Poradnik ABC 8/2015

2015

● Kotły

na paliwa stałe ● Wentylacja w kotłowni ● Studzienki ● Podgrzewacze ● Separatory ● Kominy ● Pompy ciepła ● Szkolenia

nr 82015

Spis treści Kocioł sklasyfikowany - 4 ZMK SAS - 6 Buderus - 7 Herz - 8 Viessmann - 10 Powietrze w kotłowni - 12

Spis treści

Zaprawa na kominek - 14 Instalacje oddymiające - 16 Kondensat w kotle - 18 Dobór buforów - 20 Studzienki wodomierzowe - 22 Aluminium i spaliny - 24 Separacja w instalacjach - 26 Instalacja z pompą - 28 Miedź a korozja - 30 Dobór podgrzewacza - 32

ISSN 1505 - 8336

Szkolenia - 35

nakład: 11 015 egzemplarzy

Praktyczny dodatek „Magazynu Instalatora“

Wydawnictwo „TECHNIKA BUDOWLANA“ Sp. z o.o., 80-156 Gdańsk, ul. marsz. F. Focha 7/4.

Redaktor naczelny Sławomir Bibulski Z-ca redaktora naczelnego Sławomir Świeczkowski kom. +48 501 67 49 70, (redakcja-mi@instalator.pl) Sekretarz redakcji Adam Specht Marketing Ewa Zawada (marketing-mi@instalator.pl), tel./fax +48 58 306 29 27, 58 306 29 75, kom. +48 502 74 87 41.

Ilustracje: Robert Bąk Materiałów niezamówionych nie zwracamy.

Redakcja zastrzega sobie prawo do skracania i redagowania tekstów. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń.

www.instalator.pl

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Kocioł sklasyfikowany

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

●

Marcin Foit ● Jaka

jest podstawowa zmiana w normie PN EN 303-5:2012? ● Jakie badania należy przeprowadzić w celu sklasyfikowania kotła?

Kotły na paliwa stałe, jak każde inne urządzenia, podlegają różnym normom.

Jedną z ważniejszych dla kotłów do mocy 300 kW jest norma EN 303-5 zatytułowana „Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalnej do 300 kW. Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie”.

Norma EN 303-5 „Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalnej do 300 kW. Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie” ujmuje szereg informacji dotyczących wytwarzania oraz certyfikacji kotłów zarówno dla producentów kotłów, jak i osób trzecich, do których możemy zaliczyć między innymi laboratoria badawcze. Do niektórych z podanych w niej informacji należą: ● minimalne zalecane grubości ścianek wymiennika ciepła,

4

rodzaje materiałów stosowanych do wykonywania elementów ciśnieniowych kotłów stalowych oraz żeliwnych, ● rodzaje połączeń spawania oraz metody spawania, ● urządzenia regulacyjne oraz ograniczniki temperatury bezpieczeństwa w instalacjach grzewczych układu otwartego i zamkniętego z podziałem na kotły spalania szybko wyłączanego, spalania częściowo wyłączanego oraz gdy system spalania nie jest wyłączalny, ● minimalne sprawności kotłów, maksymalny dopuszczalny ciąg kominowy oraz graniczne wartości emisyjne gazów po spaleniu paliwa w funkcji mocy nominalnej urządzenia, ● tematyka dotycząca badań kotłów, w tym: przyrządy pomiarowe, jakość pali do prób, sposób wykonywania badań cieplnych, budowa stanowiska pomiarowego oraz wszelkie informacje dotyczące metody i rodzaju urządzeń, przy pomocy których wyznaczać wielkości mierzone, ● informacje dotyczące oznakowania kotła oraz dokumentacji technicznej, w tym instrukcji montażu, instrukcji obsługi kotła, inne.

To właśnie w tej normie podane są wszelkie informacje pomocne do oszacowania jakości kotła grzewczego, a także sposobu jego obsługi. Stosując się do treści i zaleceń podanych w normie, możemy sklasyfikować kocioł pod względem jakości emisyjnej i sprawnościowej. Możemy również porównać zakresy wartości mierzonych - emisyjnych i sprawnościowych względem mocy cieplnej urządzenia oraz

www.instalator.pl

nr 82015

Marcin Foit

j...

więce

www.instalator.pl

gania dotyczące kotłów oraz ich emisji, a także minimalnej sprawności zostały dość mocno zaostrzone.

Aby sklasyfikować kocioł, należy przeprowadzić badania przy pełnym obciążeniu urządzenia oraz na mocy zredukowanej, co stanowi 30% mocy nominalnej. O klasie kotła świadczyć będzie emisja bardziej uciążliwa dla środowiska z obu badanych mocy. Odstępstwem od badania kotła na mocy zredukowanej jest stosowanie bufora ciepła magazynującego wyprodukowane przez kocioł ciepło.

Kotły z automatycznym podawaniem paliwa opalane eko-groszkiem uzyskują najczęściej maksymalnie 3 i 4 klasę emisyjną. Tylko kotły z automatycznym podawaniem paliwa opalane peletami mogą obecnie spełniać wymagania 5 klasy emisyjnej oraz sprawnościowej kotła na poziomie około 89%. Zatem, jak opisano, aby spełniać wymagania 5 klasy, kocioł musi charakteryzować się bardzo dobrym spalaniem - w zasadzie ze śladowymi emisjami - oraz bardzo wysoką sprawnością. Niespełnienie jednego z tych kryteriów zaniża klasę urządzenia do klasy 4 czy nawet 3 bądź dysklasyfikuje urządzenie. Nie istnieje pojęcie częściowej klasy, np. bardzo wysoka sprawność i kiepska emisja kotła bądź niska sprawność kotła przy bardzo dobrym spalaniu i śladowej emisji. Najtrudniejsze do uzyskania wartości graniczne dotyczą emisji pyłu, co w przyszłości może się wiązać z koniecznością stosowania urządzeń dodatkowych wychwytujących nadmiar unoszonego pyłu.

Jeśli chodzi o badania kotłów, to powinny być one przeprowadzone w akredytowanych i notyfikowanych laboratoriach, których wydany certyfikat poświadczający klasę oraz parametry cieplno-emisyjne uznawane są w kraju oraz Unii Europejskiej.

5

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

zastosowanego paliwa czy jego sposobu dostarczenia do komory spalania.

Aktualnie obowiązująca norma PN EN 303-5 wydana została w roku 2012. Jednak wciąż jeszcze wielu nieświadomych aktualizacji normy producentów czy konsumentów posługuje się poprzednim wydaniem z 2002 roku, np. podczas klasyfikacji urządzeń w DTR. Podstawową zmianą dokonaną w normie z 2012 roku jest zmiana wartości granicznych emitowanych substancji dla kotłów z ręcznym i automatycznym podawaniem paliwa. Graniczne emisje podane są z uwzględnieniem rodzaju paliwa oraz mocy kotła. Druga istotna zmiana dotyczy zabezpieczeń kotłów związanych między innymi z ryzykiem cofnięcia się żaru w stronę zasobnika, zapłonu paliwa w zbiorniku paliwa (kotły z automatycznym podawaniem paliwa). Znaczącą nowością jest zakaz zalewania węgla (zasobnika paliwa z eko-groszkiem) wodą w znanych i stosowanych systemach gaszenia zwanych „strażakami”.

Jeśli chodzi o wartości graniczne emisji kotłów wymienionych w normie, to zaliczyć do nich należy: ● tlenek węgla CO, ● substancje organiczne OGC, ● pył.

Wartości te opisane są w zależności od rodzaju paliwa (węgiel lub biomasa) czy sposobu jego załadowania do komory paleniskowej kotła. Te trzy mierzone parametry są opisane w normie z 2002 i 2012 roku. Norma z roku 2002 opisywała trzy klasy emisyjne. Należały do nich klasa 1 (najniższa), klasa 2 (średnia) oraz klasa 3 (najwyższa, najlepsza). Norma z roku 2012 opisuje również trzy klasy, jednak wartości graniczne emisji zostały diametralnie zmniejszone. Nowa, aktualna norma opisuje również klasę 3 (obecnie najniższą), klasę 4 (średnią) i klasę 5 (najwyższą). Wyma-

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC kotłów na paliwa stałe

ZMK SAS W odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku - wynikające z restrykcyjnych norm i zainteresowania gminnymi programami dofinansowania do wymiany kotłów starego typu na niskoemisyjne urządzenia ekologiczne - ZMK SAS opracował kotły do automatycznego spalania ekogroszku w retorcie (SAS SOLID) oraz peletu (SAS BIO SOLID).

Wspólną cechą tych kotłów jest spełnienie wymagań dla klasy 5 w zakresie sprawności cieplnej i emisji zanieczyszczeń wg nowej normy PN-EN 303-5:2012.

Konstrukcja wymiennika ciepła z elementami ceramicznymi, turbulatory w ciągach spalinowych pozwoliły znacznie podnieść sprawność wymiennika > 90% (SOLID) i > 92% (BIO SOLID). Zwiększyła się efektywność spalania przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji szkodliwych substancji, zwłaszcza pyłów, bez stosowania dodatkowych urządzeń, jak elektrofiltry. Uzyskano obniżenie temperatury spalin co znacznie ograniczyło straty kominowe, a izolacja otworów rewizyjnych i konstrukcja drzwiczek ograniczyły straty ciepła w kotłowni.

Automatyka pozwala sterować kilkoma obiegami grzewczymi, zaworem mieszającym oraz współpracować z urządzeniami

zewnętrznymi, np. z regulatorem pokojowym. Kontrolę pracy kotła na odległość umożliwia moduł internetowy.

Bezpieczne użytkowanie zapewnia czujnik temperatury podajnika, zabezpieczenie termiczne (STB), czujnik otwarcia klapy zasobnika, system wyrównywania ciśnienia w zasobniku paliwa.

Czujnik żaru (sterowanie MultiFun) umożliwia automatyczny, optymalny dobór parametrów spalania w retorcie.

W BIO SOLID zastosowano sprawdzony palnik peletowy SAS MULTI FLAME. Posiada on mechaniczne zabezpieczenie przed cofaniem płomienia do zasobnika paliwa (dwa ślimaki transportujące paliwo rozdzielone kanałem przesypowym), automatyczny ruszt ruchomy oczyszczający palenisko nadmuchowe oraz automatyczne rozpalanie paliwa za pomocą grzałki. Elementy kotła oraz paleniska wykonano ze stali nierdzewnej. Dodatkowe panele ceramiczne umieszczono także na ścianie bocznej. Kontrolę procesu spalania peletów zapewnia moduł sterujący pracą palnika oraz sterowanie rusztami ruchomymi (czujnik kontroli położenia ruszt - hallotron).

ekspert Michał Łukasik Zakład Metalowo-Kotlarski „SAS“ www.sas.busko.pl

6

Michał Łukasik

☎ 41 378 46 19 w. 20 @

michal.lukasik@sas.busko.pl

www.instalator.pl

nr 82015

ABC Magazynu Instalatora

Buderus 200 zł), a kocioł peletowy 0,20zł (1000 kg = 970 zł). Dla porównania koszty wyprodukowania kilowatogodziny energii cieplnej przy konwersji energii elektrycznej (sprawność 100%) wynosi w przybliżeniu 0,60 zł/kWh. Oczywiście w obliczeniach nie uwzględniono zużycia energii przez urządzenia peryferyjne obu kotłów.

Jak zatem można zinterpretować te obliczenia? Wygląda na to, że kocioł zgazowujący jest prawie dwukrotnie tańszy w eksploatacji.

Ten silny argument należy jednak skonfrontować z czasem poświęconym na przygotowanie drewna, jego suszenie (wilgotność 20% = dwa lata sezonowania), miejsce na składowanie drewna, miejsce w kotłowni na bufor ciepła - w przybliżeniu 50 l na każdy kilowat mocy kotły. Zestawiając to z kotłem peletowym, którego zbiornik paliwa pozwala na pracę z mocą maksymalną przez około 48 h, automatycznie się rozpala, wygasza, a także w niektórych przypadkach, także czyści. Ciekawa pokusa, nieprawdaż?

