Zabezpieczenia w instalacjach z kotłami na paliwa stałe

Wszystkie zabezpieczenia wymagane w przypadku montażu kotłów na paliwa stałe służą poprawie naszego bezpieczeństwa oraz zapewniają właściwą i ekonomiczną pracę całej instalacji.

Dwie grupy

Obecnie rynek kotłów na paliwo stałe można podzielić na dwie grupy. Nadal dużą popularnością cieszą się tradycyjne kotły zasypowe, do których – ze względu na sposób spalania – można również zaliczyć kominki z płaszczem wodnym. Paliwo, jakie się w nich wykorzystuje, to przede wszystkim węgiel kamienny, koks, drewno itp. Drugą grupą produktów są już bardziej zaawansowane technologicznie kotły z podajnikami, w których proces spalania jest ściśle kontrolowany. Wyposażone są one w nowoczesne sterowanie elektroniczne, a paliwo, jakie się w nich spala, to głównie eko-groszek, miał i pelet. Sposób montażu tych urządzeń w instalacji jest ściśle określony przez prawo i zależy głównie od rodzaju kotła. W obowiązującym od dnia 8 lipca 2009 r. rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w paragrafie 133 ust. 7 odnajdziemy zdanie: „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 urządzenia do odprowadzania nadmiaru ciepła”. Urządzeniami tego typu mogą być: zawór upustowy bezpieczeństwa termicznego podłączony do wymiennika (wężownicy) schładzającego lub bufor, do którego zostanie odprowadzony nadmiar energii. Producenci w instrukcjach montażu urządzeń podają informację, w jakim systemie ze względów bezpieczeństwa powinien być zamontowany kocioł na paliwo stałe. Niestety bardzo powszechny i nadal praktykowany jest montaż w układzie zamkniętym bez dodatkowych zabezpieczeń, o których mowa w rozporządzeniu. Prowadzi to nierzadko do poważnych awarii instalacji skutkujących zniszczeniem urządzeń w niej pracujących, a nawet budynku, w którym się znajdują. Ważne jest, by w trakcie wybierania rodzaju instalacji odpowiednio ją zabezpieczyć przed zbyt wysokim ciśnieniem i zbyt wysoką temperaturą.

Instalacja otwarta

Jeżeli kocioł na paliwo stałe montujemy w instalacji otwartej, to powinna ona być wykonana zgodnie z normą PN-91/B-02413, która m.in. określa odpowiednią wielkość naczynia przelewowego (otwartego), minimalną średnicę: rury wzbiorczej, rury bezpieczeństwa itp. Przy doborze naczynia można w przybliżeniu przyjąć, że jego minimalna pojemność powinna być równa ok. 5% objętości wody znajdującej się w instalacji. Na rurach: bezpieczeństwa, wzbiorczej, przelewowej i odpowietrzającej nie można umieszczać armatury umożliwiającej całkowite lub częściowe zamknięcie przepływu ani urządzeń i armatury zmniejszającej pole ich przekroju wewnętrznego. Częstym błędem w tego typu instalacjach jest montowanie zaworów odcinających na przewodach wzbiorczych oraz przy samym naczyniu. Użytkownik może wtedy nieświadomie zamknąć zawór, uniemożliwiając, w przypadku niepożądanego wzrostu temperatury, prawidłowe zadziałanie naczynia wzbiorczego.

W układzie zamkniętym

Jeżeli producent w instrukcji obsługi zezwoli na montaż kotła w układzie zamkniętym, powinniśmy zadbać o to, by instalacja została wykonana zgodnie z PN-B-02414 oraz dodatkowo zawierała urządzenia do odprowadzenia nadmiaru ciepła w przypadku awarii. W tego typu układach konieczny jest odpowiedni dobór i montaż membranowego naczynia wzbiorczego. Częstym błędem jest złe ustawienie ciśnienia wstępnego w naczyniu, które powinno być w przybliżeniu o 0,2-0,3 bara niższe niż ciśnienie w instalacji. W celu ułatwienia corocznej kontroli naczynie powinno być zamontowane przy pomocy np. szybkozłączki ze spustem. Umożliwia to sprawdzenie ciśnienia wstępnego, bez konieczności wypuszczania wody z instalacji i demontażu samego naczynia. Na przewodzie łączącym naczynie ze źródłem ciepła nie może znajdować się armatura odcinająca (rys. 1).

Biernacki211-1

Rys. 1. Schemat podłączenia grupy bezpieczeństwa ze źródłem ciepła.

Instalacja musi być także wyposażona w zawór bezpieczeństwa chroniący przed zbyt wysokim ciśnieniem. Jeżeli kocioł wyposażony jest w wężownicę schładzającą, należy podłączyć ją do zaworu upustowego bezpieczeństwa termicznego, który w przypadku wzrostu temperatury powyżej poziomu bezpieczeństwa otworzy się i schłodzi układ. Źródła ciepła nieposiadające wężownicy schładzającej należy podłączyć do bufora, który w skrajnym przypadku przejmie nadmiar energii.

