Układy odprowadzania spalin
Oddzielnym problemem występującym przy stosowaniu kotłów kondensacyjnych jest sposób odprowadzania spalin, a w szczególności instalacje kominowe. W wyniku silnego ochłodzenia spalin kondensat powstaje również w przewodzie odprowadzającym spaliny na zewnątrz - kominie. Z tego powodu, jak i ze względu na pracę instalacji spalinowej z nadciśnieniem tradycyjne kominy nie mogą być wykorzystywane wprost. Wymagają one pewnej modernizacji, polegającej na wprowadzeniu do ich wnętrza przewodów z rur wykonanych z materiałów odpornych na korozję i wilgoć.
Najczęściej wykorzystywanymi do tego celu materiałami są: stal kwasoodporna, aluminium krzemowe, tworzywa sztuczne (PVDF i PP), ceramika kwasoodporna.

Rys. 1a Schemat układu odprowadzania spalin z kotła kondensacyjnego.
1 - element przyłączeniowy, 2 - element rewizyjny typu T, 3 - element rewizyjny, 4 - odprowadzenie kondensatu, 5 - rura z kielichem, 6 - kolano ze wspornikiem, 7 - osłona szybu, 8 - osłona wylotu spalin, 9 - element dystansowy, 10 - szyna wsporcza.
Wymagania jakie musi spełniać instalacja odprowadzania spalin z kotła kondensacyjnego są następujące: szczelność, odporność na korozję, odporność na temperaturę w zakresie określonym przez producenta kotła. Połączenie kotła z przewodem spalinowym w kominie też musi spełniać te wymagania. Przewody spalinowe, o których mowa wyżej, są dostarczane przez producentów w gotowych zestawach wraz z kompletnym oprzyrządowaniem montażowym (elementami łączącymi mocującymi). Grubość ścianek przewodów wykonanych ze stali kwasoodpornej powinna wynosić co najmniej 1 mm, a w wykonanych z aluminium lub tworzywa 2,5 mm.. Ze względu na pracę instalacji spalinowej z nadciśnieniem stosowane są małe przekroje przewodów już od średnicy 50 mm. Połączenie rur i kształtek realizowane jest przy pomocy złączek wtykowych z uszczelkami. Przy rurach o średnicy wewnętrznej od 50 do 100 mm stosowane są uszczelki wargowe, a powyżej 125 mm stosuje się uszczelnienie o przekroju kołowym (tzw. O-ringi). Uszczelki wykonane są z gumy sulikonowej z normą DIN 53 504.
Przewód spalinowy prowadzony w szybie kominowym zabezpieczany jest przed przesunięciem elementami dystansowymi stabilizującymi jego położenie ścian szyb - minimalna odległość rury spalinowej od ściany szybu powinna wynosić 3 cm. Elementy dystansowe należy umieszczać na przewodzie w odległościach nie większych niż jeden od drugiego.
Przewód pomiędzy kotłem a szybem na odcinku poziomym powinien się wznosić pod kątem nie mniejszym niż 3 stopni. Maksymalna długość tego odcinka nie może przekraczać 1/4 wysokości czynnej przewodu spalinowego i nie może być większa niż 3 m. Odcinki przewodów biegnących w obrębie pomieszczenia powinny być prowadzone w odpowiedniej rurze ochronnej. Wymaganie to jest zbędne w odniesieniu do kotłów pracujących w systemie zależnym, o ile w pomieszczeniu kotłowni istnieją dolne i górne otwory wentylacyjne wychodzące na zewnątrz, których przekrój poprzeczny jest nie mniejszy niż 150 cm2 Rura ochronna musi być szczelna i połączona z wentylowanym szybem. W przypadku kotłów pracujących w systemie niezależnym szczelina pomiędzy przewodem spalinowym a rurą ochronną (min. 3 cm) wykorzystywana jest jako droga doprowadzania powietrza.
Przewody spalinowe mogą być montowane wewnątrz wentylowanych wzdłużnie szybów odpowiadających przepisom budowlanym o kominach. Otwory do czyszczenia i kontroli instalacji spalinowej znajdujące się poniżej miejsca kotła - z wyjątkiem pomieszczenia, w którym kocioł jest ustawiony - należy zamknąć odpowiednim materiałem budowlanym.
