Instalacje z kotłem na paliwo stałe mają swoje wymagania

WYMAGANIA WOBEC KOTŁOWNI

W kotłowni lub w przyległym pomieszczeniu powinno się znaleźć miejsce na przechowywanie rozsądnego zapasu opału. Znacznie praktyczniejsze jest paliwo w workach, bo dużo łatwiej o utrzymanie kotłowni w czystości. (fot. L. JAMPOLSKA)

Przepisy odnoszące się do kotłowni bardzo często są lekceważone, również przez instalatorów. To poważny błąd, bo wynikają przede wszystkim ze względów bezpieczeństwa. Podane poniżej najważniejsze wymagania dotyczą kotłów o mocy do 25 kW, bo takie są zwykle instalowane w domach jednorodzinnych:

 

1. kocioł musi być umieszczony w wydzielonym pomieszczeniu – kotłowni (warunek ten nie dotyczy najmniejszych urządzeń o mocy do 10 kW – dopuszcza się ich montaż w pomieszczeniu nie będącym pomieszczeniem mieszkalnym, np. w kuchni, przy czym warunkiem jest jego odpowiednia kubatura – co najmniej 4 m3 na 1 kW nominalnej mocy cieplnej kotła, ale nie mniej niż 30 m3);

 

2. podłoga pomieszczenia musi być niepalna;

 

3. w podłodze musi znajdować się wpust kanalizacyjny;

 

4. wentylacja kotłowni musi być grawitacyjna, przy czym:

• otwór nawiewny musi mieć powierzchnię co najmniej 200 cm2;

   

• w kanale nawiewnym nie wolno montować przepustnic;

   

• kanał nawiewny powinien zasysać powietrze wolne od kurzu i innych zanieczyszczeń, w zasadzie należy zastosować się więc do przepisów dotyczących czerpni powietrza wentylacyjnego i umieścić go min. 2 m nad ziemią;

   

• kanał wywiewny musi mieć co najmniej 14 × 14 cm, powinien być wykonany z niepalnego materiału i wyprowadzony ponad dach;

   

• przekrój kanału dymowego oraz wysokość komina muszą być wystarczająco duże, by zapewnić ciąg pozwalający na sprawne odprowadzenie dymu; odpowiednie wymagania powinny być określone w dokumentacji kotła – tzw. danych techniczno-ruchowych (DTR).

   

  Często wykonywany kanał o wymiarach 14 x 14 cm zwykle okazuje się zbyt wąski, tradycyjnie uznaje się, że kanał powinien mieć 20 × 20 cm lub więcej. Nieodpowiedni kanał dymowy jest powszechną przyczyną złej pracy kotła.

   

  Nowoczesne kotły o wysokiej sprawności najczęściej wymagają wyższych wartości ciągu kominowego niż stare kotły zasypowe, bo spaliny są chłodniejsze, a opory wewnętrzne kotła większe;

5. przód kotła musi być oddalony od przeciwległej ściany o co najmniej 1 m, tak by możliwa była jego wygodna obsługa i czyszczenie. Trzeba też zapewnić dostęp do wyczystek kotła i komina, umieszczonych zwykle z boku. W praktyce, bardzo mała kotłownia jest niewygodna, bo:

 

a) trudno obsługiwać kocioł;
b) nie zmieści się w niej podajnik paliwa ani nawet niewielki jego zapas;
c) zabraknie miejsca na zasobnik c.w.u. Kotły na paliwo stałe pracują zawsze jako jednofunkcyjne z możliwością ładowania zasobnika c.w.u., konieczny jest więc zbiornik wody dostosowany do liczby mieszkańców (standardowa pojemność to 50 litrów na osobę). Uwaga – przed zakupem dużego zasobnika należy sprawdzić, czy da się on wnieść do kotłowni – drzwi mogą okazać się za wąskie!

 

Paliwa stałe, szczególnie węgiel, łatwo zanieczyszczają otoczenie. Dobrze jest więc zaplanować dwa wejścia do kotłowni (a także do składu paliwa, jeśli znajduje się on w domu) – jedno bezpośrednio z zewnątrz lub np. z garażu, gdzie ewentualne zabrudzenie nie będzie tak bardzo przeszkadzać, a drugie np. z holu lub kuchni, tak byśmy mogli łatwo dostać się z domu do kotłowni (tą drogą nie będziemy jednak wnosili paliwa, ani wynosili popiołu).

