Modernizacja kotłowni na paliwa stałe. Warianty na grzanie

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa zobacz pdfa    

Możliwość obniżenia kosztów eksploatacji kotłowni jest wystarczającym motywatorem do przeprowadzenia nie tylko wymiany kotła, ale również instalacji w kotłowni wraz z jej aparaturą pomiarowo-regulacyjną. Często poza kosztami swoistym wyzwalaczem działań związanych z modyfikacją kotłowni jest chęć poprawy komfortu użytkowania instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Należy pamiętać, że stare kotłownie na węgiel czy drewno były przygotowane z założeniem ciągłej obsługi, dokładania paliwa i usuwania popiołu. Taki tryb odpowiadał ówczesnym inwestorom, dla których sam fakt posiadania centralnego ogrzewania w miejscu kaflowych trzonów grzewczych był znaczącą poprawą komfortu.
Obecnie domy wyposażone w takie kotłownie często przechodzą w ręce młodych, zabieganych ludzi, dla których konieczność obsługi kotłowni częściej niż raz na dobę jest nie tyle wysiłkiem ponad miarę, ale wykracza poza możliwości czasowe związane z obecnym trybem pracy. Nie do pomyślenia jest również brak możliwości pozostawienia domu bez opieki w zimie i wyjazd na ferie bez zmartwień, o to czy w domu jest ciepło. Z takich uwarunkowań wynika wprost decyzja o konieczności dostosowania kotłowni do zmieniających się warunków na rynku paliw, jak i do oczekiwań w zakresie komfortu. Najczęściej rozpatrywanym wariantem takiej modernizacji kotłowni jest instalacja kotła na gaz ziemny, jeżeli sieć gazowa przebiega w pobliżu budynku, lub instalacja kotła z automatycznym podajnikiem paliwa stałego jak węgiel czy pelety.modernizacja kotłowni

Co dwa kotły, to nie jeden
Wariant z kotłem gazowym jest często brany pod uwagę ze względu na pozornie niższy koszt inwestycji, jeżeli pod uwagę brana jest jedynie cena nowego kotła. Należy jednak pamiętać, że koszt modernizacji kotłowni to nie tylko zakup samego kotła, należy też dodać ceny modernizacji instalacji kotłowni dla podłączenia kotła gazowego, koszt doprowadzenia instalacji gazu ziemnego do kotłowni wraz z projektem i pozwoleniem na budowę, koszt wykonania komina kwasoodpornego do kotła gazowego lub kondensacyjnego oraz koszt automatyki sterującej kotłem, koszt naczynia przeponowego i zamknięcia najczęściej otwartego układu grzewczego pozostałego po kotle na paliwa stałe.
Modernizacja kotłowni jest mniej kosztowna, jeżeli kocioł na paliwa stałe zostanie zastąpiony kotłem gazowym bez pozostawiania kotła na paliwa stałe. Najczęściej jednak spotykaną sytuacją jest chęć pozostawienia kotła na paliwo stałe jako podstawowego urządzenia grzewczego i uzupełnienie instalacji kotłem gazowym do wykorzystania w okresach niewymagających wysokich temperatur czynnika grzewczego (jak wiosna czy lato), a także w okresach dłuższej nieobecności użytkowników instalacji. Tego typu rozwiązanie należy rozważyć pod kątem ekonomicznym, poczynając od wyliczenia kosztów modernizacji w stosunku do uzyskanych oszczędności. Najczęściej wynik takiej analizy wykaże, że pozostawienie starego kotła na paliwa stałe nie jest korzystne ze względu na ograniczoną żywotność wyeksploatowanego kotła oraz niską sprawność, która jest przyczyną wyższego zużycia paliwa.
Warto również zaznaczyć, że modernizacja kotłowni nie powinna stanowić początku prac termomodernizacyjnych w budynku. Często popełnianym błędem jest dobór urządzeń grzewczych do zastanego stanu budynku, który w niedługim czasie po modernizacji kotłowni przechodzi gruntowną wymianę stolarki okiennej czy termomodernizację ścian i stropów. Taki dobór naraża inwestora na wyższe koszty zakupu urządzeń oraz na eksploatację instalacji na zaniżonych parametrach w późniejszym okresie po termomodernizacji, co w przypadku kotła na paliwa stałe może powodować nieprawidłowe spalanie i nadmierne zanieczyszczanie wymiennika ciepła oraz kanałów spalinowych. W przypadku kotłów gazowych problem nie będzie tak odczuwalny dzięki szerokiemu zakresowi modulacji palników.

W tym cały ambaras, by nie grzały oba naraz…
Swoistym wyzwaniem jest zwykle sposób połączenia obu układów tak, aby ciepło było nie tylko wykorzystywane w sposób najbardziej racjonalny, czyli ze źródła ciepła o najwyższej temperaturze, ale również, by układ zapewniał automatyczne przełączanie pomiędzy źródłami ciepła w przypadku, kiedy na przykład w kotle na paliwa stałe zapas paliwa się skończy i konieczne będzie podtrzymywanie ciepła przez kocioł gazowy. Co ważne kocioł ten nie powinien się uruchomić zbyt późno, by nie tracić bezwładności termicznej instalacji i by ciepło z kotła gazowego służyło jedynie do podtrzymania temperatury uzyskanej dzięki spalaniu paliwa stałego. Każdy instalator unika sytuacji tłoczenia nagrzanego czynnika grzewczego z jednego z kotłów przez nieczynny kocioł, ponieważ generuje to stratę. Ciepło należy kierować wprost do odbiorników. Stąd konieczność takiego rozwiązania instalacji, by w sytuacji pracy któregokolwiek z kotłów drugi był odcięty od przepływu czynnika grzewczego. Rozwiązań jest wiele.

