzują się wysoką efektywnością ekonomiczną wykorzystania paliw gazowych. Niestety zastosowanie tego typu urządzeń z zamkniętą komorą spalania, szczególnie w budynkach wielokondygnacyjnych, jest obecnie jeszcze niewielkie.

Z komorą otwartą Tradycyjne gazowe przepływowe ogrzewacze wody wyposażone są w przerywacz ciągu, a spaliny odprowadzane są na zasadzie ciągu naturalnego do przewodu kominowego (urządzenie typu B1 w klasyfikacji europejskiej). Przerywacz ciągu wpływa zarówno na pracę urządzenia gazowego, jak i działanie wentylacji grawitacyjnej i układu odprowadzania spalin [3]. Powszechnie w naszym kraju stosowane są jeszcze w mieszkaniach urządzenia starego typu, wyposażone w palniki inżektorowe (PG6 a nawet PG4), w których zapalenie płomienia jest dokonywane poprzez palnik dyżurny (tzw. świeczkę). Płomień dyżurny zużywa ok. 150-200 m3 gazu w ciągu roku [4]. Sprawność tych urządzeń przy nominalnej mocy wynosi ok. 80%.

Oferowane obecnie na rynku gazowe przepływowe ogrzewacze wody z otwartą komorą spalania posiadają moce znamionowe od ok. 15 do 30 kW i sprawność cieplną rzędu 86¸87%. Są to urządzenia wiszące, o małych gabarytach, wyposażone najczęściej w automatyczny zapłon, które posiadają możliwość regulowania temperatury i wydajności ogrzewanej wody. Automatyczny zapłon dokonywany jest przy pomocy iskry wytwarzanej za pomocą baterii lub hydrogeneratora (turbinki napędzanej przepływem wody). Urządzenia te wyposażone są w czujnik odwrócenia ciągu, który odcina dopływ gazu w razie wypływu spalin do pomieszczenia. Należy jednak zwrócić uwagę, że nie w każdej sytuacji może on ochronić przed wypływem spalin do pomieszczenia. Obowiązująca norma PN-EN 26 dotycząca tych urządzeń przewiduje bowiem sprawdzenie działania tego czujnika jedynie w warunkach częściowego i całkowitego zablokowania przewodu spalinowego, natomiast przy ciągu wstecznym sprawdzane jest tylko, czy nie następuje znaczne pogorszenie spalania (wzrost stężenia tlenku węgla) [5], co stanowi (wg artykułu Gebhardt, Normalizacja a bezpieczeństwo urządzeń gazowych typu B11BS [6]) poważny błąd stwarzający śmiertelne zagrożenie dla użytkowników urządzeń tego typu. Ogrzewacze posiadają ponadto czujnik chroniący przed przegrzewem wody w wymienniku ciepła.

Podstawową wadą gazowych przepływowych ogrzewaczy wody z otwartą komorą spalania jest możliwość zatrucia ich użytkowników produktami spalania. Dla ich prawidłowego funkcjonowania konieczne jest zapewnienie odpowiedniego dopływu powietrza, a także niezawodnego odprowadzania spalin przez przewód i kanał kominowy w każdych warunkach klimatycznych. Nawet sprawne urządzenia są bardzo wrażliwe na niedostateczny napływ powietrza i w takim przypadku w spalinach pojawia się duża ilość tlenku węgla.

Stan urządzeń zdemontowanych Autorzy artykułu postanowili sprawdzić stan techniczny gazowych przepływowych ogrzewaczy wody demontowanych z mieszkań po ich kilkudziesięcioletniej eksploatacji. Taką okazję stwarza obowiązek utylizacji przez dystrybutora wyeksploatowanego urządzenia podczas jego wymiany na nowszy model. Badaniu podano 11 urządzeń, które do niedawana ciągle funkcjonowały w mieszkaniach. W zdemontowanych urządzeniach sprawdzano jakość spalania oraz sprawność. Badania prowadzono, opierając się na normie PN-EN 26:2002 „Gazowe przepływowe ogrzewacze wody do celów sanitarnych, wyposażone w palniki atmosferyczne” [5].

Badania jakości spalania polegają na sprawdzeniu zawartości tlenku węgla w suchych nierozcieńczonych spalinach. Zawartość CO, według obecnie obowiązującej normy, nie może przekroczyć 0,10% przy zasilaniu gazem odniesienia i 0,20% przy zasilaniu gazem granicznym spalania niezupełnego. Dla użytkownika urządzenia grzewczego, ale też ze względów ekologicznych, ważna jest jego jak najlepsza efektywność energetyczna. Sprawność gazowego przepływowego ogrzewacza wody nie powinna być mniejsza niż 84% dla ogrzewaczy o znamionowym obciążeniu cieplnym przekraczającym 10 kW i 82% dla ogrzewaczy o znamionowym obciążeniu cieplnym nieprzekraczającym 10 kW [5].

W tabeli 1 przedstawiono wyniki badań sprawności i jakości spalania gazowych przepływowych ogrzewaczy wody, uzyskanych podczas wymiany tych urządzeń na nowsze. Ponadto w tablicy tej podano także rok produkcji badanych urządzeń oraz zmierzone dla nich obciążenie cieplne palnika, moc oraz zużycie gazu.

