Wymiana kotła węglowego starego typu na nowoczesny kocioł peletowy

Wymiana kotła zainstalowanego kilkadziesiąt lat temu niemalże w 90% będzie wymagała modernizacji instalacji w kotłowni. Oprócz zmiany samych rur zasilających kocioł oraz odprowadzających wodę z kotła często należy wymienić także elementy instalacji rozprowadzające medium grzewcze. Sprawa nie jest błaha…

Stopień modernizacji instalacji zależeć będzie od tego, czy chcemy poprawić lub w ogóle wykonać instalację regulacyjną medium grzewczym lub po prostu wymienić stare rury rozprowadzające ciepło i zainstalować nowy kocioł. Pytanie dotyczące wymiany kotła padło od czytelnika, którego instalacja grzewcza wykonana została w latach 70. Rok montażu sugeruje, że instalacja grzewcza może być wykonana w systemie układu otwartego, a naczynie wzbiorcze otwarte wyprowadzone jest z pionu grzejnikowego i usytuowane w najwyższym punkcie instalacji. Jeżeli faktycznie naczynie otwarte jest tak zainstalowane, pojawia nam się pierwsza do podjęcia decyzja: czy kocioł nadal pozostawić w układzie otwartym uchwyconym z pionu grzejnikowego, czy może lepiej będzie podłączyć je bezpośrednio za kotłem i zainstalować urządzenia regulacyjne instalacji lub czy zmodernizować instalację na układ zamknięty, „odcinając” obecnie zabudowane naczynie wzbiorcze otwarte.

Naczynie wzbiorcze

Pozostawienie naczynia otwartego wyprowadzonego z pionu nakłada na nas sporo ograniczeń, ponieważ zgodnie z obowiązującymi przepisami na drodze od kotła do naczynia otwartego wzbiorczego nie można zainstalować zaworów (w tym odcinających, kulowych, mieszających itp.) oraz dokonywać redukcji średnicy na mniejszą. Zakładam tu, że średnica rur wychodzących z kotła jest odpowiednio dobrana w stosunku do mocy i rodzaju kotła, tak więc nie będziemy tego tematu pogłębiać.

Przerobienie podłączenia naczynia wzbiorczego otwartego, niemalże bezpośrednio z kotła, również może okazać się kłopotliwe, ponieważ wymagać to będzie prac budowlanych, np.: skuwania, wiercenia lub przebijania ścian. Wszystko zależy oczywiście od usytuowania naczynia otwartego względem usytuowania kotłowni. Istnieje zatem duże prawdopodobieństwo, że opisane kosztowne i wymagające dużego nakładu pracy czynności budowlane nie zostaną zaakceptowane przez mieszkańców.

Pozostaje jeszcze jedno wyjście w postaci zmiany instalacji grzewczej systemu otwartego na instalację systemu zamkniętego. Nie wymaga to dodatkowych modyfikacji w obszarze dalszym niż sama kotłownia, za wyjątkiem odcięcia istniejącego naczynia wzbiorczego otwartego zainstalowanego z pionu grzejnikowego. Do takiej instalacji, zgodnie z warunkami technicznymi zawartymi w Rozporządzeni Ministra Infrastruktury z dnia 12 marca 2009 roku, koniecznie należy zainstalować zawór bezpieczeństwa o ciśnieniu równym maksymalnemu ciśnieniu roboczemu kotła, naczynie przeponowe zamknięte o poprawnie zaprojektowanej pojemności oraz urządzenie do odbioru nadmiaru ciepła (schładzacz), który będzie umożliwiał odebranie mocy równej mocy zainstalowanego kotła.

Oczywiście można zdecydować się na bezpośrednie podłączenie kotła do istniejącej instalacji z naczyniem otwartym uchwyconym z pionu, pozostawiając ją bez żadnej regulacji temperatury wody wychodzącej na grzejniki, za wyjątkiem głowic termostatycznych zainstalowanych przy grzejnikach, którymi można by zmniejszać moc grzejnika.

