ABC ogrzewania. Spalanie na wspomaganiu

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa  zobacz pdfa     

Powierzchnia użytkowa do ogrzania przez kocioł to 50 m2 wolnostojącego domu parterowego starej konstrukcji. Instalacja grzewcza została zmodernizowana, wykonano ją z rur miedzianych. Do podgrzania budynku oraz wody użytkowej zastosowano kocioł grzewczy z dolnym spalaniem. Wyposażony jest on w trzyciągowy korpus zwiększający wydajność wymiany temperatury od spalin do wody kotłowej. Konstrukcja kotła, będąca odwzorowaniem oporów wewnętrznych przepływu spalin przez wymiennik, do poprawnej jego eksploatacji wymaga dobrego ciągu kominowego, nie mniejszego niż 15 Pa. Tym bardziej, iż niedopuszczalne jest wydymianie spalin z kotła na skutek zainstalowania go wewnątrz pomieszczeń mieszkalnych. Kocioł przystosowany jest do opalania węglem kamiennym, brunatnym oraz drewnem kawałkowym.

Ze względu na konstrukcję kotła, budowę paleniska, niedozwolone jest spalanie w nim drobnych paliw typu miał, który mógłby zasypać dolny przewał (kanał) przelotu spalin w części załadowczej. Dotyczy to większości kotłów z dolnym spalaniem. Zastosowanie zbyt drobnego paliwa, w szczególności pyłu, może wywoływać okresowe „kichnięcie kotła”, czyli wybuch pyłu spalanego przy zatkanych kanałach spalin.
Oczywiste jest, iż niedrożny kocioł palić się po prostu nie będzie. Kocioł jest podłączony do komina wytwarzającego bardzo niskie podciśnienie. Jest to wynik jego małych gabarytów, szczególnie wysokości, chropowatej wewnętrznej powierzchni oraz jego nieszczelności praktycznie na całej jego wysokości, bowiem zasysa on fałszywe zewnętrzne powietrze. Komin nie jest docieplony, więc przepływające wewnątrz spaliny są stale nadmiernie wychładzane. Zbyt duża strata temperatury spalin na wysokości komina wpływa niekorzystnie na „siłę” naturalnego ciągu, będącego wynikiem różnicy gęstości (temperatury) pomiędzy temperaturą spalin wylotowych z kotła a temperaturą wylotową z komina.

Jedynym rozwiązaniem w takim przypadku jest wspomaganie ciągu, czyli mechaniczne wytworzenie potrzebnego do bezpiecznej i prawidłowej pracy kotła podciśnienia komina. W tym celu na kominie zainstalowano wentylator wyciągowy. Wentylator jest sklasyfikowany jak nasada kominowa z mechanicznym napędem, silnikiem elektrycznym. Kosztem zużytej przez wentylator wyciągowy energii elektrycznej dostajemy w pełni spalony węgiel w popielniku. Sam komin, dzięki zastosowaniu mechanicznego wyciągu, jest praktycznie w każdym momencie utrzymany w czystości oraz gwarantuje stałą przepustowość. Wentylator wyciągowy wraz z urządzeniami pomocniczymi instalacji grzewczej, jak pompa c.o., został podłączony do regulatora. Regulator, poprzez elektroniczną zmianę obrotów wentylatora oraz zastosowanie zależności PID, utrzymuje zadaną przez użytkownika temperaturę kotła w różnych warunkach. Szybkość obrotów wentylatora, w zależności od temperatury na kotle i wartości zadanej przez użytkownika, samoczynnie adoptowana jest do prędkości nagrzewania się kotła. Główne znaczenie odgrywa tu sposób opalania, rodzaj paliwa oraz obciążenie kotła poprzez odbiorniki systemu grzewczego. Dzięki możliwości podpięcia do regulatora kotła termostatu wewnętrznego utrzymuje on również temperaturę pomieszczenia. Utrzymywana temperatura pomieszczenia jest w przybliżeniu równa temperaturze zadanej na regulatorze, ponieważ regulator, podczas blokady, poprzez termostat obniża np. tylko temperaturę zadaną kotła, nie wyłączając przy tym pracy pompy obiegowej.

Możliwe są również inne opcje podczas blokady termostatu (czasowe zatrzymanie pompy), jednak w opisywanej małej instalacji grzewczej z niewielką ilością wody w instalacji mogłoby to doprowadzić do niepożądanego wzrostu temperatury na kotle oraz ewentualnie zagotowania wody kotłowej, a tym samym – ubytku odpowiedniej ilości wody muszącej zakończyć się uzupełnieniem instalacji, czyli dodatkowym natlenieniem instalacji, które zwiększa proces korozji. Obecność tlenu 1000-krotnie przyspiesza proces korozji.

Wspomniany regulator realizuje dodatkowo pracę pompy c.w.u., mieszacza elektrycznego zaworu mieszającego oraz tryb ochrony kotła. W celu ustawienia odpowiedniego, wymaganego dla zastosowanego kotła, podciśnienia komina, na regulatorze ustawiamy przedział pracy (zmiany obrotów) wentylatora poprzez określenie maksymalnej oraz minimalnej jego wydajności. Wraz ze wzrostem temperatury na kotle, w stosunku do zadanej na regulatorze, wentylator zmniejsza obroty, utrzymując stałą temperaturę pracy kotła. Po osiągnięciu temperatury zadanej na kotle wentylator zostaje wyłączony z pracy ciągłej, wykonuje on tylko okresowe przedmuchy, dokładnie zdefiniowane przez użytkownika regulatora poprzez nastawę czasu przedmuchów, mocy przedmuchów oraz ich intensywności.

Wentylator poprzez napowietrzenie paleniska w sposób wystarczający korzystnie wpływa na stopień wypalania się paliwa, co zmniejsza stratę niecałkowitego spalania w popielniku, a co za tym idzie zużycie opału przez kocioł. Wentylator wyciągowy utrzymuje również komin w czystości, co zmniejsza prawdopodobieństwo przytkania się przelotu komina. Dodatkowo wentylator w pewnym stopniu realizuje zadanie instalacji wywiewnej mechanicznej budynku mieszkalnego. Kocioł z wyregulowanym zakresem wyciągu zapewnia również kontrolę nad stratą wylotową do komina poprzez temperaturę spalin, regulowaną dodatkowo zainstalowanym fabrycznie szybrem czopucha kotła. W opisywanej instalacji temperatura spalin waha się w granicach od 100oC, maksymalnie jednak do 170oC. Temperatura spalin kontrolowana jest poprzez termometr spalin z sondą pomiarową długości 250 mm, usytuowaną w przewodzie kominowym na wysokości około 60 cm od osi czopucha.
Po wypaleniu się opalu w palenisku, np. w czasie naszej nieobecności w domu, regulator za pośrednictwem spadku temperatury kotła w określonym czasie, jednak tylko i wyłącznie poniżej minimalnej temperatury pracy kotła, alarmuje brak paliwa. Alarm ten powoduje zatrzymanie pracy wentylatora. Pozostałe urządzenia pracują nieustannie według zaprogramowania go przez użytkownika. Zatrzymanie wentylatora przy wygaszonym palenisku oraz pompy obiegowej przy temperaturze kotła niższej niż minimalna sprzyja oszczędności energii elektrycznej. Samo zatrzymanie pompy c.o. wpływa również na ochronę stalowego korpusu kotła poprzez szybsze jego wygrzewanie podczas rozpalania kotła czy normalnej eksploatacji.

Marcin Foit

 

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