Zagadnienie „zabezpieczenie i ochrona kotłów gazowych, olejowych, na paliwa stałe” stosowanych w dzisiejszych instalacjach jest bardzo szerokie. Obejmuje szereg urządzeń stosowanych i montowanych w kotłowniach, pełniących różne funkcje w zależności od potrzeby.

Aby dobrze zrozumieć temat: zabezpieczenie i ochrona kotłów gazowych i olejowych oraz na paliwa stałe, należy podzielić kotły na dwie grupy. Jest to związane z dwoma typami instalacji, jakie są możliwe.

Jedynie w systemie zamkniętym…

Jedna grupa urządzeń może być montowana jedynie w systemach zamkniętych – są to kotły gazowe i olejowe. Druga grupa urządzeń to kotły na paliwa stałe, do której również można dołączyć kominki z płaszczem wodnym. Tego typu źródła ciepła, przy spełnieniu pewnych warunków, mogą być montowane w układach zamkniętych, ale bardzo często instalowane są również w układach otwartych.

Poza tym sama specyfika tych urządzeń wymusza stosowanie dodatkowych zabezpieczeń, które w przypadku kotłów gazowych i olejowych nie występują lub nie są wymagane.

Zacznijmy od początku, czyli jak zwykle od podstaw.

Ochrona kotłów – grupa bezpieczeństwa

Każdy układ zamknięty powinien być wyposażony w grupę bezpieczeństwa, w której skład wchodzą: naczynie przeponowe, zawór bezpieczeństwa, manometr. Kotły gazowe małej mocy mają już te elementy wbudowane. W przypadku urządzeń większej mocy montaż zabezpieczeń leży po stronie instalatora. Omówmy po kolei ich rolę i zasadę działania.

Ochrona kotłów – naczynie przeponowe

W poprzednich artykułach wiele razy opisywałem działanie naczynia przeponowego oraz jego prawidłowe ustawienie. Jest to bardzo proste, ale często sprawia wiele problemów już na samym początku albo w trakcie pracy instalacji. Żeby tego uniknąć, konieczne jest pełne zrozumienie tematu. Głównym zadaniem naczynia przeponowego jest kompensacja różnicy objętości cieczy powstałej wskutek zmian temperatury i stabilizacja ciśnienia. Objętość cieczy znajdującej się w tej instalacji będzie ulegać zmianie wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury.

naczynie przeponowe - budowa
naczynie przeponowe – budowa

W sytuacji, kiedy instalacja nie pracuje i czynnik grzewczy jest zimny (posiada najmniejszą objętość), poduszka gazowa wypycha z naczynia czynnik grzewczy. W trakcie normalnej pracy instalacji naczynie częściowo się napełnia (ciecz zwiększa swoją objętość). W momencie awarii (nagły wzrost temperatury w instalacji) następuje praktycznie całkowite wypełnienie naczynia (nagły wzrost objętości cieczy) i jeżeli to nie wystarczy, otwiera się współpracujący ze zbiornikiem zawór bezpieczeństwa.

W przypadku braku naczynia lub nieprawidłowej pracy będą występować nagłe skoki ciśnienia wraz z każdą zmianą temperatury lub niewielkim ubytkiem czynnika grzewczego.

Jak prawidło ustawić naczynie?

W przypadku systemów centralnego ogrzewania ciśnienie wstępne ustawiamy do wartości ciśnienia statycznego w miejscu podłączenia naczynia plus 0,2 bara. Zaleca się nie niżej niż 1 bar. Instalację z kolei napełniamy wtedy do ciśnienia o 0,3 bara wyższego niż ciśnienie wstępne w naczyniu.

Jeżeli poduszka gazowa w naczyniu wynosi 1,2 bara, instalacje napełniamy do ciśnienia 1,5 bara. W miarę wzrostu temperatury, a co za tym idzie – objętości czynnika grzewczego, membrana wypełnia się wodą, a poduszka gazowa chroni kocioł i instalację przed nagłymi skokami ciśnienia. Naczynie w instalacji c.o. należy montować na powrocie króćcem do góry lub do dołu przy pomocy specjalnych złączek spełniających normy dotyczące montażu naczyń w instalacji oraz umożliwiające serwis bez wypuszczania czynnika grzewczego z obiegu.

Ochrona kotłów – zawór bezpieczeństwa

Jak już wspomniałem wcześniej, z naczyniem ściśle współpracuje zawór bezpieczeństwa. To on otwiera się w momencie, kiedy wszystkie inne zabezpieczenia zawiodą. Dlatego ważne jest, aby jego zdolności upustu były dobrane do mocy kotła. Za mały zawór nie będzie w stanie wypuścić odpowiedniej ilości wody w przypadku awarii, co z kolei nie obniży ciśnienia w instalacji i może spowodować uszkodzenie kotła oraz całego systemu.

Ochrona kotłów - schemat instalacji
Ochrona kotłów – schemat zawierający grupę bezpieczeństwa

Dużym zagrożeniem dla wymienników oraz pomp w kotłach jest powietrze. W połączeniu z tzw. „agresywną” wodą, którą napełnimy system, może doprowadzić do korozji poszczególnych elementów oraz uszkodzeń wirników w pompach.