Kocioł na pelety

Czym tak naprawdę są kotły peletowe i co potrafią? Współczesne i zarazem wysokosprawne kotły peletowe realizują procesy regulacji temperatury wody wyprowadzanej na odbiorniki w postaci regulacji pracą pompy lub – w sposób znacznie dokładniejszy – zaworami mieszającym sterowanymi napędami elektrycznymi, potocznie nazywanymi siłownikami. Z racji możliwości płynnej modulacji w szerokim zakresie mocy palnika peletowego, np. od 6-20 kW, instalacja nie musi być wyposażona w akumulator ciepła w postaci bufora. Czasem nie ma też na niego miejsca. Dla przypomnienia można wspomnieć, iż pojemność bufora współpracującego z kotłem o mocy 25 kW powinna wynosić co najmniej 1000 l. Bufor zapewnia jednak stabilizację temperaturową czynnika grzewczego wyprowadzanego na instalację c.o. oraz zapobiega częstemu uruchamianiu się kotła peletowego (palnika wyposażonego w grzałkę elektryczną).

Pracę współczesnego kotła peletowego można porównać z pracą kotła gazowego, który rozpala się w chwili grzania, wygasza się w momencie braku konieczności zapotrzebowania na ciepło oraz pracuje ze zmienną mocą na palniku. Kotły peletowe trzeba jednak ręcznie zasilić w paliwo, wyczyścić wymiennik ciepła mniej więcej co 4 tygodnie oraz wynieść popiół pozostały po spaleniu. W praktyce przyjmuje się, że popiołu jest ok. 10 kg ze spalonej tony paliwa. W sytuacji braku bufora, kocioł może rozpalać się oraz wygaszać nawet do 20 razy w ciągu doby w okresie intensywnego grzania (w zimie) oraz do 5-10 razy w okresie przejściowym.

W instalacji bez bufora znacznie bardziej eksploatowana jest grzałka elektryczna (zapalarka) palnika peletowego, której możliwa ilość włączeń eksploatacyjnych zwykle wynosi ponad 10 000 cykli (grzałki ceramiczne). Dla grzałek (tak zwanych rurkowych) ilość możliwych włączeń jest większa. Przyjmując, że w miesiącach listopad-marzec (5 miesięcy) nastąpi po 20 uruchomień zapalarki elektrycznej każdego dnia, a w październiku, kwietniu i maju (3 miesiące) po 10 uruchomień dziennie, można łatwo oszacować, że grzałka elektryczna ulegnie uszkodzeniu po okresie eksploatacyjnym 2,5-3 lat. Koszt grzałki nie jest jednak duży, ponieważ stanowi około 80-140 zł brutto. Zakup bufora jest drogą inwestycją, ponieważ w zależności od objętości oraz typu zbiornika może stanowić koszt średnio 2000-4000 zł.

Powstaje zatem pytanie, czy warto kupować bufor, jeżeli oczywiście dysponujemy wymaganym dla niego miejscem w kotłowni lub garażu, czy taniej nam wyjdzie wymienić grzałkę elektryczną co kilka sezonów grzewczych. Oczywiście istnieje prawdopodobieństwo, że ilość włączeń grzałki będzie wyższa niż deklarowana przez producenta.

Dwa miesiące pracy…

Aby zobrazować sobie sytuację, w której znajdziemy się podczas zakupu kotła peletowego, poniżej zawarto informacje eksploatacyjno-informacyjne z dwóch miesięcy pracy kotła peletowego w instalacji grzewczej podłogowej oraz grzejnikowej niewyposażonej w bufor. W tych miesiącach skrupulatnie monitorowano zużycie opału, ilość włączeń kotła, temperaturę zewnętrzną oraz czas pracy palnika (kotła). Zebrane wyniki przedstawiono na dwóch wykresach.

Foit202wykres1

Foit202wykres2

Sporządzono je, ogrzewając w styczniu oraz marcu 2015 r. kilkuletni dom o powierzchni 114 m2 oraz podgrzewając zbiornik wody użytkowej o pojemności 100 l. Średnie zużycie opału to 16,1 kg/dobę przy całkowitym zużyciu w styczniu 500 kg. Pelet drzewny określono jako średniej jakości w cenie równej 600 zł za 1000 kg. Koszt ogrzewania domu oraz c.w.u. za styczeń wyniósł zatem 300 zł. Średnią temperaturę zewnętrzną zmierzono jako 0,6oC, a średnią ilość włączenia grzałki w ciągu doby wyliczono na 19 razy. Warto wspomnieć, że temperatura zewnętrzna była odczytywana z czujnika temperatury zewnętrznej zainstalowanego na budynku od strony północnej. Powoduje to jednak, że temperatura odczytywana była wyższa o ok. 1,5oC od temperatury rzeczywistej panującej na zewnątrz.