Polecany przeze mnie kocioł to Buderus Logano S171 (22, 30, 40, 50 kW; stal węglowa; 1043 mm/1136 mm/620 mm dla 22 kW).

ekspert Adam Kiszkiel Robert Bosch Sp. z o.o. www.buderus.pl

www.instalator.pl

Adam Kiszkiel

☎ 801 777 801 @ biuro@buderus.pl

7

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

Co wybrać i dlaczego - kocioł zgazowujący drewno czy na pelety? Stojąc przed wyborem tych dwóch skrajnie różnych rozwiązań musimy odpowiedzieć sobie na bardzo ważne pytanie: Czy jesteśmy w stanie poświęcić komfort na rzecz oszczędności? Zajmijmy się czysto teoretycznymi i przybliżonymi kosztami eksploatacji tych dwóch urządzeń. Na wstępie należy wspomnieć, że kotły zgazowujące o mocy niższej niż 20 kW w zasadzie nie istnieją i jeśli przyjmiemy budynek wykonany w standardzie NF40, czyli energooszczędny, będzie to w większości przypadków stanowczo za dużo (oczywiście bezwzględnie wymagany jest bufor, który zakumuluje nadmiar wyprodukowanego ciepła). Nie mniej jednak porównajmy koszty wyprodukowania 1 kWh przy założeniu, że oba kotły mają moc 20kW, sprawność kotła zgazowującego to 88%, natomiast peletowego to 90%. Wartość opałowa drewna (brzoza) przy wilgotności 20% to 15 MJ/kg, peletu 19 MJ/kg. Przy takich założeniach, kotły zużyją odpowiednio 5,45 kg/h - kocioł zgazowujący, oraz 4,2kg/h kocioł peletowy. Przeliczając to na polskie złote, kocioł zgazowujący wyprodukuje kilowatogodzinę w cenie 0,11 zł (1 mp =

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

Herz Firma Herz, wychodząc naprzeciw klientowi, oferuje kotły na biomasę (pelet, zrębki, brykiet i szczapy drewniane) od 5 kW do 1,5 MW(w jednej jednostce) oraz pompy ciepła. Od kilku lat nasza firma, stawiając tylko na odnawialne źródła energii, stara się poszerzać wiedzę naszych rodaków (organizując szkolenia, biorąc udział w targach tematycznych, pisząc w prasach branżowych, organizując praktyki studentom) oraz rozwija myśl technologiczną mającą na celu dobro klienta oraz dobro ekologiczne.

Do naszej bogatej oferty wprowadziliśmy nową linię kotłów FireMatic o mocach 80500 kW. Do kotła został zamontowany ruszt schodkowy, który doskonale sprawdza się w spalaniu mokrej zrębki (do wilgotności nawet 45%) przy zachowaniu wysokiej sprawności (do 94%) i bardzo niskiej emisji szkodliwych substancji do powietrza. Do linii FireMatic

8

wprowadziliśmy również system załadunku pneumatycznego peletu (dla kotłów do 200 kW). Duże odległości między kotłownią a magazynem paliwa nie są już problemem. Wysokowydajny system jest w stanie transportować paliwo na odległość 20 m w poziomie i 5 m na wysokość przy niskim zapotrzebowaniu miejsca dla kanałów. Dodatkowo nowy system 4punktowego układu pneumatycznego pozwala na zbudowanie magazynu bez potrzeby budowania ześlizgów.

Kotły Pelletstar wyglądają natomiast bardziej nowocześnie poprzez zastosowanie nowego designu, który cieszy się sporym powodzeniem u naszych klientów. Może być elementem w domu, którym właściciel może pochwalić się sąsiadom. Wysoka sprawność oraz ekologiczna praca są jak najbardziej naszymi priorytetami, jednak staramy się również zaspokoić wrażenia estetyczne naszych klientów.

Ciekawym rozwiązaniem jest również zastosowanie nowoczesnego sterownika TControl do linii kotłów Pelletstar oraz Firematic. W dobie ekranów dotykowych wychodzimy klientowi naprzeciw, wprowadzając taki do naszej oferty. Dodatkowo jesteśmy w stanie kontrolować kocioł przy pomocy smartphone’a, komputera czy tabletu. Wszystkie ważne informacje możemy mieć teraz zawsze przy sobie, dodatkowo sterując kotłem i znajdując się poza kotłownią czy też poza domem. Sterownik może nam również wysłać maila z informacją o błędzie pracy, braku paliwa itp. Automatyka T-Control, oprócz rozwinięcia powyższych opcji, kontroluje i steruje cały proces spalania (dzięki

www.instalator.pl

nr 82015

ekspert

matic i Biofire. Czym się to charakteryzuje?

Prostotą w montażu oraz łatwością w modernizacji. Wszystkie wydłużenia podajnika ślimakowego są teraz zakończone sprawdzonymi profilami PTO, natomiast kołnierze mocowane są na śrubach. Generalną zaletą takiego rozwiązania jest krótki czas montażu, łatwa wymiana odpowiednich wydłużeń

oraz proste i łatwe dostosowanie całego układu na wymiar, który interesuje klienta.

Nasza firma ciągle rozwija myśl technologiczną. Staramy się, by nasi klienci nie tylko byli zadowoleni z ciepła, bezstresowej i łatwej obsługi, ale również, by wiedzieli, że nie wpływają negatywnie na otaczające nas środowisko naturalne oraz że dzięki wysokiej sprawności spalania koszty uzyskania tego ciepła były w pełni opłacalne.

Maciej Gwoździński

☎

Maciej Gwoździński 12 289 21 03 Herz Armatura i Systemy Grzewcze Sp. z o.o. @ oze@herz.com.pl www.herz.com.pl

www.instalator.pl

9

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

zastosowaniu sondy lambda), obsługuje aż do 55 obiegów grzewczych (Biocontrol 3000 ma możliwości sterowania „tylko” sześcioma), dodatkowo może współpracować z: drugim kotłem, systemem solarnym, pompą ciepła, zasobnikami buforowymi czy też zasobnikami c.w.u. Wszystkie procesy są przeprowadzane automatycznie, a zastosowanie zapalarki w kotle pozwala na włączanie i wyłączanie kotła bez potrzeby pracy palacza, co sprawia, że kocioł pracuje całkowicie automatycznie - zapala się i wygasza w zależności od zapotrzebowania ciepła. Nie istnieje dla naszych kotłów potrzeba podtrzymania płomienia, a co za tym idzie - mamy oszczędności w postaci paliwa, które pozostaje na dłużej.

Dla użytkowników sterownika Biocontrol 3000 też mamy rozwiązanie do prostej wizualizacji i zdalnego sterowania oferowanego przez T-Control. Jest to moduł ModControl, dzięki któremu możemy w łatwy i prosty sposób podłączyć sterownik Biocontrol 3000 i cieszyć się funkcjonalnością T-Control’a.

Oprócz kotłów Firematic i Pelletstar ciągle posiadamy w naszej ofercie kotły Firestar Lambda i Firestar Biocontrol (10-40 kW do zgazowywania szczap drewnianych), Biomatic Biocontrol (300-500 kW do spalania zrębek drzewnych, peletu i brykietu), Biofire Biocontrol (500-1500 kW do spalania zrębek drzewnych, peletu i brykietu), zbiorniki do magazynowania ciepła PSP 200-5000 l (większe na zamówienie), zasobniki c.w.u. 3001000 l, pompy ciepła (woda-woda, glikolwoda, powietrze-woda).

Dużym udogodnieniem dla naszych klientów jest również modułowy system nagarniaczy piórowych do kotłów Firematic, Bio-

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

Viessmann Głównym obszarem zastosowania kotłowni opalanych biomasą jest wytwarzanie nisko- i wysokotemperaturowej wody grzewczej, oleju termalnego oraz nisko- i wysokoprężnej pary. Tym samym kotły Viessmann o mocy od 25 do 13000 kW znajdują szerokie zastosowanie, np. w nowych i modernizowanych domach jedno- i wielorodzinnych, w hotelach, szkołach, tartakach, fabrykach mebli, po osiedla miejskie i wiejskie, ciepłownie, a na elektrowniach prądotwórczych kończąc. ● Viessmann Holzheiztechnik GmbH - Vitoligno 250-S jest kotłem z ręcznym załadunkiem paliwa, zgazowującym drewno w polanach o długości do 50 cm (kotły o mocy od 40 do 95 kW) i polana do 100 cm (od 85 do 170 kW). Może być również uzupełniany drewnem odpadowym w kawałkach, zrębkami, korą, brykietem drewnianym oraz drewnem odpadowym z trocinami (np. odpady stolarskie).

Najwyższą sprawność pracy, do 92%, osiąga przy spalaniu drewna sezonowanego o wilgotności od 15 do 25%. Może stanowić jedyne źródło ciepła lub współpracować z kotłem gazowym czy olejowym.

Nie jest wymagany minimalny ciąg kominowy, bo kocioł wyposażony jest w wentylator wyciągowy spalin, o cichej pracy i wysokiej trwałości. Niepotrzebne są dodatkowy regulator powietrza lub ogranicznik ciągu kominowego.

Vitoligno 250-S standardowo wyposażony jest w układ podwyższania temperatury wody powracającej do kotła. Sterowanie procesem spalania, również podczas rozpalania i wygaszania kotła, realizowane jest przez sondę Lambda i regulowane klapy powietrza. Dzięki temu uzyskuje się czyste i efektywne spalania drewna. Charakterystyka kotłów Vitoligno

10

250-S - moc grzewcza: od 40 do 170 kW, sprawność: do 92%, temperatura spalin przy mocy nominalnej: do 180°C, temperatura wody na zasilaniu: do 100°C, ciśnienie robocze: do 3 barów, komora załadunku paliwa: od 180 do 500 l.

- Vitoligno 250-F jest urządzeniem o podobnej konstrukcji co Vitoligno 250-S, ale o bardziej uniwersalnym zastosowaniu i większym komforcie obsługi. Może być ręcznie uzupełniany drewnem lub za pomocą podajnika, automatycznie zasilany wszystkimi paliwami drewnopochodnymi, suchymi i wilgotnymi: peletem, zrębkami z drewna odpadowego i leśnego, jak również brykietem drzewnym. W trybie automatycznego zasilania paliwem zapalanie odbywa się automatycznie elektryczną dmuchawą gorącego powietrza.

Pionowe powierzchnie wymiany ciepła są automatycznie i regularnie czyszczone przez napędzane silnikiem sprężyny śrubowe.

Dmuchawa spalin o regulowanych obrotach zaprojektowana została specjalnie do opalania drewnem i pracuje bardzo cicho. Wytworzone przez nią podciśnienie skutecznie zapobiega cofaniu się ognia i zapewnia komfortowe dokładanie paliwa przy zasilaniu ręcznym.

Charakterystyka kotłów Vitoligno 250-F przy opalaniu drewnem/zrębkami - moc grzewcza: 49/35, 75/52 i 100/70 kW (100 kW przy drewnie/70 kW przy opalaniu zrębkami), sprawność: do 91,7%/do 92,4% przy zrębkach, temperatura spalin przy mocy nominalnej: do 145°C/136°C, temperatura wody na zasilaniu: do 100°C, ciśnienie robocze: do 3 barów, komora załadunku paliwa: od 180 do 255 l, maksymalna zawartość wody zrębków leśnych: do 35% (W35), wielkość zrębków G50 (> 5 cm).

www.instalator.pl

nr 82015

z dolnego podawania paliwa do paleniska, jak również korzyści z zastosowania rusztu zewnętrznego z dopalaniem paliwa i odpopielaniem. Podajnik ślimakowy dostarcza na przykład zrębki do paleniska, gdzie są wstępnie suszone. Na ruszcie zewnętrznym zostają one całkowicie wysuszone i odgazowane. Gaz drzewny, w odpowiedniej proporcji z powietrzem pierwotnym, jest następnie spalany w komorze spalania.

Charakterystyka kotłów Vitoflex 300-UF - w pełni automatyczne spalanie z paleniskiem rusztowym, moc cieplna: 390 do 1250 kW. Uniwersalne zastosowanie: drewno suche (wilgotność 10%), mokre (do 50%.), sprawność: do 92%, dopuszczalna temperatura zasilania: do 100°C, dopuszczalne ciśnienie pracy do 6 barów. ● Viessmann Holzfeuerungsanlagen GmbH Drugą grupę kotłów na biomasę Viessmann Viessmann Holzfeuerungsanlagen GmbH stanowią urządzenia w zakresie mocy od 110 do 13000 kW, o sprawności do 89-91%. Zasilane niemal każdym rodzajem paliwa - od suchego po świeże (o wilgotności do 50, 60, a nawet do 100%). Viessmann dostarcza również kotły projektowane indywidualnie na potrzeby konkretnej inwestycji.