PRZERWY W ZASILANIU

Pożądany element kotłowni to zasilacz awaryjny (UPS), zapewniający zasilanie kotła (jeśli go wymaga) i pomp obiegowych. W przypadku kotłów zasypowych pojemność akumulatora powinna wystarczać na zasilanie urządzeń przynajmniej przez czas odpowiadający spaleniu jednej porcji paliwa. fot. VOLTON

Jak wiemy, najprostsze kotły zasypowe cieszą się popularnością między innymi dlatego, że są niezależne od zasilania w energię elektryczną (a jeśli w dodatku pracują w instalacji grawitacyjnej, to cały system grzewczy jest niewrażliwy na brak prądu). Ale wszystkie inne kotły na paliwo stałe – niestety, nie!

 

Co gorsza, urządzenia gazowe czy olejowe przy braku zasilania po prostu się wyłączają, natomiast konsekwencje nagłego wyłączenia automatyki sterującej oraz pompy obiegowej kominka czy kotła zasypowego kotła na paliwo stałe, ze względu na brak odbioru ciepła, mogą być nawet niebezpieczne.

 

Oczywiście, urządzenia te są zwykle wyposażone w rozmaite zabezpieczenia, np. w zawór dopuszczający zimną wodę w sytuacji przegrzania, jednak zdecydowanie dobrym pomysłem wydaje się zabezpieczenie ich zasilaczem awaryjnym, gwarantującym nieprzerwaną pracę pomp i automatyki przynajmniej przez okres zapewniający wypalenie jednego ładunku paliwa.

 

Zasilacze awaryjne zdobyły popularność przede wszystkim w zastosowaniach informatycznych – niemal w każdym sklepie komputerowym można kupić UPS do komputera osobistego. Zwykle nie nadają się jednak one do wykorzystania w technice grzewczej – należy stosować wyłącznie urządzenia przeznaczone do tego konkretnego celu, a w każdym razie takie, których producent wyraźnie zapewnia, że napięcie wyjściowe ma przebieg idealnie sinusoidalny, tego bowiem wymagają pompy obiegowe.

 

Zasilacze awaryjne bywają sprzedawane z wbudowanymi bateriami (tak jak komputerowe UPS-y), jednak do większości urządzeń przeznaczonych do stosowania w technice grzewczej można przyłączyć po prostu typowy akumulator 12 V, np. samochodowy, który przy pojemności 50 Ah jest w stanie zmagazynować około 0,6 kWh energii. Powinno to zapewnić zasilanie urządzenia pobierającego 100 W (sterownik, dwie pompy) przez 6 godzin, w praktyce ze względu na straty możemy mówić o 4–5 godzinach.

DOBÓR KOMINA

Kotły na paliwo stałe o klasycznej konstrukcji bezproblemowo współpracują z tradycyjnymi kominami murowanymi z cegieł. (fot. RÖBEN)

Tradycyjne kotły na paliwo stałe, o małej sprawności, mają bardzo małe wymagania co do komina. Temperatura spalin przekracza w nich 300°C. Pozwala to na długotrwałą, bezproblemową eksploatację kominów wykonanych ze zwykłej, dobrze wypalonej cegły – wysoka temperatura uniemożliwia kondensację pary, a tym samym korozję muru.

 

Jednak czym bardziej wydajne urządzenie grzewcze, tym niższa temperatura gazów wylotowych. W najnowocześniejszych kotłach, np. na groszek węglowy, temperatura spalin jest na poziomie 200ºC przy normalnej pracy z pełną mocą. Przez większość sezonu grzewczego kocioł pracuje jednak z mocą niższą od nominalnej, temperatura spalin spada więc często poniżej temperatury krytycznej.

 

W praktyce tzw. punkt rosy na ściankach komina może wystąpić już przy temperaturze spalin 140ºC (u wylotu z kotła), co zmusza do stosowania przewodów kominowych przystosowanych do tzw. spalin mokrych. Na ściankach komina dochodzi do wykraplania wilgoci, która – w niezabezpieczonym odpowiednio przewodzie – wsiąka w mur, powodując jego korozję i wykwity na zewnętrznej powierzchni.

 

Z drugiej strony, z uwagi na możliwość zapalenia się sadzy w kominie, przewód kominowy dla kotła na paliwo stałe musi zapewniać odporność pożarową. W razie pożaru temperatura w kominie może osiągnąć nawet 1000°C. Tego żaden komin nie wytrzyma bez uszkodzeń. Chodzi jednak o to, by w razie nieszczęścia uległ zniszczeniu, ale ocalił budynek.