Wiek badanych urządzeń, ustalony na podstawie informacji zawartych na tabliczce znamionowej, był zróżnicowany od 22 do nawet 47 lat. W dwóch przypadkach brak było informacji odnośnie roku wyprodukowania badanego urządzenia, ale autorom udało się ustalić, iż tego typu ogrzewacze były produkowane odpowiednio: G.W.P 21-II w latach 1978-84, a PG 17-20 w latach 1992-97. Ogrzewacze PGm-4 oraz PG 6 M6 zostały wyprodukowane jako urządzenia na gaz miejski, jednak w trakcie ich wieloletniej eksploatacji nastąpiła zmiana w sieci zasilającej z gazu miejskiego na gaz ziemny, co spowodowało konieczność dostosowania w nich palników do spalania gazu ziemnego.

Dla dwóch urządzeń PGm-4 i G 17-00-z12 nie udało się przeprowadzić pełnego badania ze względu na ich bardzo zły stan techniczny. W ich przypadku stężenie tlenku węgla w spalinach przekraczało zakres pomiarowy analizatora spalin, który wynosił 20 000 ppm. Urządzenia te charakteryzują się bardzo dużym zużyciem gazu, co wskazuje na prawdopodobną ingerencję w ich konstrukcję (np. rozwiercenie otworów palnika).

W przypadku urządzenia G.W.P 21-II, charakteryzującego się najwyższym stężeniem CO w spalinach (43 955 ppm) i najmniejszą sprawnością (67%), podczas jego oględzin stwierdzono, iż ma wypaloną nagrzewnicę.

W przypadku 7 z 11 przebadanych urządzeń został przekroczony dopuszczalny poziom stężenia tlenku węgla w suchych nierozcieńczonych spalinach (1000 ppm). W zdecydowanej większości są to stężenia CO, które w drastyczny sposób przekraczają dopuszczalny poziom i stanowią bezpośrednie zagrożenie dla życia. Przy tak wysokich stężeniach i napływie spalin do pomieszczenia istnieje niebezpieczeństwo zgonu poprzez zatrucie tlenkiem węgla już po kilku minutach [7].

W kilku przypadkach zmierzona moc odbiegała od znamionowej, co można wytłumaczyć długotrwałą eksploatacją tych urządzeń i pogorszeniem jakości wymiany ciepła, a także drożności przewodów. Zazwyczaj, kiedy obserwowano obniżenie mocy cieplnej urządzenia, można było stwierdzić, że spada również stężenie CO w spalinach.

Uzyskane w trakcie badań sprawności urządzeń w większości były poniżej poziomu wymaganego obecnie przez normę (84%). Są to dosyć niskie wartości sprawności w odniesieniu do obecnie dostępnych urządzeń gazowych. Dodatkowo należy podkreślić fakt, iż przebadane ogrzewacze pracują właściwie zawsze z maksymalną mocą, niezależnie od ilości pobieranej ciepłej wody. Nowsze urządzenia posiadają możliwość dostosowania obciążenia palnika do wydajności ciepłej wody użytkowej (w skrócie c.w.u.), co oczywiście wpływa na mniejsze zużycia gazu. Stan techniczny badanych urządzeń najlepiej ilustrują ich fotografie 1 i 2.

Na podstawie rezultatów pomiarów można stwierdzić, iż dalsze użytkowanie takich urządzeń, których, jak można przypuszczać, jest jeszcze bardzo wiele zainstalowanych w naszym kraju, niesie ze sobą niebezpieczeństwo dla ich użytkowników. Ponadto należy pamiętać o związanych z ich stosowaniem stratach energetycznych i ich niekorzystnym wpływie na środowisko naturalne.

dr inż. Grzegorz Czerski
Zbigniew A. Tałach

Literatura:
1. J. A. Żurański, Zatrucia tlenkiem węgla z urządzeń gazowych w budownictwie mieszkaniowym w latach 1991-2002, II Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna Eko-Komin „Nowoczesne i bezpieczne systemy kominowe i wentylacyjne w budownictwie mieszkaniowym”, Kraków 2006, s. 77-85.

2. A. Kukuczka, A. Strugała, J. Andrzejewski, Przyczyny powstawania oraz metody eliminacji wypadków zatruć użytkowników pomieszczeń z urządzeniami gazowymi w budynkach mieszkalnych, Sympozjum „Techniczne, medyczne i prawne aspekty bezpieczeństwa użytkowników pomieszczeń z urządzeniami gazowymi w budynkach mieszkalnych”, AGH Kraków, 2003, s. 57-78.

3. E. Nowakowski, Wentylacja naturalna w mieszkaniach z ogrzewaniem indywidualnym, RI 2008, nr 11, s. 82-85.

4. G. Dudek, Gazowe podgrzewacze wody, „Ładny Dom” 2005, nr 5.

5. PN-EN 26:2002 „Gazowe przepływowe ogrzewacze wody do celów sanitarnych, wyposażone w palniki atmosferyczne”.

6. Z. Gebhardt, Normalizacja a bezpieczeństwo urządzeń gazowych typu B11BS, „Gaz, Woda, Technika Sanitarna” 2007, nr 7, s. 23-25.

7. G. Czerski, Ocena zagrożeń zatruć tlenkiem węgla użytkowników urządzeń gazowych w oparciu o bilans masowy pomieszczenia, „Gaz, Woda, Technika Sanitarna” 2005, nr 11, s. 2–4.
Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

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