Bardzo solidnie i grubo (trzykrotnie) izolowane i wyłożone szamotówką palenisko oraz optymalnie usytuowane systemy nadmuchu powietrzem (podgrzanym) pozwalają na spalenie materiału o różnej wilgotności z wysoką sprawnością i redukcją zanieczyszczeń w spalinach od 25 do 90% poniżej dopuszczalnych norm UE.

ekspert Krzysztof Gnyra Viessmann Sp. z o. o. www.viessmann.pl

www.instalator.pl

Krzysztof Gnyra

☎ 602 231 407 @ kgnyra@gmail.com

11

ABC urządzeń grzewczych na paliwa stałe

- Vitoflex 300-RF to w pełni automatyczny kocioł grzewczy na drewno, o mocy: od 100 do 540 kW, z rotacyjną komorą spalania, służący do spalania peletu, trocin i zrębków drzewnych o maksymalnej wilgotności: do W35.

Kocioł Vitoflex 300-RF, ze spalaniem rotacyjnym jest szczytowym osiągnięciem techniki spalania drewna. Podajnik ślimakowy dostarcza paliwo na ruchomy ruszt w celu jego odgazowania (proces dopływu powietrza pierwotnego regulowany sondą Lambda).

Unoszące się gazy palne, za pomocą dmuchawy rotacyjnej, są mieszane w dokładny sposób z przemieszczającym się obrotowo wtórnym powietrzem do spalania. Gwarantuje to perfekcyjne wymieszanie powietrza z gazami palnymi i czyste spalanie.

Kotły Vitoflex 300-RF mogą być dostarczane w wersji kotłowni kontenerowej i stanowią w razie potrzeby mobilne źródło ciepła. Może to być też kotłownia kontenerowa jako stałe źródło ciepła, w przypadku modernizacji obiektu lub braku miejsca na kocioł opalany drewnem wraz z wymaganym osprzętem.

Charakterystyka kotłów Vitoflex - w pełni automatyczne spalanie z rotacyjną komorą spalania: od 100 do 540 kW; paliwo: pelet, trociny i zrębki o wilgotności maksymalnej do 35%, sprawność: do 92%, temperatura zasilania do 100°C, ciśnienie pracy do 3 barów.

- Vitoflex 300-UF jest najwyższej jakości konstrukcją dla trudnych warunków eksploatacji. Przeznaczony jest do spalania drewna opałowego o wilgotności do 50%.

Kocioł Vitoflex 300-UF zawiera rozwiązanie łączące w sobie ruszt podsuwowy, palenisko z rusztem wewnętrznym i ruszt zewnętrzny. Dzięki temu uzyskuje się korzyści

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Powietrze w kotłowni

Dorota Węgrzyn

ABC wentylacji

● Na

co zwrócic uwagę projektując wentylację do kotłowni na paliwo stałe?

Zadaniem wentylacji w kotłowniach na paliwa stałe i w pomieszczeniach z kominkami jest: ● dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza do całkowitego spalania paliwa i wentylacji, ● niedopuszczenie do nagromadzenia się szkodliwych gazów powyżej dopuszczalnego NDS, ● wyeliminowanie zagrożenia dla osób obsługujących kotłownię.

Aby zapewnić całkowite spalanie paliwa w paleniskach, należy doprowadzić większą ilość powietrza, niż jest to teoretycznie potrzebne. Stosunek rzeczywiście doprowadzonej ilości powietrza L do Lt (teoretycznej) nazywamy współczynnikiem nadmiaru powietrza - l.

L = l * Lt [m3/kg paliwa] Lambda dla palenisk z ręcznym zasypem paliwa (kotły, kominki) wynosi 1,5 do 2.

12

Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza do spalenia paliwa (z pominięciem siarki ze względu na niewielkie ilości występujące w paliwach) wynosi: Lt = 8,88 C + 26,44 H - 3,33 O [m3/kg paliwa], gdzie: C - węgiel, H - wodór, O - tlen oznaczają zawartość ww. pierwiastków [kg/kg paliwa].

Przykładowo dla wynosi: - dla węgla kamiennego: 1,4 do 2, - dla pyłu węglowego: 1,25 do 1,35, dla innych stałych paliw danych należy poszukiwać w literaturze fachowej.

Można przyjąć, że teoretyczne zapotrzebowanie powietrza do spalania paliw stałych wynosi: Lt = ~1 m3 na 1163 W lub Lt = (1,01 * Qi)/1000 + 0,5 [m3/kg paliwa], gdzie: Qi - wartość opałowa paliwa stałego [kcal/m3] (kcal należy przeliczyć z odpowiedniej jednostki zgodnej z obowiązującym układem SI).

W innych opracowaniach można obliczyć tę wartość wg innych wzorów.

Uważa się, że wentylacja szczelinowa, tj. napływ powietrza przez nieszczelności stolarki otworowej (drzwi, okna), lub okresowe przewietrzanie pomieszczeń z kotłami i kominkami przez otwieranie okien lub drzwi nie mogą spełnić zadania.

Zadanie to mogą spełnić:

www.instalator.pl

nr 82015 ●

wietrza zewnętrznego, zabezpieczony siatką, niezamykalny, o przekroju co najmniej 20 cm2, zamontowany nie wyżej niż 30 cm nad posadzką (górna krawędź), lecz dolna krawędź otworu wlotowego - czerpni powietrza - powinna być na wysokości 2 m powyżej poziomu terenu. Otwór wywiewny, niezamykalny, umieszczony pod stropem kotłowni ma mieć przekrój co najmniej 25% wielkości przekroju komina spalinowego, lecz nie mniej niż 140 x 140 mm. Kanał wywiewny wykonany z niepalnego materiału jest wyprowadzony nad dach budynku. ● Dla kotłów powyżej 25 kW - zalecenia jak wyżej oraz dodatkowo: - dla pomieszczenia składu paliwa należy wykonać wentylację wywiewną o krotności 1 w/h, ● dla składu żużla - wentylacje jw., lecz o k = 3 w/h.

Przy projektowaniu wentylacji w kotłowniach na paliwa stałe kierujemy się zasadami: ● pole przekroju otworów nawiewnych powietrza zewnętrznego musi być nie mniejsze od 50% pola poprzecznego komina, ● w przypadku kotłów z otwartą komorą spalania, także kominków, powietrze do spalania pobieramy z pomieszczenia, lecz dostarczamy go z zewnątrz przez otwory w ścianach zewnętrznych. Powietrze to służy również do wentylacji pomieszczenia. ● w przypadku kotłów z zamkniętą komorą spalania powietrze do spalania pobieramy z zewnątrz kotłowni. Ponadto dodatkowo należy wykonać wentylację naturalną nawiewno-wywiewną.

ekspert Krzysztof Nowak Uniwersal www.uniwersal.com.pl

www.instalator.pl

Dorota Węgrzyn

☎

32 203 87 20 wew. 102

@ krzysztof.nowak@ uniwersal.com.pl

13

ABC wentylacji

wentylacja grawitacyjna z wykorzystaniem przewodów wentylacji grawitacyjnej, które dla lepszej skuteczności umieszczone powinny być przy kanale spalinowym oraz napływem powietrza zewnętrznego przez otwory w ścianach zewnętrznych (dotyczy to kotłowni z kotłami z otwartą komorą spalania, kominków, pieców węglowych), ● wentylacja mechaniczna nawiewna połączona z grawitacyjną wentylacją wywiewną (tylko dla kotłów z zamkniętą komorą spalania), ● wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna w połączeniu z automatyką kotłów - dla każdego rodzaju kotłów.

Dla kotłowni na paliwa stałe, w zależności od mocy zainstalowanego źródła ciepła, projektuje się wentylację: ● Dla kotłów do 10 kW, które mogą być zamontowane na poziomie ogrzewanych pomieszczeń, w pomieszczeniu niebędącym pomieszczeniem mieszkalnym i mającym kubaturę nie mniejszą niż 30 m3 i 4 m3/kW zamontowanej mocy, ilość powietrza nawiewanego zewnętrznego musi wynieść co najmniej 10 m3/h na 1 kW nominalnej mocy. Nawiew przez niezamykalny, osiatkowany otwór o powierzchni 200 cm2, wywiew przez otwór niezamykalny grawitacyjny o wymiarach 140 x 140 mm umieszczony pod stropem; wywiew nad dach. Dla poprawienia skuteczności działania wentylacji grawitacyjnej dobrze jest usytuować go przy kanale spalinowym. ● Dla kotłów do 25 kW - montaż powinien być wykonany jw. lub na kondygnacji podziemnej. Strumień powietrza nawiewanego powinien wynosić minimum 1,6 m3/h na 1 kW mocy nominalnej. Otwór nawiewny po-

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC chemii budowlanej

Zaprawa na kominek Na początku kilka słów o zaprawach szamotowych, bo to one utożsamiane są z paleniskami, piecami czy kominkami. Zaprawy te należą do grupy zapraw ogniotrwałych, do których zaliczają się także zaprawy wysokoglinowe czy andaluzytowe mające zastosowanie przemysłowe. Są one odporne na temperatury przewyższające 1000°C. Szamot to jeden ze składników zaprawy szamotowej - jest to przepalona, spieczona glina ogniotrwała, poddana następnie zmieleniu.

Innymi składnikami zapraw są surowa glina oraz dodatki, takie jak cement portlandzki czy szkło wodne potasowe. Szamot oraz glina odpowiadają za odporność ogniową oraz za połączenie, a właściwie spieczenie (związanie ceramiczne), elementów szamotowych po osiągnięciu odpowiedniej temperatury. Cement zaś powoduje wstępne związanie zaprawy oraz wstępne związanie elementów szamotowych do czasu, aż zostaną spieczone. Dodatek szkła wodnego powoduje podniesienie odporności kwasowej. Zaprawy szamotowe klasyfikuje się wg zawartości tlenku glinu Al2O3 (38%, 33%, 30%, 28%, 17%). Zaprawy te przeznaczone są do łączenia tylko wyrobów szamotowych. Do innych elementów, np. cegieł klinkierowych tworzących, np. obudowę kominka, wykorzystuje się zaprawy do klinkieru (tradycyjne cegły czy cegły klinkierowe nie są ogniotrwałe i po kilku cyklach wygrzewania >1000°C będą pękać). Łączenie, murowanie elementów, cegieł szamotowych jest podobne do tradycyjnego murowania i polega na zmieszaniu zaprawy z wodą, zmoczeniu wodą elementów szamotowych, wykonaniu warstwy kontaktowej z zaprawy na elemen-

14

cie, naniesieniu jej w grubości kilku milimetrów (zaprawa ma związać ceramicznie poszczególne elementy szamotowe i nie ma konieczności nanoszenia warstwy 1-2 cm, tak jak w przypadku tradycyjnego murowania). Podczas murowania zaprawami szamotowymi musi być zachowany odpowiedni reżim technologiczny - zaprawy wymieszanej z wodą i niewykorzystanej, wstępnie stwardniałej, nie można zmieszać z nową porcją zaprawy, nie można dodać wody w celu poprawy konsystencji.

Wśród wyrobów o wysokiej odporności ogniowej możemy spotkać się z gładziami i tynkami oraz specjalistycznymi fugami zduńskimi (wszystkie wyprodukowane w oparciu o szamot i glinę). Dostępny jest także specjalistyczny beton zduński do formowania na miejscu budowy niestandartowych elementów. Charakteryzuje się on bardzo szybkim przyrostem wytrzymałości, co umożliwia budowę pieca już po 24 h od wykonania danego odlewu.

Innymi wyrobami ogniotrwałymi są kity.

Są one jednymi ze składników tak coraz bardziej popularnych systemów kominowych.

Kit w tym przypadku przeznaczony jest do łączenia poszczególnych elementów ceramicznego wkładu. Kity mogą być gotowe do stosowania w wygodnych kartuszach lub też do przygotowania w miejscu budowy (zmieszanie z wodą w zalecanych przez producenta proporcjach). Należy pamiętać o przygotowaniu podłoża, czyli tak jak w przypadku szamotu - zwilżenia elementu ceramicznego wodą. Jest to ważna czynność, zapobiegająca przesuszeniu kitu i utraceniu jego właściwości technicznych.