Jeśli dno szybu nie wypada w pomieszczeniu z kotłem, wówczas cokół szybu, aż do przewodu spalinowego lub otworów kontrolnych należy wypełnić niepalnym materiałem i zamknąć go niepalną i nieodkształcalną pokrywą. Na przewodach spalinowych i w świetle, jak również na zewnątrz szybu nie mogą być montowane żadne elementy budowlane lub inne urządzenia, nie będące częścią składową instalacji spalinowo-wentylacyjnej. Dla urządzeń o mocy 25 kW na przewodzie spalinowym w pobliżu kotła musi być umieszczony zasyfonowany króciec odprowadzania kondensatu. Do króćca należy doprowadzić instalację kanalizacyjną.
Otwór wejściowy do instalacji szybu (wymagany tylko przy pracy kotła w systemie zależnym) musi być usytuowany w pomieszczeniu kotłowni w pobliżu otworu wejścia spalin. Wielkość otworu wejściowego musi być przynajmniej równa wielkości przekroju szybu. Na wylocie instalacji spalinowej należy zabudować przykrycie szybu kominowego umozliwiające przepływ powietrza. Na rys. 1a przedstawiono typowe rozwiązania instalacji spalinowo-wentylacyjnej dla kotła pracującego w systemie zależnym. W przypadku kotłów pracujących w systemie niezaleznym układ spalinowo- wentylacyjny będący wymiennikiem ciepła w kotle stanowi jego integralną część. Dlatego też rozwiązania techniczne tych układów wymagają oddzielnego omówienia. Istotą tego systemu jest przeciwprądowy wymiennik ciepła spaliny-powietrze zbudowany z dwóch koncentrycznie i szczelnie połączonych rur. Wewnętrzną rurą odprowadzane są spaliny, a zewnętrzną doprowadzane powietrze potrzebne do spalania. Zestawy tych wymienników dostarczane są zawsze przez producentów kotłów wraz z urządzeniem. Gwarantuje to prawidłowy ich dobór oraz optymalną pracę kotła.
Poniżej na przykładzie rozwiązań firmy EWFE prezentowane są możliwe do stosowania rozwiązania układów spalinowo-wentylacyjnych.
I. Wykorzystanie istniejącego komina murowanego (rys.1b)
Do wnętrza murowanego komina wprowadza się przewód spalinowy z tworzywa sztucznego - polipropylenu. Wolną przestrzenią między rurą spalinową a ścianką kanału komina dostarczane jest powietrze do kotła. Maksymalna długość przewodu pionowego w tym układzie wynosi 20 m.
II. Układ bezpośredni, podwójna rura DN 80/125 (rys. 1c).
W przypadku montażu kotła na ostatniej kondygnacji lub poddaszu budynku stosowany jest tzw. układ bezpośredni odprowadzania spalin i doprowadzania powietrza. Nie wymaga on budowy komina murowane
Rys. 1b Układ spalinowo-powietrzny w istniejącym kominie murowanym według EWFE GmbH. |
Rys. 1c Układ spalinowo-powietrzny bezpośredni według EWFE GmbH. |
Rys. 1e Układ spalinowo-powietrzny poziomy według EWFE GmbH. |
Rys. 1f Układ spalinowo-powietrzny wyprowadzony przez ścianę zewnętrzną według EWFE GmbH. |
go. Nadaje się do zainstalowania na dachu każdego budynku. Minimalna długość takiego układu wynosi 1,2 m. a maksymalna 4 m.
III. Układ prowadzony po ścianie zewnętrznej budynku (rys. 1d)
Umożliwia on w nowo budowanych obiektach rezygnację z kosztownej budowy komina murowanego.
Rys. 1d Układ spalinowo-powietrzny prowadzony po
ścianie zewnętrznej budynku według EWFE GmbH.
Stosowany jest też w przypadkach, gdy istniejący komin nie nadaje się do wykorzystania. Maksymalna długość układu wynosi 15m., podwójna rura DN 70/125.
IV. Poziome układy spalinowo-powietrzne (rys. 1e i 1 f)
Mogą być wykorzystywane tam, gdzie nie ma możliwości technicznych stosowania układów pionowych, a w szczególności przy modernizacji mieszkań w starym budownictwie lub adaptacji strychu na mieszkanie. Maksymalna długość układu wynosi 4 m.
Podsumowując informacje zawarte w niniejszym rozdziale trzeba wyraźnie powiedzieć, że to, jakie rozwiązanie układu doprowadzania spalin z kotła kondensacyjnego należy zastosować, trzeba ustalić w oparciu o wytyczne producenta.
Odprowadzanie kondensatu
Spalaniem nazywa się reakcję chemiczną palnych składników paliwa z tlenem, jest to gwałtowny proces utlenienia, któremu towarzyszą egzotermiczne efekty cieplne.
Produktem tego procesu są spaliny, w skład których