 

Aby dostosować istniejący komin, wykonany tradycyjną metodą murowania z cegieł, do nowoczesnego kotła na paliwo stałe o wysokiej sprawności, należy wyposażyć go we właściwy wkład kominowy z materiału odpornego zarówno na korozję chemiczną, jak i wysoką temperaturę. Warunki takie spełniają najlepiej wkłady kominowe ze stali emaliowanej.

 

Stosowane bywają też wkłady ze stali żaroodpornej, aczkolwiek nie są zalecane przez większość fachowców z powodu wrażliwości na działanie kondensatu. Wszystkie elementy komina, takie jak wyczystki, odkraplacze, uszczelnienia, powinny zostać dobrane zgodnie z zaleceniami dostawcy systemu, najlepiej przez kominiarza, któremu powierza się instalację wkładu.

W przypadku dostosowywania budynku do potrzeb nowoczesnego kotła najczęściej wykorzystuje się elementy stalowe. Gatunek stali przesądza o ich przydatność do rozmaitych kotłów. Do większości kotłów na paliwa stałe najbezpieczniejszym wyborem będzie stal emaliowana. (fot. KOMIN-FLEX)

Podczas budowy domu od podstaw możemy skorzystać z innego, trwałego i wygodnego rozwiązania. Są nim kominy systemowe z wkładami ceramicznymi, odpornymi praktycznie na wszystkie możliwe składniki kondensatu, w bardzo szerokim zakresie temperatury. Składają się z ceramicznego wkładu, obudowy z betonu lekkiego i umieszczonej pomiędzy nimi izolacji z wełny mineralnej.

 

Komin, zawierający wszystkie elementy systemu zalecane przez producenta, jest rozwiązaniem trwałym i bezpiecznym, pod warunkiem prawidłowego wykonania (najczęściej podczas stawiania ścian nośnych). Prace należy powierzyć fachowcowi, by uniknąć niespodzianek na etapie odbiorów kominiarskich i w czasie eksploatacji.

W razie budowy domu od podstaw najlepszym rozwiązaniem będzie przygotowanie dla kotła na paliwo stałe komina systemowego z ceramiki. (fot. SCHIEDEL)

W przypadku biomasy, drewna i pelletów, komin dobiera się tak, jak w przypadku kotłów węglowych. Najlepszym wyborem są kominy ceramiczne bądź wkłady kominowe emaliowane. W wielu sytuacjach warto jednak użyć takich przewodów kominowych, które pozwolą na ewentualną zmianę paliwa, np. z pelletów na groszek czy kocioł gazowy.

 

Kominki również przeszły ewolucję podobną do kotłów węglowych. Dawniej stosowane otwarte paleniska nie pozwalały na kontrolę procesu spalania i więcej ciepła uciekało w komin, niż trafiało do pomieszczenia. Obecnie oferowane wkłady kominkowe mają znacznie większą sprawność i mocno schłodzone spaliny stanowią zagrożenie dla trwałości komina. Z tego powodu, wymieniając np. piec kaflowy na kominek, zaleca się zabezpieczyć stary, murowany z cegieł, przewód kominowy wkładem emaliowanym lub żaroodpornym.

Dobór komina do źródła ciepła
	ceglany	ceramiczny	stal kwasoodporna	stal żaroodporna	stal emaliowana
kominek otwarty	v	+		+	+
kominek zamknięty	v	+		+	+
kocioł węglowy starego typu	v	+		v	+
kocioł węglowy nowoczesny		+		v	+
kocioł na biomasę	v	+		+	+
kocioł olejowy		+	+
kocioł gazowy		+	+

+ zalecany; v dopuszczalny

ZAWORY MIESZAJĄCE

Trójdrogowy zawór mieszający przeznaczony do ochrony kotła przed tzw. zimnym powrotem. Działanie urządzenia ilustruje naklejony na nim schemat. fot. AFRISO

Technika spalania paliw stałych ma swoje ograniczenia, a podstawowe jest takie, że kotły je spalające najlepiej (najsprawniej) działają w warunkach, gdy temperatura wody grzewczej przekracza 80°C. Graniczna temperatura wody wracającej do kotła to mniej więcej 55°C – jeśli jest niższa, pojawia się kondensacja pary wodnej, prowadząca do szybkiej korozji (warunek ochrony przed zimnym powrotem znajdziemy w gwarancji niemal każdego kotła).

 

Z powyższych względów instalacje grzejnikowe projektowano kiedyś do pracy z parametrami nawet 90°C (zasilanie)/70°C (powrót). Wychodzono z założenia, że najwyższe temperatury osiągane będą i tak co najwyżej przez kilka, co najwyżej kilkanaście najmroźniejszych dni w roku, za to kocioł będzie miał – bez komplikowania instalacji grzewczej – zapewnione dobre warunki do pracy przez niemal cały sezon grzewczy.