Zawory odcinające i zwrotne
Pierwsze tego typu układy łączono po prostu poprzez zawory odcinające i zwrotne, oba kotły instalowano w układzie otwartym, a użytkowników instruowano, jak i kiedy odpowiednie zawory przełączać. Oczywiście takie rozwiązanie generowało szereg awarii i niebezpiecznych sytuacji, więc nie mogło się przyjąć jako instalacyjny standard.  

Wymienniki płytowe
Problem częściowo rozwiązało wprowadzenie na rynek wymienników płytowych, które zapewniały fizyczne odseparowanie obiegów grzewczych kotła gazowego z instalacją w systemie zamkniętym oraz kotła na paliwo stałe w systemie otwartym z naczyniem wzbiorczym zainstalowanym tuż nad kotłem.  To rozwiązanie eliminowało już czynnik ludzki i zapewniało większe bezpieczeństwo pracy instalacji, jednak mała pojemność wodna układu kotła na paliwa stałe prowadziła do częstych przegrzań i gotowania wody w kotle. Częściowo radzono sobie z tym problemem, instalując naczynia wzbiorcze z automatycznym uzupełnianiem wody w układzie, jednak nadal nie było to rozwiązanie doskonałe. Część dostępnych na rynku kotłów gazowych jest fabrycznie przystosowana do pracy wg odczytów z czujnika temperatury nie na wylocie z kotła, ale zdalnego czujnika, zainstalowanego na wylocie z wymiennika. Dzięki temu dopóki kocioł na paliwa stałe będzie ogrzewał wodę do zadanej temperatury, kocioł gazowy nie zostanie uruchomiony. Jeżeli temperatura spadnie, kocioł gazowy zostanie włączony, ale z modulacją mocy palnika bez nadmiernego przegrzewu, stopniowo przejmując na siebie ciężar podgrzania układu do zadanej temperatury.

Zbiorniki akumulacyjne – bufory
Dużym krokiem naprzód było wdrożenie do tego typu instalacji zbiorników akumulacyjnych, które integrując w sobie ciepło z różnych źródeł, zapewniały nie tylko odpowiednią pojemność wodną i możliwość przejęcia nawet nadmiarowego ciepła z kotła na paliwa stałe, ale dawały jednocześnie podział pomiędzy instalacją kotłów oraz instalacją odbiorników ciepła. Ideą działania instalacji z buforem jest wykonanie krótkiego obiegu pomiędzy źródłami ciepła a zbiornikiem akumulacyjnym oraz zasilanie całego układu odbiorników ciepła z bufora poprzez układ regulacji z zaworami mieszającymi. Takie rozwiązanie zapewnia niezależny od temperatur i mocy źródeł ciepła rozbiór ciepła z bufora w sposób najbardziej racjonalny, zapewniający dłuższy czas korzystania z ciepła zgromadzonego w buforze.  Instalacje tego typu są coraz częściej spotykane, a zbiorniki akumulacyjne umożliwiają nie tylko połączenie dwóch kotłów na różne paliwa, ale również kominka z płaszczem wodnym, instalacji kolektorów słonecznych, itp.

Zawory przełączające, automatyczne
Ciekawym rozwiązaniem, mało w Polsce popularnym, a często stosowanym na południu Europy, są instalacje wyposażone w zawór przełączający z siłownikiem oraz termostatem różnicowym, który tak ustawia przepływ czynnika grzewczego, aby ciepło było pobierane ze źródła ciepła o najwyższej temperaturze, oraz jednocześnie odcina źródło chłodniejsze od przepływu czynnika grzewczego.

Zawór schładzający
Jak widać z powyższego opisu, możliwości jest wiele. Część z nich wymaga łączenia kotła na paliwa stałe w układ zamknięty, przy którym to rozwiązaniu należy pamiętać o odpowiednim zabezpieczeniu układu urządzeniem zapewniającym schłodzenie kotła w przypadku przegrzania. Zgodnie z wymaganiami przepisów schłodzenie takie ma zapewnić urządzenie działające bezawaryjnie, nawet w przypadku zaniku zasilania energią elektryczną. Najczęściej stosowane do tego celu są zawory schładzające typu DBV i wężownice schładzające. Armaturę tę należy również stosować w przypadku instalacji kominków z płaszczem wodnym w układach zamkniętych. Warto również pamiętać, że obecnie na rynku raczej nieosiągalne są kotły gazowe wiszące dopuszczone do pracy z ciśnieniem niższym od 0,8 barów, co w większości przypadków uniemożliwia pracę kotła w układzie otwartym, stąd konieczność zastosowania rozwiązań zapewniających rozdzielenie układów. Należy unikać prostych rozwiązań w postaci zaworów odcinających, przestawianych ręcznie. Może to doprowadzić do niebezpiecznego rozpalenia w kotle na paliwa stałe przy zamkniętych zaworach otwierających układ aż do rozerwania kotła od nadmiaru ciśnienia lub do spadku ciśnienia wody przy przestawianiu układu na otwarty poniżej wartości wymaganej dla pracy kotła gazowego i wprowadzenie tego ostatniego kotła w stan awarii.
Tomasz Krakowczyk

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