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

ne” nie oznacza jednak, że odporne na długotrwałe działanie ognia od źródeł ciepła o wysokiej temperaturze spalania (węgiel, koks). Zaprawy murarskie możemy ze spokojem stosować do wymurowania obudowy i cokołu kominka (tu temperatury nie są przecież tak wysokie jak w palenisku) czy przydomowego grilla. Krótkotrwałe nagrzewanie węglem drzewnym nie zagrozi trwałości konstrukcji grilla. Oprócz zwykłych cegieł czy ozdobnego klinkieru kominki okłada się często płytami kamiennymi czy płytkami klinkierowymi. W takim przypadku stosuje się kleje do płytek lub kamienia o wysokiej elastyczności (klasy S1 lub S2 normy PN-EN 12004). Dzięki temu zachowana będzie przyczepność przy podwyższonej temperaturze. Stale działająca wysoka temperatura jest najbardziej destrukcyjna dla przyczepności płytki do podłoża. Jak pokazują badania laboratoryjne, przyczepności klejów po starzeniu termicznym są często niższe niż po przejściu cykli mrozowych, dlatego tak ważne jest stosowanie klejów z wyższej półki. Starzenie termiczne kleju to jego sezonowanie w temperaturze 70°C, czyli dość wysokiej. Takie temperatury nie są przekraczane na obudowie kominka. Tak jak zaprawy murarskie, tak i kleje klasyfikowane są odpornością ogniową, takimi samymi klasami. Większość wyrobów to produkty klasy A1. Klej musi mieć zastosowanie zgodne z podłożem, na jakie będzie aplikowany oraz z rodzajem przyklejanej płytki, dlatego zanim się go zastosuje, warto przeczytać jego kartę techniczną. Z klejami do płytek ściśle związane są fugi - tu też stosujemy wyroby tradycyjne, cementowe, dostosowane do szerokości spoiny. Warto wybrać wyrób, w którym producent deklaruje elastyczność, dzięki temu spoina nie będzie pękać pod wpływem zmiennych cykli temperatury.

Bartosz Polaczyk

15

ABC chemii budowlanej

W ten prosty sposób przechodzimy do wyrobów znanych z powszechnego użycia.

Oprócz ceramicznego rdzenia systemy kominowe składają się z odpowiednio ukształtowanych pustaków ceramicznych, keramzyto-betonowych czy innego rodzaju tworzywa w zależności od producenta systemu. Elementy te łączy się za pomocą zaprawy cementowo-wapiennej, czyli popularnej zaprawy murarskiej. Najważniejsza w tym przypadku jest wytrzymałość mechaniczna zaprawy (na ściskanie), czyli jej marka. Zwykle producenci danego systemu podają minimalną markę zaprawy - jest to najczęściej zaprawa minimum marki M2,5 czyli o wytrzymałości na ściskanie 2,5 MPa, dlatego też najlepiej skorzystać z gotowych mieszanek. Wykonując zaprawę własnoręcznie, musimy posiadać wiedzę na temat proporcji cementu, wapna i kruszywa, odpowiedniej do osiągnięcia konkretnej wytrzymałości. Na rynku dostępne są także zaprawy przygotowane przez producenta systemu kominowego. W takim przypadku najlepiej z nich skorzystać (system to system i lepiej nie zastępować poszczególnych składników). Jeżeli wymagana jest odporność na kwas, to stosuje się zaprawy czysto cementowe, które, tak jak w przypadku zapraw szamotowych, mogą być uszczelnione szkłem wodnym. Zaprawami cementowymi pracuje się trudniej niż cementowo-wapiennymi ze względu na niską ich plastyczność. Na zaprawy murarskie obowiązuje norma PN-EN 998-2 „Wymagania dotyczące zapraw do murów. Część 2: Zaprawa murarska.” W normie tej zawarty jest parametr odporności ogniowej, jaki powinno przypisać się zaprawie. Na klasyfikację ogniową wpływa skład zaprawy, głównie dodatków modyfikujących, które są palne. Najczęściej jednak ich ilość jest niewielka i nie ma wpływu na obniżenie klasyfikacji. Wydaje się, że wszystkie zaprawy murarskie sklasyfikowane są najwyższą klasą odporności A1 (wyroby niepalne). „Niepal-

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC wentylacji

Instalacje oddymiające Jednym z największych zagrożeń, na które narażeni mogą zostać użytkownicy budynków, jest wybuch pożaru. Podczas projektowania i wykonywania budynków należy dołożyć wszelkich starań, żeby zapewnić możliwie najlepsze warunki ewakuacji osób przebywających w budynku podczas pożaru oraz uniemożliwić rozprzestrzenianie się ognia, dymu oraz gazów do sąsiednich stref pożarowych.

Podstawowym narzędziem, mającym umożliwić skuteczną ewakuację oraz przeprowadzenie akcji gaśniczej, są instalacje wentylacji oddymiającej. Ze względu na budowę, funkcję oraz zastosowanie można wyróżnić trzy podstawowe grupy takich instalacji.

Pierwszą grupę stanowią instalacje służące zabezpieczeniu pionowych dróg ewakuacyjnych Służą temu instalacje zapobiegające zadymieniu (np. systemy różnicowania ciśnienia).

Druga grupa to mechaniczne instalacje służące usuwaniu dymu z rozległych stref pożarowych (np. garaży podziemnych) lub korytarzy ewakuacyjnych. Najczęściej są to instalacje kanałowe lub strumieniowe. Do trzeciej grupy możemy zaliczyć wszelkiego rodzaju instalacje oddymiania grawitacyjnego (klapy oraz okna oddymiające) stosowane w przypadku, gdy istnieje możliwość usuwania dymu bezpośrednio z obszaru strefy pożarowej, np. przez dach budynku. W jednym budynku często występują instalacje różnego typu.

Projekty instalacji oddymiających zawsze tworzone są indywidualnie dla konkretnego obiektu. Punktem wyjściowym powinny być wytyczne oraz schemat pożarowy opracowane przez rzeczoznawcę do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych. Podczas tworzenia instalacji należy posiłkować się obliczeniami oraz

16

wynikami symulacji pożaru przeprowadzanymi z użyciem technik CFD. Instalacje oddymiające często pełnią również inne funkcje (np. instalacji bytowej, instalacji usuwania CO), jednak zawsze nadrzędną funkcją musi pozostać umożliwienie ewakuacji osób z zagrożonego budynku. Należy również pamiętać o zapewnieniu odpowiedniej ilości powietrza rekompensującego powietrze usuwane przez instalacje oddymiające.

Podstawy prawne stosowania instalacji wentylacji oddymiającej zawarte są w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki oraz ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 roku (Dz. U. 02.75.690) wraz z późniejszymi nowelizacjami, zwłaszcza z dnia 12 marca 2009 roku (Dz. U. 09.56.461). Od budynków oraz urządzeń z nimi związanych wymaga się, aby ograniczały rozprzestrzenianie się ognia oraz dymu w razie pożaru (zgodnie z §207.1). Podstawą do spełnienia tego wymagania jest prawidłowy projekt budynku wraz z instalacjami.

Stosowanie instalacji oddymiającej w niektórych przypadkach jest obligatoryjne (np. w garażach zamkniętych o powierzchni powyżej 1500 m2 zgodnie z §277.4, klatkach schodowych i przedsionkach pożarowych w budynkach wysokościowych zgodnie z §246.2, w krytym ciągu pieszym - pasażu, do którego przylegają lokale handlowe i usługowe zgodnie z §247.2), natomiast w innych przypadkach związane jest ze zwiększeniem powierzchni strefy pożarowej lub wydłużeniem długości przejścia lub dojścia ewakuacyjnego.

Może również umożliwiać obniżenie klasy odporności ogniowej budynków. Projekt in-

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

danie odporności ogniowej urządzenia przeprowadzane przez jednostki notyfikowane oraz certyfikacja producenta urządzenia. Wyroby te powinny być również odpowiednio oznakowane (znakiem CE lub krajowym znakiem dopuszczenia do stosowania).

Do podstawowych błędów związanych z instalacjami oddymiającymi możemy zaliczyć błędy projektowe oraz błędy w wykonaniu. Do najczęściej spotykanych należą: ● brak scenariusza pożarowego lub projekt z nim niezgodny, ● nieodpowiednie wytyczne odnośnie odporności ogniowej stosowanych urządzeń, ● stosowanie w projekcie materiałów i urządzeń nieposiadających wymaganej odporności ogniowej lub nieposiadających wymaganych dokumentów, stosowanie urządzeń bez uwzględnienia ograniczeń wynikających z ich charakteru, ● kolizja z innymi instalacjami, ● wykonywanie instalacji przez osoby nieposiadające odpowiednich kwalifikacji, ● nieprawidłowy montaż elementów instalacji.

Piotr Mazur Literatura: 1. Dz. U. rok 2002 nr 75, poz. 690: Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki oraz ich usytuowanie z dnia 12 kwietnia 2002 roku wraz z późniejszymi nowelizacjami.

2. Dz. U. rok 2010 nr 109, poz. 719: Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów z dnia 7 czerwca 2010 roku.

3. M.P. rok 2004, nr 32, poz. 571: Obwieszczenie Ministra Infrastruktury w sprawie wykazu mandatów udzielonych przez Komisję Europejską na opracowanie europejskich norm zharmonizowanych oraz wytycznych do europejskich aprobat technicznych wraz z zakresem przedmiotowym tych mandatów z dnia 5 lipca 2004 roku.

4. Materiały archiwalne Frapol Sp. z o.o.

5. Dane statystyczne KG PSP wygenerowane w systemie SWD-ST (v. 1.24.9.0) według stanu bazy danych na dzień 08.06.2011 r., (dostęp 13.02.2012 r., http://www.kgpsp.gov.pl).

17

ABC wentylacji

stalacji oddymiającej jest więc ściśle związany z konkretnym projektem budowlanym.

Przykładowe korzyści płynące ze stosowania instalacji wentylacji oddymiającej: ● zwiększenie powierzchni strefy pożarowej ZL o 100% (zgodnie z §227.4), ● zwiększenie powierzchni strefy pożarowej PM o 50% (zgodnie z §229.1), ● zwiększenie długości przejścia ewakuacyjnego o 50% (zgodnie z §237.6), ● zwiększenie długości dojścia ewakuacyjnego o 50% (zgodnie z §256.4).

Podobne korzyści można również uzyskać, stosując stałe samoczynne urządzenia gaśnicze wodne. Stosując jednocześnie instalacje wentylacji oddymiającej oraz urządzenia gaśnicze, wodne profity najczęściej można sumować. W praktyce jednak działanie instalacji tryskaczowych często jest podważane. Należy również pamiętać, że instalacja oddymiająca musi być automatycznie uruchamiana przez system wykrywania dymu.

W opisanym roz. Ministra Infrastruktury znajdują się również wytyczne odnośnie niektórych elementów mogących wchodzić w skład instalacji oddymiających, np. przewodów, klap oddymiających do przewodów, klap dymowych grawitacyjnych oraz wentylatorów oddymiających. Wytyczne te powinny się pokrywać z wymaganiami postawionymi tym urządzeniom przez rzeczoznawcę do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych. Wszystkie urządzenia służące ochronie przeciwpożarowej zostały ujęte w wykazie mandatów udzielonych przez Komisję Europejską na opracowanie europejskich norm zharmonizowanych oraz wytycznych do europejskich aprobat technicznych. Z tego wynika, że urządzenia te muszą posiadać dopuszczenia do stosowania w budownictwie wydane przez odpowiednie jednostki, a mianowicie certyfikat na zgodność z normą zharmonizowaną lub aprobatą techniczną, krajową lub europejską. Podstawą do wydania takich dokumentów jest ba-

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC ogrzewania

Kondensat w kotle Jakie są krytyczne temperatury eksploatacyjne spalin i wody dla kotła węglowego, pracującego w instalacji centralnego ogrzewania indywidualnego gospodarstwa domowego?

Ze strony producentów kotłów wodnych małej mocy wychodzą sugestie, że temperatury eksploatacyjne powinny być stosunkowo wysokie ze względu na żywotność kotła. Użytkownicy kotłów chcieliby te temperatury utrzymywać jak najniżej, w przekonani o minimalizacji tą drogą strat ciepła, czyli zużycia paliwa.

Języczkiem u wagi jest w tym przypadku temperatura wykraplania się pary wodnej ze spalin (punkt rosy). Jak wiadomo, w spalinach są również związki kwasotwórcze, które z wodą mogą tworzyć kwasy o silnym działaniu korozyjnym. Chodzi głównie o trójtlenek siarki SO3, który z wodą tworzy kwas siarkowy H2SO4.

W instrukcjach obsługi kotłów nierzadkie są zalecenia, aby nie eksploatować kotłów z temperaturą wody poniżej 60°C (także w instrukcjach dla kotłów żeliwnych), przy czym zalecenia te dotyczą nie tylko wody zasilającej instalację c.o., lecz nawet wody powracającej z instalacji do kotła. Widziałem na własne oczy takie instrukcje, gdzie dla wody powrotnej zalecana temperatura to co najmniej 60°C. Nierzadkie są także przypadki instrukcji nakazujących montaż zaworów 3- lub 4drożnych oraz zalecających eksploatację kotłów tylko w zakresie powyżej 50% ich mocy nominalnej. O temperaturze spalin instrukcje nie piszą nic.

