Zawór bezpieczeństwa w instalacjach kotłowych zabezpiecza przed skutkami nadmiernego wzrostu ciśnienia i jest elementem, o którym nie możemy zapomnieć w trakcie wykonywania zamkniętej instalacji grzewczej.

Biomasa to ulegające biodegradacji odpady, produkty, jak i pozostałości z produkcji rolnej, leśnej i powiązanej z gałęziami przemysłu. Spalanie biomasy jest dużo korzystniejsze niż spalanie paliw kopalnych, ponieważ zawartość szkodliwych pierwiastków jest w biomasie dużo niższa niż w węglu czy innych paliwach stałych.

Spalanie biomasy zalicza się do produkcji energii z odnawialnych źródeł energii. Względem innych paliw stałych ma ona ponadto takie zalety:

  • nie zawiera związków siarki, dlatego po spalaniu nie emituje tlenków siarki, odpowiedzialnych za powstawanie kwaśnych deszczów;
  • ilość dwutlenku węgla emitowana w wyniku spalania biomasy równa jest ilości tego związku pobieranego w wyniku fotosyntezy – bilans = 0, brak dodatkowej emisji szkodliwego dwutlenku węgla.

Zabezpieczenie musi być!

Tak jak wyżej wspomniano, spalanie biomasy zalicza się do techniki spalania paliw stałych, względem których przepisami określono precyzyjne wymagania dotyczące wyposażenia takiej instalacji w armaturę zabezpieczającą.

Ustawodawca, mając na myśli urządzenia zabezpieczające, które powinny być zamontowane na instalacji opalanej kotłem na paliwo stałe, podaje poniższe: zawór bezpieczeństwa, przewód dopływowy oraz przewód odpływowy, naczynie wzbiorcze przeponowe, rura wzbiorcza, zabezpieczenie kotła przed przekroczeniem dopuszczalnej temperatury wody grzewczej, zabezpieczenie kotła przed zbyt niskim poziomem wody.

Zawór bezpieczeństwa – zadania

Zawór bezpieczeństwa w instalacjach kotłowych zabezpiecza przed skutkami nadmiernego wzrostu ciśnienia i jest elementem, o którym nie możemy zapomnieć w trakcie wykonywania zamkniętej instalacji grzewczej. Wahania ciśnienia wody, które powodują nadwyrężenie i rozszczelnienie połączeń w części wodnej urządzenia grzewczego w przypadku braku odpowiednich zabezpieczeń, mogą powodować przedwczesne zużycie kotła, nawet po okresie 2-3 lat eksploatacji.

Zawór bezpieczeństwa, zgodnie z normą, powinien być umieszczony:

  • bezpośrednio na górnej części kotła lub,
  • na przewodzie odprowadzającym wodę grzewczą z kotła przed armaturą odcinającą.
zabezpieczenie-kotla-na-pellet
Zawór bezpieczeństwa w instalacji z kotłem na biomasę

Zawór bezpieczeństwa powinien być tak nastawiony, aby ciśnienie początku otwarcia było równe dopuszczalnemu ciśnieniu w naczyniu wzbiorczym, z uwzględnieniem różnicy rzędnych między naczyniem wzbiorczym i zaworem bezpieczeństwa, a ciśnienie zamknięcia nie było mniejsze niż 80% ciśnienia początku otwarcia. Oprócz klasycznych zaworów bezpieczeństwa część wykonawców, a również producentów kotłów, wybiera gotowe grupy bezpieczeństwa. W skład gotowej grupy bezpieczeństwa wchodzą przeważnie zawór bezpieczeństwa, odpowietrznik automatyczny oraz manometr, który pozwala stale kontrolować ciśnienie w instalacji. Najnowsze wykonania często wyposażone są w łupinę izolacyjną.

Zawór bezpieczeństwa w układzie zamkniętym

W układzie zamkniętym 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 dopuszczalne jest stosowanie innej armatury odcinającej.

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. Brak odpowiedniego zabezpieczenia przed zbyt wysokimi temperaturami i zbyt wysokim ciśnieniem może skutkować poważnymi awariami instalacji, kotła oraz stwarza zagrożenie zdrowia i życia użytkowników.

Specjalne zabezpieczenia

W przypadku kotłów na paliwo stałe producenci w warunkach gwarancji wymagają specjalnych zabezpieczeń chroniących kocioł przed zbyt niską temperaturą powrotu, która powoduje powstawanie kondensatu w kotle, a co za tym idzie – korozji i znacznego skrócenia żywotności.