 

Dziś sytuacja się zmieniła – za rozsądną górną granicę temperatury grzejników uznaje się, ze względów zdrowotnych, 60°C (powyżej obserwuje się przypalanie organicznych składników kurzu), a coraz bardziej popularne jest ogrzewanie płaszczyznowe (podłogówka), wykorzystujące wodę grzewczą o temperaturze ok. 35°C (co najwyżej 45°C). Niestety, współpraca kotła na paliwo stałe z niskotemperaturową instalacją grzewczą nie jest łatwa.

 

Bezwzględnie najlepszym sposobem na pogodzenie chęci utrzymania wysokiej temperatury w kotle i umiarkowanej temperatury wody w grzejnikach jest instalacja zbiornika akumulacyjnego. W przypadku ogrzewania podłogowego i nowych, dobrze izolowanych domów jest to właściwie jedyny rozsądny sposób "spięcia" kotła na paliwo stałe z instalacją grzewczą.

 

Warunku systematycznego dostarczania wody grzewczej o niskiej temperaturze nie jest w stanie bowiem spełnić żaden kocioł zasypowy, a kocioł z podajnikiem – jeżeli zostanie do tego zmuszony – będzie miał bardzo niską sprawność i trwałość.

 

Bufor ciepła nie jest, niestety, rozwiązaniem tanim, wymaga też sporo wolnego miejsca w kotłowni, co w przypadku pomieszczeń projektowanych z myślą o kotle gazowym i tylko adaptowanych do potrzeb kotła na paliwo stałe, nierzadko uniemożliwia instalację zasobnika wody grzewczej. Często stosowanym sposobem na pogodzenie wody z ogniem jest więc zastosowanie trójdrożnego lub czterodrożnego zaworu mieszającego.

 

Działanie takiego zaworu polega – w pewnym uproszczeniu – na rozcieńczaniu gorącej wody z kotła do temperatury akceptowalnej na grzejnikach oraz podwyższaniu temperatury wody powracającej do kotła. Instalacja grzewcza dzieli się w takiej sytuacji na dwa obiegi – wysokotemperaturowy (kocioł–zawór) i niskotemperaturowy (zawór-grzejniki). Rozwiązanie takie jest dużo lepsze od kierowania wrzątku do grzejników (i przegrzewania pomieszczeń) lub zmuszania kotła do pracy przy niskiej temperaturze.

 

Trzeba jednak mieć świadomość, że w żaden sposób nie można go uznać za konkurencyjne wobec montażu zbiornika akumulacyjnego. Jeśli pomieszczenia się nagrzeją, a w konsekwencji przymkną się zawory na grzejnikach, to odbioru ciepła nie będzie, więc kocioł i tak będzie pracował w warunkach "zduszenia", czyli nieefektywnie.

CZYSZCZENIE KOTŁA

Kotły na paliwa stałe czyści się szczotkami drucianymi i/lub pogrzebaczami, najczęściej dostarczanymi przez producenta wraz z urządzeniem. Przydatna może być też sprężarka, choć po jej użyciu trzeba na ogół wysprzątać całą kotłownię.

 

Do czyszczenia kotła służą otwory wyczystne, zlokalizowane u góry i z boku kotła, czasem z przodu lub z tyłu pod czopuchem oraz w samym czopuchu. Ich położenie zwykle podane jest w dokumentacji techniczno-ruchowej urządzenia. W czasie czyszczenia przepustnica spalin w czopuchu powinna być całkowicie otwarta.

 

Poprzez otwory wyczystne należy oczyścić ścianki wymiennika, a zanieczyszczenia usunąć przez wyczystkę w dolnej części kotła. Po zakończeniu czyszczenia trzeba szczelnie zamknąć pokrywy otworów wyczystnych. Uwaga: przed czyszczeniem kocioł powinien zostać wygaszony i wystudzony.

 

W żadnym wypadku nie wolno gasić paliwa wodą, bo może to doprowadzić do wybuchu kotła, ponadto nagłe ochłodzenie wymiennika ciepła może spowodować jego pęknięcie. Sposób wygaszania kotłów z podajnikiem podany jest w instrukcji obsługi urządzenia. Zazwyczaj trzeba przełączyć urządzenie na sterowanie ręczne i uruchomić podajnik na czas potrzebny do tego, by niezapalone paliwo wypchnęło żar z paleniska (retorty) do popielnika.

Adam Jamiołkowski
fot. otwierająca: Joanna Dąbrowska