18

Z kolei spore grono wieloletnich użytkowników kotłów twierdzi, że ta korozja wodno-kwasowa to takie „yeti”, którego jeszcze nikt nie widział. Chcieliby prowadzić swoje kotły z temperaturą wody poniżej 40°C, bo to wystarcza do uzyskania w ogrzewanych pomieszczeniach temperatur powyżej 20°C (poza okresem silnych mrozów). Temperatura spalin wylotowych powinna zaś być taka - cytuję jednego z nich - „aby można było pocałować czopuch”. Dość powszechne było - i nawet jest jeszcze do dzisiaj - przekonanie, że niska temperatura spalin wylotowych świadczy o wysokiej sprawności kotła. Stąd bierze się - między innymi - powszechne kupowanie kotłów przewymiarowanych (o mocy nominalnej większej od rzeczywistych potrzeb), w których temperatury spalin wylotowych są niższe dla porównywalnych mocy.

Jednak - jak napisałem wcześniej - możliwość wykroplenia się w kotle kwasu siarkowego ze spalin rzeczywiście istnieje.

Istnieje, bo mamy tam przecież do czynienia ze spalinami zawierającymi parę wodną i trójtlenek siarki SO3. Jak silne jest to zagrożenie? Spróbujmy się zastanowić.

Temperatury początku wykraplania się pary wodnej z mieszaniny gazowej (temperatury punktu rosy) nie da się określić precyzyjnie w postaci jednej konkretnej wartości. Zależy ona od zawartości pary wodnej w mieszaninie gazowej oraz od ciśnienia i składu tej mieszaniny. Daje to dość szeroki obszar możliwych wartości, stąd też obserwować

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

pompa obiegowa c.o. nie pracuje, a wlot powietrza z dmuchawy do palnika jest zamknięty przysłoną. Sytuacja taka występuje w kotle bardzo rzadko.

Warto także zwrócić uwagę, że silnie korozyjny kwas siarkowy tworzy się z trójtlenku siarki, zaś w spalinach z węgla przeważa dwutlenek siarki, który tworzy kwas siarkawy o niewspółmiernie słabszej korozyjności. Trójtlenek siarki tworzy się w warunkach spalania przewlekłego, charakterystycznego dla pracy dużych kotłów na małych mocach (kotły przewymiarowane, kotły w fazie podtrzymania żaru, duże kotły używane do grzania c.w.u. poza okresem grzewczym).

Jaką więc utrzymywać temperaturę spalin wylotowych i jaką wody powrotnej z instalacji c.o.? Nie podam konkretnych wartości. Nie ma wyników badań, które szczegółowo i jednoznacznie określałyby te temperatury. Nie mam więc w tej materii rzeczowych argumentów w postaci stosownych wyników badań. Sugeruję unikanie temperatur minimalnych i utrzymywanie ich raczej na wyższym poziomie.

Moja natura pcha mnie w kierunku zmniejszania ryzyka przedwczesnego zniszczenia kotła czy komina, nawet kosztem zwiększenia zużycia paliwa. Proszę zwrócić uwagę, że strata kominowa rośnie o 1% na każde 15-20°C przyrostu temperatury spalin wylotowych. Nie są to wielkości porażające. Ktoś inny może mieć jednak odmienne zdanie i preferencje.

Każdy użytkownik musi w tym przypadku podjąć własną decyzję i sam ponieść jej konsekwencje. Z pewnością jednak dobrze jest często sprawdzać, czy w newralgicznych miejscach w kotle nie występuje wilgotny pył, świadczący o wykraplaniu się kondensatu. dr inż. Jacek Zawistowski

19

ABC ogrzewania

możemy spore różnice poglądów w interpretacji przebiegu tego zjawiska w kotłach. W przeciętnych warunkach technologicznych eksploatacji kotłów węglowych punkt rosy wynosi 35-45°C (dla węgla bez siarki). Może go jednak podnieść zwiększona zawartość wilgoci w węglu, a w szczególności zawartość w węglu siarki lotnej (węgiel zawiera w swym składzie siarkę lotną i popiołową). W przeciętnych warunkach technologicznych eksploatacji kotłów węglowych kwasowy punkt rosy może osiągać wartości do 140°C, przy zawartości siarki w węglu 1% (według M. Kwestarz, M. Pronobis - „Modernizacja kotłów energetycznych”, WNT, Warszawa 2002).

Tyle teorii. Praktyka ją potwierdza. Kanały konwekcyjne kotłów korodują. Wielu użytkowników i serwisantów widziało to na własne oczy. Groźba korozji wisi nad kotłem nieubłaganie. Można ją jednak odsunąć w czasie.

Kotły trzeba konstruować i eksploatować tak, aby minimalizować niebezpieczeństwo wykraplania się kondensatu wodno-kwasowego. Temperatury spalin wylotowych i wody powrotnej mają wprawdzie ważne znaczenie w tej materii, jednak istotniejsze jest zapewnienie ruchu mediów w kanałach spalinowych i wodnych. Temperatura ścianki wymiennika (na której mogą wykraplać się kondensaty) zależy nie tylko od różnicy temperatur spalin i wody po obu jej stronach, ale także od współczynników wnikania ciepła, które zależą - między innymi - od prędkości przepływu tych mediów.

Trzeba wyraźnie podkreślić, że temperatury początku wykraplania się pary wodnej z mieszaniny gazowej, które były cytowane powyżej, odnoszą się do gazów zamkniętych w naczyniu (będących w bezruchu). W kotle odpowiadałoby to sytuacji, kiedy kocioł stoi w podtrzymaniu,

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC ogrzewania

Dobór buforów Bufor ciepła ma za zadanie zapewnić możliwość dostarczenia czynnika grzewczego przy chwilowym poborze większym niż wydajność źródła ciepła. Taka sytuacja może wystąpić w okresie szczytu porannego lub wieczornego, związanego z poborem ciepłej wody użytkowej. Bufor ma także za zadanie stabilizować pracę źródła ciepła w taki sposób, aby pracowało ono jednostajnie przy najwyższej sprawności. W przeciwnym razie każdy, nawet nieznaczny, pobór ciepłej wody użytkowej powodowałby jego włączanie. Szczególnie dotyczy to lata, kiedy wytworzone ciepło przeznaczone jest na przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Zanik poboru ciepłej wody użytkowej powodowałby jego wyłączanie. To, oczywiście, pociągałoby za sobą pracę źródła przy niskiej sprawności i przyspieszone zużycie źródła ciepła, pomp oraz armatury regulacyjnej. Bufor ciepła poprawia także jakość regulacji temperatury czynnika grzewczego poprzez stabilną pracę źródła ciepła. Elementy systemów regulacji temperatury w ogrzewnictwie charakteryzują się sporą bezwładnością, co powoduje wahania temperatury w okresach niestabilnej pracy źródeł ciepła lub zmiennego poboru czynnika grzewczego. Bufor ciepła stanowi także doskonałą separację obiegów hydraulicznych o odmiennej specyfice działania. Należy nadmienić, iż występują tu zazwyczaj dwa obiegi: obieg pierwotny i wtórny. Obieg pierwotny obejmuje źródło ciepła, pompę obiegową bufora ciepła wraz z instalacją ją łączącą. Obieg wtórny obejmuje bufor ciepła, pompę obiegową, mieszkaniowe stacje wymiennikowe oraz instalację ją łączącą.

20

Obieg pierwotny charakteryzuje się zazwyczaj stałą wydajnością w zakresie przepływu, jak i mocy grzewczej. Obieg wtórny pracuje przy zmiennym przepływie mocy grzewczej i oporze hydraulicznym. Szybkość i dynamika zmian jest duża i adekwatna do zmiennego poboru ciepłej wody użytkowej. Dzięki zastosowaniu bufora ciepła możliwe jest połączenie tych obiegów łącznie z separacją lub wysprzęgleniem.

Bufory ciepła są to zazwyczaj cylindryczne, nisko parametryczne zbiorniki do gromadzenia czynnika roboczego. Jako czynnik roboczy wykorzystywana jest woda uzdatniona, stosowana w instalacjach jako nośnik ciepła. W instalacjach klimatyzacyjnych czynnikiem roboczym może być wodny roztwór glikolu, dla zabezpieczenia medium przed zamarznięciem. Szczególnie dotyczy to instalacji prowadzonych na zewnątrz budynków (np. dachy z agregatami wody lodowej) lub w nieogrzewanych pomieszczeniach, gdy istnieje realne niebezpieczeństwo zamarznięcia wody. Wodne roztwory substancji niezamarzających stosowane są także, gdy temperatura nośnika ciepła w warunkach pracy jest niższa od zera lub bliska zeru. W przypadku instalacji ogrzewczych, zasilających stacje wymiennikowe, stosowanie wodnych roztworów glikolu jest rozwiązaniem sporadycznym, bardzo rzadko stosowanym. Ze względu na warunki techniczne dotyczące temperatury nośnika ciepła w instalacjach ogrzewczych maksymalna temperatura pracy buforów ciepła może wynosić 90°C, zgodnie z obowiązującymi przepisami. Maksymalną temperaturę czynnika

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

doboru tych urządzeń w oparciu o zróżnicowane kryteria. Aby bufor ciepła mógł spełnić swoją funkcję, musi być zabudowany we właściwym miejscu w instalacji oraz jego pojemność musi być większa od minimalnej określonej na podstawie różnych kryteriów. Jego lokalizacja w schemacie technologicznym instalacji zasilającej stacje wymiennikowe wydaje się rzeczą oczywistą. Musi być umiejscowiony pomiędzy źródłem ciepła a instalacją ze stacjami wymiennikowymi.

Dużo trudniejszym zagadnieniem jest określenie jego pojemności. Najczęściej pojemność buforów ciepła określana jest na postawie minimalnego czasu włączenia źródła ciepła. Ze względu na specyfikę rozbioru ciepłej wody użytkowej zakłada się okresy postoju źródła ciepła. W okresie uruchamiania źródła ciepła energia do zasilania stacji musi pochodzić z bufora ciepła.

Jest to dosyć uproszczone kryterium, jednak często stosowane przez projektantów i zalecane przez producentów mieszkaniowych stacji wymiennikowych. Można je nazwać kryterium letnim, ponieważ zimą w zasadzie, wg tej metody obliczeń, źródło nie powinno być wyłączane, ponieważ mamy stały pobór ciepła na cele grzewcze.

Vb = Vmax.* j *tr, Vb - pojemność bufora ciepła [dm3], Vmaks - maksymalny strumień czynnika grzewczego do zasilenia mieszkaniowych stacji wymiennikowych na cele c.w.u. [dm3/s], j - współczynnik jednoczesności pracy stacji wymiennikowych [-], tr - czas rozruchu źródła ciepła [s].

W przypadku gdy wyliczona pojemność jest mniejsza od pojemności instalacji ogrzewczej, można zrezygnować z bufora ciepła, kierując się tym kryterium doboru pojemności.

Grzegorz Ojczyk

21

ABC ogrzewania

roboczego określa Dziennik Ustaw (nr 75, poz. 690 z 2002 roku) w paragrafie 135, w punkcie 5: „W pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi zabrania się stosowania ogrzewania parowego oraz wodnych instalacji ogrzewczych o temperaturze czynnika grzejnego przekraczającego 90°C”. Ciśnienia pracy buforów ciepła nie określają przepisy prawa budowlanego, ale wynosi ono nie mniej jak 3 bary i nie więcej jak 6 barów. Zbiorniki wykonywane są z blachy stalowej jako cienkościenna powłoka spawana.

W przypadku występowania wspomagającego źródła ciepła bufor może być wyposażony w wewnętrzny wymiennik ciepła typu wężownica, analogicznie jak bufory zasilane energią słoneczną. Są to jednak rzadkie przypadki. Sens separacji wspomagającego źródła ciepła może występować, gdy jego nośnik ciepła ma odmienne właściwości lub inne parametry pracy. Może to dotyczyć sytuacji, gdy jest to ciepło odpadowe, zaś nośnikiem jest np. para nisko parametryczna, olej chłodzący z procesu technologicznego. Stosowanie wewnętrznego wymiennika ciepła może mieć miejsce, gdy temperatura nośnika ciepła źródła wspomagającego jest odpowiednio wyższa od czynnika roboczego zasilającego stacje wymiennikowe. Takie rozwiązanie niesie także konieczność odpowiednich zabezpieczeń przed perforacją wymiennika, przekroczeniem maksymalnego ciśnienia i temperatury w buforze ciepła.