Aby wyeliminować powietrze z instalacji, często nie wystarczy zastosowanie zwykłych odpowietrzników ręcznych lub automatycznych, które bardzo dobrze sprawdzają się w mniejszych systemach. Są one bowiem w stanie skutecznie usnąć jedynie większe pęcherze zebrane w komorze odpowietrznika.

Ochrona kotłów – separatory powietrza

Coraz częściej w większych instalacjach lub w instalacjach, gdzie występują gwałtowne skoki temperatur, jak np. instalacje wykorzystujące kominek z płaszczem wodnym, stosuje się separatory powietrza. Wyłapują one mikropęcherze znajdujące się w przepływającym przez urządzenie strumieniu wody.

Montowane są w miejscach podwyższonej temperatury, gdzie najczęściej powietrze wytrąca się w postaci mikropęcherzy, np. na zasilaniu, tuż za kominkiem. Tego typu rozwiązanie eliminuje dużą część gazów już na starcie, zapobiegając rozprzestrzenianiu się go po całej instalacji. Powietrze (mieszanina gazów) będzie wytrącać się również tam, gdzie nastąpi spadek ciśnienia (efekt otwieranej butelki z gazowanym napojem), dlatego na rynku dostępne są specjalne separatory podciśnieniowe.

Ochrona kotłów - Separator zanieczyszczeń
Ochrona kotłów – Separator zanieczyszczeń

Poprzez swoją konstrukcję celowo stwarzają warunki do wydzielania się mikropęcherzy rozpuszczonych w czynniku grzewczym gazów. Dzięki temu nawet powietrze w tej postaci będzie skutecznie usuwane.

Ochrona kotłów i separator magnetyczny

Ochrona kotłów - schematy instalacji
Ochrona kotłów – schemat podłączenia separatora zanieczyszczeń

W obecnym czasie, ze względu na liczne projekty związane z czystym powietrzem, powszechne stały się wymiany starych kotłów, np. stałopalnych na nowoczesne kotły gazowe. Taka wymiana bardzo często polega na całkowitej lub częściowej modernizacji tylko samej kotłowni.

W efekcie nowe urządzenie montowane jest do starej instalacji, w której mogą znajdować się liczne zanieczyszczenia w postaci osadów, opiłków żelaza itp. Jest to bardzo groźne dla wymiennika w kotle, który w krótkim czasie może zostać uszkodzony. Metalowe opiłki gromadzą się również w pompach, powodując trwałe uszkodzenia elementów ruchomych. Część producentów wymaga stosowania separatorów zanieczyszczeń ze specjalnym wkładem magnetycznym.

Takie urządzenie dzięki swojej specjalnej konstrukcji wyłapuje wszystkie drobinki znajdujące się w czynniku grzewczym, łącznie z najdrobniejszymi opiłkami żelaza. Niektóre separatory wykorzystują tzw. efekt cyklonu. Polega to na wirowym przepływie czynnika przez separator.

Dzięki temu zanieczyszczenia wyrzucane są siłą odśrodkową na zewnątrz i opadają na dno komory separatora. Wirowy przepływ ma także za zadanie obniżyć prędkość przepływającej cieczy po to, by wbudowany magnes mógł jak najlepiej oczyścić czynnik grzewczy z zanieczyszczeń ferromagnetycznych.

Separatory zanieczyszczeń zawsze powinno montować się na powrocie z instalacji, tak jak pokazuje schemat. Często w zależności od modelu separator zanieczyszczeń może pełnić także funkcję separatora powietrza. Dzięki temu przy okazji instalacja oczyszczana jest również z pęcherzyków powietrza.

Ochrona kotłów – i jakość wody

Wiele problemów z kotłami oraz osprzętem związanych jest z nieodpowiednią wodą, którą napełnia się system grzewczy. Warto o tym wspomnieć, omawiając zabezpieczenia kotłów. Jak już wspomniałem wcześniej, agresywna woda powoduje odkładanie się kamienia, wytrącanie osadów a nawet powstawanie szkodliwych gazów.

Można temu zapobiec, stosując specjalne płyny na bazie glikolu propylenowego lub etylenowego rozcieńczone z wodą destylowaną. Dla instalacji grzewczych nie powinno się stosować większych stężeń niż 30%. Związane jest to z odpornością na glikol uszczelnień stosowanych w armaturze i pompach.

Na rynku dostępne są gotowe płyny w odpowiednim stężeniu, którymi można bezpośrednio napełniać instalację. Zawierają one specjalne inhibitory korozji zabezpieczające nie tylko źródło ciepła, ale także cały system grzewczy.

Podsumowanie

Reasumując, wyżej opisane zabezpieczenia to tylko część zagadnienia opisującego pełną ochronę kotłów, głównie olejowych i gazowych. W przypadku urządzeń bazujących na paliwach stałych konieczna jest jeszcze dodatkowa armatura, ale o tym w kolejnej części.

Łukasz Biernacki

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