Rys. 2a Porównanie odczytu pH wybranych płynów.

Rys. 2b Schemat instalacji odprowadzania kondensatu z kotła kondensacyjnego i przewodu spalinowego poprzez neutralizator. K - kocioł, R - rewizja, N - neutralizator.
wchodzą: azot z powietrza, para wodna, tlen, dwutlenek węgla oraz inne substancje. Wśród nich występują: dwutlenek siarki (SO2 ), tlenki azotu (Nox ) oraz nie spalone węglowodory. W urządzeniach kondensacyjnych silne schłodzenie spalin powoduje zachodzenie reakcji chemicznych pomiędzy produktami spalania, a przede wszystkim łączenie się tlenków z wodą

Rys. 3a Sprawność eksploatacyjna w zależności od stopnia obciążenia i temperatury zewnętrznej dla kotła tradycyjnego oraz kondensacyjnego.

Rys. 3b Praca instalacji ogrzewczej w zakresie obciążeń częściowych.
1 - praca w systemie ogrzewczym, 2 - moc cieplna, 3 - temperatura wody w kotle


Rysunki 3c Wykorzystanie ciepła kondesacji w systemie grzewczym o parametrach 90/700C i 70/500C.
i powstawania kwasów. Skroplona para wodna miesza się z powstałymi kwasami dając w efekcie kondensat o odczynie kwasowym (rys.2a). Tak więc kondensat jest produktem reakcji chemicznej i dlatego zaliczany jest do materiałów odpadowych, a nie do ścieków.
Podczas jednego dnia pracy kotła kondensacyjnego o mocy 20 kW wydziela się ok. 20 litrów kondensatu. Stanowi to 1-2% ścieków produkowanych codzienne w przeciętnym gospodarstwie domowym. Dlatego też kondensat może być odprowadzany do domowej instalacji kanalizacyjnej lub burzowej. Przy urządzeniach grzewczych o mocy nominalnej do 25 kW neutralizacja kondensatu nie jest wymagana. Jedynym koniecznym warunkiem jest odporność instalacji kanalizacyjnej na ścieki o charakterze kwasowym.
Kondensat z urządzeń o mocy od 25 do 200 kW może być odprowadzany do kanalizacji po spełnieniu pewnych warunków. Powinien on być zbierany w zbiorniku zatrzymującym i odprowadzany po zmieszaniu ze ściekami domowymi, przy czym wskaźnik pH tej mieszaniny powinien mieścić się w przedziale 5,5 - 7. Jeżeli ten warunek nie może być spełniony, należy zastosować urządzenia do neutralizacji. Natomiast kotły o mocy 200 kW wymagają bezwarunkowo neutralizacji (rys.2b).
Günter Schlagowski
inżynier dyplomowany
|