Dla porównania przedstawiono także wykres obrazujący pracę kotła w marcu 2015 r. Średnie zużycie opału to 11,6 kg/dobę przy całkowitym zużyciu w miesiącu 360 kg. Koszt ogrzewania domu oraz c.w.u. za marzec wyniósł zatem 216 zł. Średnią temperaturę zewnętrzną zmierzono i oszacowano na 2,7oC, a średnią ilość włączenia grzałki 12,7 razy/dobę.

Całkowity koszt ogrzewania przykładowego wolnostojącego oraz usytuowanego na wolnej przestrzeni budynku w okresie grzewczym od października do maja wyniósł 1800 zł, co oznacza, że zużyto 3000 kg peletu średniej jakości. Wynik taki uzyskano dla zadanej wewnętrznej temperatury 22,6oC. Regulacja temperatury instalacji c.o. realizowana jest poprzez zawory mieszające oddzielnie zainstalowane dla ogrzewania podłogowego oraz grzejnikowego, uruchomionego systemu pogodowego oddzielnie dla każdego z obiegów oraz przy współpracy z termostatem pomieszczeniowym zapobiegającym wzrostowi temperatury powyżej temperatury zadanej przez użytkownika, w tym przypadku 22,6oC. Należy również wspomnieć, iż wzrost zużycia opału jest większy podczas wietrznych dni, kiedy wymiana powietrza w pomieszczeniach jest znacznie częstsza niż zwykle. Przykład instalacji grzewczej zainstalowanej w budynku, którą wykonano w układzie zamkniętym, przedstawiono na schemacie.

Inna regulacja

Istnieją także inne rozwiązania regulacji temperatury, które nie zostały omówione w artykule ani przedstawione na umieszczonym schemacie ideowym. Regulacja temperatury instalacji podłogowej może odbywać się również poprzez rozdzielacz wyposażony w automatyczną regulację temperatury pracy. W takim przypadku nie instalujemy zaworu mieszającego z napędem elektrycznym oraz czujnikiem pomiaru temperatury. Instalację grzejnikową można regulować poprzez głowice termostatyczne zainstalowane na grzejnikach lub samą pracę pompy obiegowej zasilającej grzejniki w medium.

W regulatorach kotłów lub zewnętrznych regulatorach istnieje możliwość sterowania pracą pompy np. ustawiając czas postoju pompy w momencie uzyskania zadanej temperatury pomieszczenia budynku. W chwili, kiedy budynek oraz instalacja jest wygrzana, sygnał do kotła wysyłany jest przez zainstalowany elektroniczny termostat pomieszczeniowy. Aby jednak nie wychłodzić nadmiernie instalacji, zaleca się, aby pompa cyklicznie została uruchamiana chociaż na parę minut. Tak prowadzony proces pozwala na utrzymanie temperatury wewnątrz budynku, eliminując nadmierne wychłodzenie instalacji oraz grzejników, kolejne nagrzewanie, wychłodzenie itd. Regulacja pracą pompy jest możliwa, lecz nie można jej nazwać płynną regulacją, co ma miejsce przy regulacji poprzez zawór mieszający z napędem elektrycznym i zastosowanym systemie pogodowym. A i w takim zautomatyzowanym układzie można zastosować głowice termostatyczne grzejników, które pozwalają na dodatkową regulację temperatury pomieszczeń ogrzewanych wspólnym obiegiem grzewczym.

Marcin Foit

Ilustracje z arch. autora.

Rys. Schemat ideowy instalacji grzewczej układu zamkniętego z zaworami mieszającymi sterowanymi siłownikami elektrycznymi: 1. Kocioł peletowy; 2. Regulator kotła; 3. Naczynie wzbiorcze zamknięte; 4. Zawór czterodrogowy z siłownikiem; 5. Zawór schładzający (w kotłach do 100 kW); 6. Pompa obiegowa c.o; 7. Grzejniki; 8. Podgrzewacz c.w.u.; 9. Pompa c.w.u; 10. Czujnik temperatury kotła; 11. Czujnik temp. podajnika; 12. Czujnik temp. powrotu; 13. Czujnik temp. c.o. (tylko w przypadku pracy z siłownikiem); 14. Czujnik temp. c.w.u; 15. Czujnik temp. zewnętrznej; 16. Zawór bezpieczeństwa; 17. Wlot i wylot wody chłodzącej; 18. Trójdrogowy zawór mieszający z siłownikiem; 19. Pompa instalacji ogrzewania podłogowego; 20. Instalacja ogrzewania podłogowego; 21. Czujnik temp. instalacji ogrzewania podłogowego; PI – manometr.

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