Zasobniki buforowe mają także zastosowanie w instalacjach ogrzewczych przy kojarzeniu różnych źródeł ciepła charakteryzujących się różną wydajnością, dynamiką, zakresem temperatur, czasem pracy. Bufory ciepła pełnią także funkcję odmulaczy oraz centralnych systemów odpowietrzających.

Przedstawione tu powody stosowania buforów ciepła wymagają różnych metod

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Studzienki wodomierzowe

ABC instalacji wodociągowych

Andrzej Świerszcz ● Co

zrobić, aby nie doprowadzić do zamarznięcia instalacji wodociągowej? ● Jakie powinny być wymiary studzienek?

Zima, a szczególnie jej okresy z silnymi mrozami, to czas kiedy przedsiębiorstwa wodociągowo-kanalizacyjne otrzymują bardzo dużo sygnałów w sprawie zamarzania przyłączy wodociągowych i wodomierzy. Zdarza się, że bardzo często przyczyną uszkodzenia jest brak ogrzewania pomieszczeń. Powybijane szyby lub brak okien oraz pozostawione otwarte skrzydła okienne w pomieszczeniu, w którym jest zainstalowany wodomierz, powodują zamarzanie wody w instalacji. Brak wody w instalacji budynku spowodowany może być również niezabezpieczoną przed niskimi tempera tu ra mi stu dzien ką wo do mie rzo wą.

Odbiorca usług (wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi) zobowiązany jest

22

do zabezpieczenia wodomierza i studzienki wodomierzowej na posesji lub działce, na której się znajduje. Powyższy obowiązek wynika z przepisów prawa powszechnie obowiązującego w Polsce, tj. § 116 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usy tu owa nie (Dz. U. z dnia 15.06.2002 r.) oraz z umowy o zaopatrzeniu w wodę i odprowadzanie ścieków, zgodnie z którymi odbiorca ma obowiązek utrzymania w należytym stanie, czy to samego pomieszczenia, w którym jest zlokalizowany, czy to studzienki wodomierzowej, w celu zabezpieczenia wodomierza głównego przed za la niem, za mar z nię ciem, uszko dze niem me cha nicz nym oraz do stę pem osób niepowołanych. Aby nie doprowadzić do zamarznięcia instalacji i urządzeń wodociągowych, należy: ● odpowiednio zabezpieczyć pomieszczenie, w którym znajduje się wodomierz oraz urządzenia wodociągowe (np. uszczelnić okna i drzwi), ● zabezpieczyć wodomierz izolacją cieplną (niechłonącą wody) tak, aby możliwy był prawidłowy odczyt stanu wodomierza. Innym rozwiązaniem może być zastosowanie specjalnych kabli grzewczych owiniętych wokół przewodów wodociągowych i korpusu wodomierza. ● dokonać oczyszczenia studzienki wodomierzowej - usunąć z niej wodę oraz zwrócić uwagę na ewentualne uszkodzenia pokrywy studzienki,

www.instalator.pl

nr 82015 ●

●

studzienka powinna być wykonana z materiału trwałego oraz mieć stopnie lub klamry do schodzenia przez otwór włazowy o średnicy co najmniej 0,6 m w świetle, ● właz w studzience wodomierzowej należy projektować od strony nieruchomości, ● w zależności od lokalizacji studzienki wodomierzowej na działce należy stosować: - właz typu lekkiego z dwoma pokrywami (w pasie zieleni, w ciągu pieszym itp.), - właz typu ciężkiego z ociepleniem (w ciągu jezdnym), ● studzienka powinna być zabezpieczona przed napływem wód gruntowych oraz opadowych.

Jakie są wymiary studzienek? ● dla połączeń o średnicy przewodu wodociągowego 50 mm - średnica studni 1,0; 1,2; 1,4 m w zależności od wielkości dobranego wodomierza, ● dla połączeń o średnicy 80 mm i większej - studzienka prostokątna w zależności od średnicy przyłącza.

Wymiary studzienek prostokątnych należy ustalać indywidualnie z uwzględnieniem warunków podanych w aktualnej normie „Studzienki wodociągowe”. Norma dotyczy studzienek występujących na przewodach wodociągowych. Nie dotyczy studzienek występujących na terenach górniczych. Podano w niej podział studzienek. Określono wymagania ogólne, budowlane i instalacyjne, dotyczące bezpieczeństwa, oraz wymagania odbiorcze. Podano ponadto program badań i opisano metody badań sprawdzających.

Andrzej Świerszcz

Czy jesteś już naszym fanem na Facebooku? www.facebook.com/MagazynInstalatora www.instalator.pl

23

ABC instalacji wodociągowych

ocieplić przewody wodociągowe i kanalizacyjne przechodzące przez nieużywane pomieszczenia, ● zakręcić zawory odcinające po uprzednim odwodnieniu instalacji, jeżeli instalacja wodociągowa używana jest tylko latem.

Uwaga! Wykonanie powyższych prac leży w gestii właściciela nieruchomości.

Zgodnie z aktualną normą (obecnie PN -B -10720) wo do mierz mo że być umieszczony: ● w piwnicy budynku lub na parterze w wydzielonym pomieszczeniu zabezpieczonym przed zalaniem wodą (w szczególności fekaliami), zamarzaniem oraz do stę pem osób nie po wo ła nych (do puszcza się umieszczenie wodomierza w ogrzewanym garażu budynku jednorodzinnego), ● w studzience poza budynkiem, jeżeli budynek jest niepodpiwniczony i nie ma możliwości wydzielenia na parterze budynku miejsca, o którym mowa powyżej lub jeżeli budynek został usytuowany w odległości większej niż 15 m od linii rozgraniczającej nieruchomość od ulicy.

Gdy wodomierz zainstalowany jest w studzience zewnętrznej to: ● studzienkę wodomierzową należy lokalizować na terenie posesji w odległości 2,0 m od ogrodzenia lub linii rozgraniczającej nieruchomość (odległość podano do osi studni), ● dla budownictwa segmentowego dopuszcza się lokalizowanie dwóch wodomierzy we wspólnej studzience (studzienki wodomierzowej nie wolno lokalizować na granicy dwóch posesji),

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Aluminium i spaliny ●Z

ABC kominów

jakich materiałów mogą być produkowane kominy? ● Czy kominy mogą być produkowane ze stopów aluminium? ● Czym jest pasywacja?

O ile normą jest omawianie zastosowania stopów aluminium w wentylacji, o tyle niewiele lub w ogóle mówi się o stopach aluminium w technice kominowej.

Normy kominowe PN-EN 1856-1 i PN-EN 1856-2 definiują, jakie materiały można wykorzystywać do produkcji kominów bez badań korozji i oznakowywać wyroby jako Vm, czyli odporne na korozję według deklaracji producenta stali. Normy dopuszczają również stosowanie różnych innych gatunków stali, pod warunkiem spełnienia wymagań odporności na korozję potwierdzonych badaniami zgodnie z wymienionymi wyżej normami. Wśród stali stosowanych na kominy, a nie wyszczególnionych w normach „kominowych”, są między innymi stal w gatunku 1.4521 lub powszechnie stosowana na produkcję podłączeń stal DC01.

Analizując dopuszczone przez specjalistów materiały do produkcji kominów, zwykle nie skupiamy się na innych podanych w normach materiałach. Pomija się całą grupę stopów aluminium. O ile normą jest omawianie zastosowania stopów aluminium w wentylacji, o tyle niewiele lub w

24

ogóle mówi się o stopach aluminium w technice kominowej.

Zastanówmy się, dlaczego wprowadzono w życie stopy aluminium do przemysłu? W szczególności jako materiał na elementy narażone na działanie czynników korozyjnych, jakimi są gazy spalinowe.

Przecież aluminium ma jeden z najniższych potencjałów elektrochemicznych, dużo niższy od żelaza, miedzi czy chromu. Mówiąc wprost, korozja zarówno atmosferyczna, elektrolityczna, jak i gazowa powinna w nich postępować błyskawicznie. Co zatem czyni te stopy wyjątkowymi? Odpowiedź na to pytanie jest jedna, a mianowicie - pasywacja. Jest to proces, w wyniku którego na powierzchni metalu tworzy się niewidoczna gołym okiem warstewka tlenków (w zależności od środowiska i składu chemicznego stopu). Wynosi ona od kilkunastu do kilkudziesięciu mikrometrów. Warstwa ta, w przypadku stopów aluminium, to Al2O3, wszystkim znany korund, który ma znacznie wyższy potencjał elektrochemiczny, przez co znacznie opóźnia dalsze korodowanie takiego elementu. Przede wszystkim daje ochronę korozyjną na działanie wody, kawasów organicznych, kwasu siarkowego (H2S), kwasu węglanowego (H2CO3) i związków azotowych. Problemem występującym w tych stopach jest mała odporność na działanie alkaliów i kwasów beztlenowych, np. HCl. Ten ostatni powoduje powstawanie zjawiska trudnej do wykrycia korozji wżerowej, ponieważ jej proces przebiega w głębi materiału. W przewodach kominowych związki chloru nie

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

sprzyja odporności korozyjnej. Drugi ze stopów EN 4047A jest typowym siluminem odlewniczym z zawartością krzemu w przedziale eutektycznym, tj. ok. 12%, który idealnie nadaje się na skomplikowane elementy odlewane, np. czopuchy.

Charakteryzuje się dobrą lejnością, małym skurczem odlewniczym i niską skłonnością do pęknięć gorących. Ograniczenie miedzi w tym stopie (Cu < 0,1%) i cynku (Zn < 0,15%) zmniejsza ryzyko powstania ogniw korozyjnych, wydłużając czas eksploatacji.

Trzeci ze stopów EN AW-6060 jest typowym stopem do obróbki plastycznej, pozwala na wykonywanie skomplikowanych operacji ciągnienia i gięcia, zachowując plastyczność i odporność na pękanie. Dodatek magnezu (Mg 0,35% do 0,6%) oraz krzemu (Si 0,3% do 0,6%) wywołuje umocnienie roztworowe i zwiększa własności wytrzymałościowe. Stop ten, dzięki dodatkowi magnezu, posiada jedną z najwyższych odporności na korozję (z grupy stopów na bazie aluminium). Dowodem jest stosowanie go w: armaturze morskiej, aparaturze chemicznej czy w elementach silników spalinowych. dr inż. Wioletta Zając-Wstawska Gabriel Wanat Literatura: 1. Wykłady: B. Ziółkowskiego http://www.immt.pwr.wroc.pl/~ziolek/ 2. M. Blicharski, „Inżynieria powierzchni”, wyd. WNT, Warszawa 2009.

3. T Burakowski, T. Wierzchoń, „Inżynieria powierzchni metali”, wyd. WNT, Warszawa 1995.

4. PN-EN 1856-1 Kominy - Wymagania dotyczące kominów metalowych - Część 1: Części składowe systemów kominowych.

5. PN-EN 1856-2 Kominy - Wymagania dotyczące kominów metalowych - Część 2: Metalowe kanały wewnętrzne i metalowe łączniki.

25

ABC kominów

występują, zatem ryzyko powstania korozji wżerowej jest ograniczone. Kolejnym atutem warstwy pasywacyjnej Al2O3 jest jej silne dyfuzyjne połączenie z podłożem, co na pewno nie jest możliwe w żadnych innych metodach zabezpieczania powierzchni, a mianowicie w procesach malowania, czy nanoszenia powłok galwanicznych. To zjawisko nie umknęło naukowcom badającym nowe zaawansowane rozwiązania do przemysłu energetycznego, lotniczego czy kosmicznego. Stopy aluminium lub powłoki na bazie aluminium są wykorzystywane do elementów silników odrzutowych, turbin parowych czy promów wahadłowych. Jedynym obostrzeniem, jeśli chodzi o aluminium, jest jego temperatura topnienia, tj.

660°C. W przypadku elementów kanałów kominowych temperatura eksploatacji jest dużo niższa i nie ma ryzyka odkształcenia przewodu wykonanego ze stopu aluminium.

Przechodząc do konkretnych stopów wykorzystywanych do przewodów kominowych, o których mowa w normie PN EN 1856-1, możemy stwierdzić, że każdy z trzech gatunków stopów Al, tj.: EN AW-1200, EN AW 4047A, EN AW-6060, jest z innego przedziału zawartości pierwiastków stopowych.