Temperatura powrotu

W przypadku kotłów na paliwo stałe odpowiednie zabezpieczenie instalacji to nie wszystko. Producenci w warunkach gwarancji wymagają specjalnych zabezpieczeń chroniących kocioł przed zbyt niską temperaturą powrotu, powodującą powstawanie kondensatu w kotle, a co za tym idzie -korozji i obniżenia żywotności. Wymagany jest wtedy montaż odpowiednich zaworów mieszających. Obecnie na rynku dostępne są dwa rozwiązania. Pierwsze opiera się na zaworze mieszającym termostatycznym trzydrogowym. Zawór posiada fabryczną nastawę, która pozwala na automatyczne utrzymanie odpowiedniej temperatury powrotu (rys. 2).

Biernacki211-2

Rys. 2. Schemat działania zaworu antykondensacyjnego Ottone.

Drugim rozwiązaniem są zawory trzy- lub czterodrogowe mieszające z możliwością montażu siłownika elektrycznego. To rozwiązanie wymaga podpięcia do sterownika, w który może być wyposażony kocioł na paliwo stałe. Wtedy utrzymanie minimalnej dopuszczalnej temperatury powrotu odbywa się automatycznie (rys. 3).

Biernacki211-3

Rys. 3. Schemat działania zaworu 4-drogowego z siłownikiem Ottone.

Zawory trzy- i czterodrogowe mieszające z siłownikiem pełnią w instalacji jeszcze jedną bardzo ważną funkcję. Umożliwiają optymalny dobór temperatury na zasilaniu instalacji c.o. bez konieczności obniżania temperatury w płaszczu kotła. Zwiększa to sprawność urządzenia, a co za tym idzie – obniża zużycie paliwa i prowadzi do realnych oszczędności. Należy pamiętać, że sprawność kotła podawana jest przy określonej temperaturze na zasilaniu. Zazwyczaj ta temperatura jest dużo wyższa niż ta, która w danej chwili jest wymagana. Bardzo często spotyka się instalację, w której brakuje tego typu zaworów. W okresach przejściowych (wczesna wiosna oraz jesień) lub także przy ciepłej zimie, kiedy użytkownik obniża parametr na zasilaniu instalacji, temperatura powrotu spada poniżej 45oC, a zatem poniżej granicy, gdzie może wytworzyć się kondensat. Nie są wtedy spełnione warunki gwarancji podawane przez producentów i w przypadku awarii kotła reklamacja będzie odrzucona.

Dwa źródła

Obecnie bardzo często spotyka się instalacje wyposażone w dwa źródła ciepła, np.: kocioł na paliwo stałe oraz kocioł gazowy. Stanowi to nierzadko duży problem natury technicznej, który powoduje wybór rozwiązania „na skróty”, tzn. montażu obydwu źródeł ciepła w układzie zamkniętym bez odpowiednich zabezpieczeń tego pierwszego. Można tego uniknąć. Jeżeli kocioł na paliwo stałe montowany jest w systemie otwartym, konieczne jest jego oddzielenie od pozostałej części instalacji pracującej w systemie zamkniętym. Bardzo pomocne i oszczędzające czas instalatora są w tym przypadku zestawy wymiennikowe. W dużym uproszczeniu montaż tego typu urządzeń w instalacji przedstawia rys. 4.

Biernacki211-4

Rys. 4. Uproszczony schemat podłączenia zestawu wymiennikowego Novabox 300 do instalacji z dwoma źródłami ciepła.

Taki zestaw posiada m.in. wymiennik ciepła, przy pomocy którego możliwe jest oddzielenie dwóch niezależnie pracujących systemów (otwartego i zamkniętego) oraz przekazanie pomiędzy nimi wytworzonej energii. Najnowocześniejsze zestawy tego typu posiadają niewielkie rozmiary oraz wyposażone są w sterowanie, które umożliwia automatyczne przełączanie pomiędzy źródłami ciepła. Dodatkowo posiadają one armaturę zabezpieczającą, sterującą, czujniki temperatury oraz pompy obiegowe po stronie układu otwartego i zamkniętego. Zasada działania takiej instalacji jest bardzo prosta, a przede wszystkim zapewnia bezpieczeństwo i komfort w codziennej eksploatacji. W momencie, kiedy użytkownik pali w kotle na paliwo stałe, automatycznie odłączany jest kocioł gazowy. W zależności od wersji zestawów wymiennikowych ciepło może zostać przekazane do instalacji c.o. lub wykorzystane do podgrzania ciepłej wody użytkowej. Do tego celu służy wbudowany zawór strefowy. Kiedy źródło ciepła na paliwo stałe nie pracuje, załączany jest kocioł gazowy.

Podsumowując, należy zdać sobie sprawę z tego, że wszystkie zabezpieczenia wymagane w przypadku montażu kotłów na paliwa stałe służą poprawie naszego bezpieczeństwa oraz zapewniają właściwą i ekonomiczną pracę całej instalacji.

Łukasz Biernacki

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