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.

Temperaturowe zawory upustowe zbudowane są z części termostatycznej z kapilarą oraz korpusu. Część termostatyczna jest najczęściej montowana w płaszczu grzejnym kotła, zaś korpus zaworu na rurze doprowadzającej zimną wodę do instalacji grzewczych. W chwili przekroczenia w kotle temperatury wody na poziomie 93ºC następuje otwarcie zaworu i dopuszczenie zimnej wody do instalacji kotła. Nadmiar wody jest odprowadzany do kanalizacji. Po schłodzeniu kotła zawór zamyka się samoczynnie.

W przypadku kotłów wyposażonych w wężownicę chłodzącą korpus zaworu montuje się na wejściu wody zimnej do wężownicy. Po przekroczeniu w kotle temperatury otwarcia zaworu otwiera on się, a zimna woda jest automatycznie przepuszczana przez wężownicę. Po schłodzeniu kotła zawór samoczynnie odcina dopływ zimnej wody chłodzącej.

Inne rozwiązania

Oprócz typowych termostatycznych zaworów upustowych różni producenci proponują różne rozwiązania umożliwiające szybkie wychłodzenie temperatury w obiegu kotłowym, zadbanie o utrzymanie temperatury na stałym poziomie.

Mogą być to np. zespoły armaturowo-pompowe, jak na zdjęciu obok, w skład których wchodzą pompa cyrkulacyjna, termostatyczny zawór mieszający ustawiony na temperaturę 58ºC itp., bypass dynamiczny, zawór zwrotny. Przykładowo przy zastosowaniu zestawu z termostatycznym zaworem mieszającym, w momencie wykrycia wyższej temperatury na zasilaniu, niż jest wymagana, zamykany zostaje Bypass, tak aby umożliwić pobór czynnika o niższej temperaturze.

Zespoły i grupy pompowe

Na rynku stosowane są zespoły armaturowe lub grupy pompowe. Zapewniają one możliwie wysoką temperaturę wody na powrocie do kotła, a tym samym – wyższą temperaturę spalania, co powoduje wyższą sprawność kotła i ograniczenie wydzielania się substancji smolistych oraz innych szkodliwych związków, jak np. siarki, azotu itp. Substancje te, oprócz istotnego wpływu na naszą atmosferę, powodują osadzanie się zanieczyszczeń w kotle oraz kominie, a także przyspieszają korozję poszczególnych elementów instalacji.

Na ilustracji 3 pokazano grupę pompowo-mieszającą, która w sytuacji zbyt niskiej temperatury w obiegu kotłowym (poniżej 58°C) ma odciąć przepływ przez zawór mieszający czynnika na instalację wewnętrzną i wymuszeniu przez pompę przepływu tylko przez obieg kotłowy.

Grupa-pompowa-mieszajaca-do-kotla-na-biomase
Grupa pompowo-mieszająca

Umożliwia to podniesienie temperatury w obiegu kotłowym. Po uzyskaniu odpowiednio wysokiej temperatury wody termostatyczny zawór mieszający stopniowo otwiera się, uruchamiając obieg wody w instalacji wewnętrznej. Pompa zaczyna tłoczyć wodę zarówno przez obieg kotłowy, jak i na instalację wewnętrzną. Rozdział wody między dwa obiegi jest regulowany w sposób płynny przez termostatyczny zawór mieszający, w taki sposób, aby temperatura w kotle pozostawała na odpowiednio wysokim poziomie.

Pamiętaj o paragrafach!

Wspomniane w artykule przepisy określają również dodatkowy osprzęt, jaki powinien znaleźć się na instalacji poza armaturą zabezpieczającą. Instalacja powinna być wyposażona w urządzenia informujące o aktualnym stanie medium grzewczego, odpowiednio umiejscowione termometry, manometry itp. W przypadku zastosowania grupy pompowej, jak przedstawiono powyżej na schemacie, wykonawca nie musi martwić się o tego typu drobną armaturę – grupy pompowe wyposażone są we wszystkie potrzebne elementy tego rodzaju.

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 (zmniejszenie zużycia paliw, zmniejszenie emisji zanieczyszczeń). Dodatkowo zastosowanie powyżej wymienionej i opisanej armatury pozwala na poprawę komfortu obsługi instalacji.

Joanna Pieńkowska

Ilustracje z arch. Watts Industries Polska sp. z o. o.

Cenne informacje na temat zabezpieczenia instalacji z kotłem na paliwa stałe znajdą też Państwo w innym artykule…

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