Pierwszy z wymienionych stopów posiada niewielką zawartość pierwiastków stopowych, których łącznie jest około 1%, możemy zatem powiedzieć, że jest to niemal czyste aluminium. Dawniej stop ten był wykorzystywany do produkcji sztućców, garnków itp. Pomimo że nie posiada on, w porównaniu z pozostałymi dwoma stopami, dużych własności wytrzymałościowych, jest korzystny ze względu na minimalne ryzyko powstania ogniwa korozyjnego pomiędzy osnową Al a pierwiastkami stopowymi, co dodatkowo

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Separacja w instalacjach

ABC kanalizacji

Paweł Górny Działanie separatora tłuszczu oparte jest na prawach fizyki zgodnie ze zjawiskiem grawitacji - różnica gęstości sprawia, że ścieki zawierające ciężkie substancje opadają na dno, natomiast lekkie substancje, tj. oleje i tłuszcze zwierzęce, flotują na powierzchnię wody.

Norma PN EN 1825 określa, że wszyscy przemysłowi producenci ścieków zawierających tłuszcze muszą zatrzymywać je za pomocą separatorów tłuszczu. Chodzi tu przede wszystkim o zakłady gastronomiczne, kuchnie zakładów żywienia zbiorowego, masarnie, fabryki wyrobów mięsnych i wędliniarskich, zakłady tłoczące oleje, fabryki konserw, ubojnie, zakłady przetwórstwa ryb i firmy cateringowe.

Należy jednak pamiętać, że do separatorów tłuszczu nie należy wprowadzać materiałów, które mogą zakłócić prawidłową pracę separatora, np. nierozdrobnione ciała stałe, które utrudniają całkowite opróżnienie; aktywne biologicznie środki (np. zawierające enzymy do przemiany tłuszczów lub środki samoczyszczące); środki czyszczące, które w połączeniu z tłuszczem tworzą stabilne emulsje (np. środki czyszczące nie mogą zawierać chloru lub go wydzielać); ścieki zawierające tłuszcze

26

w postaci nieodseparowywalnej (w formie emulsji), np. z mleczarni lub produkcji serów, olejów mineralnych, fekaliów oraz wód deszczowych.

Separatory tłuszczu mogą być wykonane z polietylenu, stali nierdzewnej lub żelbetu. Separatory wykonane z polietylenu materiału szczelnego, lekkiego, o gładkiej powierzchni ścianek - cechują się łatwością oczyszczania i długą eksploatacją.

Norma PN EN 1825-2 podaje, że opróżnianie i mycie separatorów tłuszczu powinno odbywać się przynajmniej raz w miesiącu, a najlepiej co dwa tygodnie, zatem inwestor, decydując się na wybrany typ separatora, powinien w znacznym stopniu kierować się nieuciążliwością tych czynności dla otoczenia.

Przykładem może być separator do zabudowy w ziemi. Jest to najbardziej popularne rozwiązanie ze względu na cenę oraz walory praktyczne podczas opróżniania. Po otwarciu pokryw urządzenia wóz asenizacyjny odpompowuje zawartość separatora.

Separator posiada pokrywy żeliwne w odpowiedniej klasie obciążenia, np. B 12,5 t lub D 40 t. Dobrze jest, gdy nasady separatora mają płynną regulację wysokości, ułatwiające podczas zabudowy dopasowanie do poziomu gruntu.

Jeśli nie ma miejsca na zewnątrz do usytuowania separatora lub byłaby konieczność prowadzenia długiego przewodu doprowadzającego ścieki, gdzie następowałoby ich znaczne ochłodzenie, powodujące zarastanie przewodu, należy umiejscowić separator w budynku. Mogą to być np. separatory wolnostojące, które

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

leżą od objętości - najlepiej sprawdzi się separator posiadający odrębne zbiorniki na osady oraz na tłuszcz. Dzięki temu nie trzeba opróżniać całej zawartości urządzenia - jedynie usuwa się zanieczyszczenia zawierające nie więcej niż 10% wody. W momencie zapełnienia pojemników zamienia się je na puste bez potrzeby przerywania pracy separatora.

Separatory wykonane z polietylenu są lekkie i wygodne w transporcie - dzięki specjalnej konstrukcji dna mogą być przewożone za pomocą wózka widłowego. Posiadają zintegrowany osadnik. Są zabudowywane w ziemi, wyposażone w regulowane nasady teleskopowe zaopatrzone we włazy w kl. B 12 t lub D 40 t. Separatory cechuje absolutna szczelność do samej powierzchni gruntu. Separatory ropopochodne mogą być wykonane również z betonu.

Norma PN EN 858 rozróżnia dwie klasy separatorów, w zależności od stopnia oczyszczenia: ● Separatory kl. I, gdzie zawartość oleju na odpływie nie przekracza 5,0 mg/l wg badań określonych przez normę - np. separatory koalescencyjne. ● Separatory kl. II, gdzie zawartość oleju na odpływie nie przekracza 100 mg/l wg badań określonych przez normę - np. separatory grawitacyjne.

Zwiększająca się z jednej strony wrażliwość na problemy środowiska naturalnego sprawia, że społeczeństwo coraz chętniej sięga po urządzenia wspomagające ochronę środowiska przed zanieczyszczeniem.

Z drugiej zaś strony Ministerstwo Ochrony Środowiska jasno określa kary za niedostosowanie się do określonych standardów. Oba te trendy napędzają rozwój technologiczny wśród producentów urządzeń do odprowadzania ścieków.

Paweł Górny

27

ABC kanalizacji

mogą sprostać różnym wymaganiom technicznym, np. ustawiane w pomieszczeniach nieprzemarzających. Te proste rozwiązania opróżniane są poprzez otwierane pokrywy zbiornika. Niestety może się to wiązać z rozprzestrzenianiem nieprzyjemnych zapachów oraz z koniecznością przeprowadzenia węża wozu asenizacyjnego poprzez pomieszczenia budynku.

Inną lekko rozbudowaną wersją tego rozwiązania jest separator wyposażony w dodatkowy przewód wyprowadzany na ścianę budynku, gdzie bezpośrednio podłącza się wóz asenizacyjny. Dzięki temu podczas opróżniania nie ma potrzeby otwierania pokryw separatora.

W separatorach wolnostojących mogą też być zastosowane układy mieszająco-homogenizujące w obiegu wewnętrznym.

Pompa zainstalowana w układzie rozdrabnia wszelkie zanieczyszczenia (jak kostki, skórki, części plastikowe itp.). Obiegowy napływ wody przez rotacyjne dysze powoduje dokładne oczyszczenie wewnętrznych ścian zbiornika nawet zimną wodą.

Ogromną zaletą systemu jest obsługa separatora przy szczelnie zamkniętych pokrywach - opróżnianie oraz mycie odbywa się bez żadnych obciążeń zapachowych.

W przypadku, gdy separator jest tak umiejscowiony, że pompa wozu asenizacyjnego do opróżniania byłaby za słaba, należy zastosować rozwiązanie z pompą separatora włączoną w układ mieszający tłoczącą zawartość do wozu asenizacyjnego.

Również w tym wypadku opróżnianie i mycie odbywa się w sposób absolutnie szczelny zapachowo.

W sytuacji, gdy dostęp wozu asenizacyjnego do separatora jest trudny lub wręcz niemożliwy (np. wysokie piętro wieżowca, pensjonat górski z trudnym dojazdem), a także w przypadku, gdy inwestor chce ograniczyć koszty za opróżnianie, które za-

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

ABC OZE

Instalacja z pompą Poniżej spróbuję przedstawić podstawowe błędy i zalecenia projektowe dotyczące systemów z pompami ciepła. Zaczniemy od dolnego źródła ciepła.

Najbardziej popularnymi systemami są obecnie systemy gruntowe z wymiennikiem gruntowym pionowym (sondy ziemne) i systemy z pompą ciepła powietrze-woda. ● Systemy gruntowe z wymiennikiem pionowym Według ogólnego przekonania projektantów niedoświadczonych w zakresie projektowania systemów grzewczych z pompami ciepła, najważniejszym elementem systemu jest pompa ciepła i na niej koncentruje się projekt. W praktyce okazuje się, że najistotniejszym elementem centrali, mającym podstawowe znaczenie dla jej prawidłowego działania, jest wymiennik gruntowy, czyli tzw. dolne źródło ciepła. Łączna głębokość wymiennika - sond ziemnych jest często dobierana niewłaściwie bez uwzględnienia warunków, w jakich ma pracować pompa ciepła. Warunki te są różne dla instalacji c.o. podłogowej, grzejnikowej, zapotrzebowania ciepłej wody i trybu pracy pompy ciepła dla wytwarzania wody lodowej. Istotnym elementem przy określaniu jednostkowego współczynnika wydajności sondy jest projekt geologiczny, wykonywany często przez geologów niemających dużego doświadczenia w problematyce geotermalnej, oraz roczna ilość godzin pracy pompy ciepła. Biorąc pod uwagę te dwa czynniki, trudno, bez odpowiedniego praktycznego doświadczenia, określić jednostkową wydajność sondy. Bardziej odpowiedzialni projektanci przewymiaro-

28

wują wielkość wymiennika, czego wynikiem jest nieuzasadniony wzrost kosztów inwestycyjnych, mniej odpowiedzialni niedowymiarowują, zmniejszając koszty inwestycyjne i narażając inwestora na skutki wychładzania się gruntu w okolicy sond.

Należy podkreślić, że źródłem ciepła jest grunt, a nie sondy ziemne. Sondy ziemne są jedynie wymiennikiem ciepła.

Jeżeli grunt nie będzie w stanie dostarczyć wymaganej ilości ciepła, to łączna głębokość sond niewłaściwie usytuowanych może znacznie przekraczać założoną głębokość, a wydajność cieplna wymiennika będzie niewystarczająca. W przypadku niewystarczającej wydajności gruntu w pierwszym okresie eksploatacji możemy uzyskać zadawalające wyniki. W dalszych okresach, w przypadku niewłaściwego wymiennika gruntowego, grunt w okolicy sond nie zdąży się zregenerować cieplnie i będziemy obserwować sukcesywny spadek temperatury solanki zasilającej parownik pompy ciepła, a po kilkuletnim okresie eksploatacji może doprowadzić do zamrożenia gruntu w otoczeniu sond ziemnych i wyłączenia się pompy ciepła. Środki zaradcze w postaci dowiercenia dodatkowych sond niewiele tu pomogą, gdyż grunt będzie potrzebował dłuższego okresu na jego ocieplenie.

Szczególnie niebezpieczne może być zjawisko oziębiania gruntu w wymienniku zlokalizowanym pod budynkiem, gdzie jedynym wyjściem może być przejście na konwencjonalny system źródła ciepła, a koszty systemu z pompą ciepła i koszty nowej kotłowni należy zapisać na straty.

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

Najczęściej powodem energochłonnie i zawodnie działających instalacji z pompą ciepła jest wadliwie zaprojektowany i wykonany wymiennik gruntowy. ● Systemy powietrze-woda System powietrze-woda jest dla standardowych obiektów systemem o gorszym średniorocznym współczynniku energetycznym COP. Jednak w przypadku obiektów o bardzo dużym (w szczególności letnio-sezonowym zapotrzebowaniu ciepłej wody lub podgrzewania basenu kąpielowego) współczynnik energetyczny COP może być zbliżony do systemu z wymiennikiem gruntowym. W odróżnieniu od systemów gruntowych nie mamy tu problemu z doborem „dolnego źródła”, gdyż podaż ilości powietrza zewnętrznego jest nieograniczona pod warunkiem prawidłowego montażu.

Zdarzające się błędy projektowe występują w niewłaściwym usytuowaniu pomp ciepła.

Szczególną uwagę należy zwrócić na usytuowanie wywiewu do wolnej przestrzeni, unikając chodników, murów budynku i miejsc przeznaczonych na rośliny ozdobne czy warzywa. Temperatura wywiewu jest ok. 3 K niższa od temperatury poboru, a więc już przy temperaturach zewnętrznych powyżej 0ºC i dużej wilgotności powietrza może dojść do oblodzenia powierzchni w pobliżu pompy ciepła.

Ciągle niedoceniana jest sprawa głośności pracy pompy ciepła. O ile głośność pracy sprężarki jest do pominięcia, o tyle ruch powietrza wywołany wentylatorem może być uciążliwy, szczególnie w nocy. Należy unikać więc usytuowania pompy ciepła w pobliżu tarasów, okien pomieszczeń wypoczynkowych i sypialni. W budynkach szeregowych może dochodzić do konfliktu z sąsiadami.

W kolejnym artykule przejdę do górnego źródła ciepła.

Mirosław Kozłow

29

ABC OZE

Niejednoznaczna jest sprawa odległości wzajemnych sond. Powinien ją określić projekt geologiczny wymiennika gruntowego w uzgodnieniu z projektantem systemu grzewczego.

Doświadczenie w wykonywaniu pionowych wymienników gruntowych w Polsce w stosunku do wymagań odnośnie okresu ich pracy jest niewielkie. Wymiennik gruntowy realizowany jest z myślą o jego długoletniej eksploatacji, a wprowadzanie tego systemu w Polsce nie przekracza 20 lat. Jednoznacznego przepisu i norm, których wymagają niektórzy inwestorzy, nie ma. Należy więc oprzeć się o doświadczenia krajów europejskich, w których systemy te montowane były znacznie wcześniej niż w Polsce. Dobrym materiałem jest opublikowana na zamówienie Ministra Środowiska publikacja Jacka Kapuścińskiego z 2010 r. „Geotermia niskotemperaturowa w Polsce i na świecie”, w której zaleca się minimalną wzajemną odległość sond 5 m, a dla sond głębszych niż 50 m odległość 1 m na 10 m sondy.

Przy projektowaniu sond w terenach zadrzewionych należy też uwzględnić odległość sondy od pnia drzewa. Wyziębienie gruntu może wpłynąć negatywnie na wegetację drzewa, a korzenie mogą uszkodzić sondę ziemną. Z doświadczenia przyjmuje się ok. 5 m, co nie jest również przepisem, lecz zaleceniem.

Niezbędnym elementem projektu systemu z pionowym wymiennikiem gruntowym jest projekt geologiczny wymiennika, wymagany przez organa ochrony środowiska i określający przypuszczalną wydajność cieplną gruntu i maksymalną głębokość sond, która nie zagraża warstwom wodonośnym. Często sprawa ta jest pomijana na etapie oferty projektowej i wychodzi dopiero przy uzgodnieniu projektu przez właściwe organy administracyjne.

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Miedź a korozja (1)

Sławomir Biłozor

ABC instalacji rurowych

● Co

powoduje korozję rurociągów miedzianych? ● Jak temu zapobiegać?

Miedź jest materiałem coraz powszechniej stosowanym do budowy wewnętrznych instalacji wody zimnej i ciepłej i z tego względu stała się przedmiotem szczególnego zainteresowania. Ogólnie uważana jest za materiał bardziej odporny na korozję niż stal ocynkowana, czy - stosowany w przeszłości w niektórych krajach - ołów.

Efektem procesów korozji instalacji miedzianych jest zazwyczaj podwyższenie stężenia tego metalu w transportowanej wodzie. Aktualnie obowiązujące w Polsce przepisy, dotyczące jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, dopuszczają stężenie miedzi na poziomie 2,0 mg/l z zastrzeżeniem, że jest to „wartość dopuszczalna, jeżeli nie powoduje zmiany barwy wody spowodowanej agresywnością korozyjną wody dla rur miedzianych” [1]. Z tego względu należy pamiętać, że czynnikami stymulującymi korozję instalacji miedzianych są: niski odczyn pH i niska zasa-

30

dowość wody oraz obecność wolnego dwutlenku węgla. Są to parametry jakości, które można łatwo ustalić prostymi metodami analitycznymi. Dodatkowo korozję miedzi stymuluje obecność chloru wolnego w stężeniach rzędu 0,2 mg/l lub wyższych, szczególnie przy niskim pH wody. Efektowi temu można zapobiec, podwyższając pH wody do 7,8-8,0, przy czym należy sprawdzić, czy zabieg ten nie zakłóci równowagi węglanowo-wapniowej, co jest szczególnie ważne w przypadku wody o wysokiej twardości wapniowej i zasadowości. Może to bowiem prowadzić do zbyt intensywnego wytrącania się węglanu wapnia i „zarastania” instalacji. Opisano również przypadki tzw. korozji mikrobiologicznej, której efektem jest również podwyższenie stężenia jonów miedzi w transportowanej wodzie. Wywoływana jest ona rozwojem kolonii bakterii na powierzchni metalu, czemu sprzyja podwyższona temperatura, zbyt niskie stężenie dezynfektanta oraz niski odczyn pH, niska twardość i zasadowość oraz obecność w wodzie rozpuszczonej materii organicznej w stosunkowo wysokich stężeniach. Korozję mikrobiologiczną zaobserwowano w szpitalach i innych budynkach użyteczności publicznej, w których występują okresy stagnacji wody. Badania wykazały, że zjawiskom korozji mikrobiologicznej można zapobiegać, utrzymując stężenie dezynfektanta (najczęściej chloru) na poziomie > 0,1 mg/l, unikając okresów stagnacji wody, a w przypadku instalacji wody ciepłej utrzymując temperaturę wody na poziomie nie niższym niż 60°C.

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

zawartości miedzi w transportowanej wodzie, gdyż osady te, zazwyczaj dobrze przylegające do powierzchni metalu, tworzą warstwę zabezpieczającą, skutecznie izolującą od transportowanej wody, przy czym same - jak wspomniano - są w wodzie trudno rozpuszczalne.

Warto również pokazać wyniki badań nad wpływem długookresowych stagnacji wody na korozję przewodów miedzianych i stężenie miedzi w wodzie [3]. Zaobserwowano, że w warunkach stagnacji stężenie miedzi w wodzie początkowo rośnie, po czym w miarę wyczerpywania się zapasów tlenu rozpuszczonego zaczyna stopniowo maleć. Czynnikiem kontrolującym zawartość miedzi w wodzie w warunkach stagnacji okazał się wspomniany powyżej malachit, którego działanie w tych warunkach polega nie tyle na tworzeniu warstwy ochronnej pasywującej powierzchnię metalu, co na adsorpcji jonów metalu tworzących się w kontakcie z wodą i zatrzymywaniu ich wewnątrz wytworzonych struktur krystalicznych. Z praktycznego punktu widzenia o korozji instalacji decyduje przede wszystkim temperatura oraz skład chemiczny stagnującej wody, określany omówionymi już poprzednio parametrami (jak pH, twardość i zasadowość).

W kolejnej części przyjrzymy się korozji wżerowej prowadzącej do przecieków. dr Sławomir Biłozor 1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. 07.61.417 - opublikowane 6 kwietnia 2007 r.).

2. N., F. Turek, L. Kasten, D., A. Lytle, M., N. Goltz: Impact of plumbing age on copper levels in drinking water.

Jour. of Water Supply Research and Technology-AQUA 60, 1,(2011), 1-15.

3. T.H. Merkell, H-J. Gross, W. Werner, T. Dahlke, S. Reichert, G. Beuchle, S.H. Eberle: Copper corrosion b-product release in long-term stagnation experiments. Water Research 36 (2002) 1547 - 1555.

31

ABC instalacji rurowych

Coraz powszechniejsze stosowanie instalacji miedzianych, spowodowane licznymi zaletami tego materiału, pociąga za sobą pojawianie się w prasie fachowej licznych publikacji odnoszących się zarówno do długookresowych obserwacji eksploatacyjnych, jak i do badań związanych z definiowaniem czynników sprzyjających korozji miedzi w kontakcie z transportowaną wodą bądź też zapobiegających tym niekorzystnym procesom. W tym kontekście warto zacytować wyniki badań nad zależnością między stężeniem miedzi w transportowanej wodzie a czasem, jaki upłynął od momentu włączenia instalacji miedzianej do eksploatacji [2]. W oparciu o obserwacje instalacji eksploatowanych przez okres od jednego do 44 lat potwierdzono jednoznacznie, że stężenie miedzi w transportowanej wodzie maleje w miarę upływu czasu eksploatacji. Badania wnętrza wycinków instalacji od pierwszych godzin kontaktu z wodą wykazały, że z chwilą, kiedy metal wejdzie w kontakt z wodą zawierającą tlen lub inny utleniacz (najczęściej chlor lub inny dezynfektant), zapoczątkowany zostaje proces korozji prowadzący do powstawania i odkładania się na powierzchni metalu stosunkowo dobrze rozpuszczalnego tlenku miedziawego - kuprytu [Cu2O(s)]. W tym okresie notuje się wyraźny wzrost stężenia miedzi w przepływającej wodzie. W miarę zwiększenia się grubości warstwy kuprytu na jego powierzchni, pozostającej w kontakcie z utleniaczami obecnymi w wodzie, zachodzą procesy utleniania prowadzące do tworzenia się trudno rozpuszczalnych osadów związków miedzi dwuwartościowej, najczęściej tenorytu [CuO] w wodach o niskiej zasadowości lub malachitu [Cu2CO3(OH)2], którego tworzeniu sprzyja wysoka zasadowość wody. W obu przypadkach prowadzi to do obniżenia

ABC Magazynu Instalatora

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

Dobór podgrzewacza

Dawid Pantera

ABC c.w.u.

● Jakie

urządzenia służą do magazynowania ciepłej wody? ● Jakie są ich wady i zalety? ● Jak dobrać ich objętość?

Zadajmy sobie przede wszystkim pytanie po co magazynować? Otóż duża ilość zmagazynowanej wody użytkowej to przede wszystkim komfort korzystania niezależnie od ilości punktów poboru wody oraz rozległości instalacji. Ograniczeniem w ilości dostępnej jednorazowo wody jest tylko pojemność podgrzewacza, a dzięki zaplanowanej dodatkowej rurze cyrkulacyjnej możemy doprowadzać wodę ciepłą pod każdy punkt poboru, dzięki czemu woda ciepła jest dostępna niemal natychmiast po odkręceniu kurka. W przypadku podgrzewaczy przepływowych woda ogrzewana była w momencie zapotrzebowania, tu natomiast podgrzewana jest pewna ilość wody i stanowi to bufor oczekujący na pobór. Rozwiązanie, mimo szeregu niewątpliwych zalet, nie jest do końca idealne. Komfort zawsze kosztuje.

32

Po pierwsze stale ogrzewana jest większa ilość wody użytkowej niż jest to potrzebne. Podgrzewacz wody użytkowej generuje straty postojowe (wartość najczęściej podawana jako ilość ciepła dyżurnego i wyrażona w kWh/24 h). Woda krążąca (cyrkulująca) pomiędzy zbiornikiem a punktami poboru to również dodatkowe straty, które trzeba uzupełnić (średnio moc chłodzenia zaizolowanej rury to nawet 10-30 W/mb). Reasumując, otrzymujemy wysoki komfort korzystania, ale za ten komfort musimy zapłacić. W zależności od wielkości instalacji miesięcznie możemy zapłacić więcej za gaz ziemny o 20 do 30 zł - na pokrycie strat (strata postojowa zbiornika + strata cyrkulacji ok. 3-4 kWh/doba). Te dodatkowe koszty niwelowane są nieco lepszą pracą kotła na potrzeby centralnego ogrzewania. Dlaczego?

Ponieważ: kotły dwufunkcyjne dobierane są przede wszystkim pod zapewnienie komfortu wody użytkowej i z reguły mają dużą moc, większą niż jest to potrzebne na centralne ogrzewanie. Natomiast kotły współpracujące ze zbiornikiem wody użytkowej dobierane są z większą dbałością i lepiej dopasowaną mocą pod centralne ogrzewanie.

Oficjalnie do magazynowania wody rozróżnia się podgrzewacze i zasobniki. Te pierwsze posiadają zintegrowany wymiennik ciepła w postaci wężownicy - jednej lub więcej. Gorąca woda kotłowa przepływa przez wężownicę oddając ciepło do otoczenia, które stanowi woda użytkowa.

Pojemność podgrzewacza powinno dobrać się do konkretnej instalacji i zapotrzebo-

www.instalator.pl

nr 82015

www.instalator.pl

Podgrzewacze wody to nie tylko zbiorniki z wężownicą - na rynku dostępne są także podgrzewacze płaszczyznowe - w przekroju ich budowa to zbiornik w zbiorniku.

Zewnętrzny płaszcz stanowi woda grzewcza, a wewnątrz magazynowana jest woda użytkowa. Podgrzewacze takie charakteryzują się niewielką stratą postojową i dużym wydatkiem wody użytkowej. Podgrzewacz płaszczyznowy o tej samej pojemności co wężownicowy gwarantuje nawet o 1/3 większą wydajność stałą. Od strony instalacyjnej warto zaznaczyć, że takie podgrzewacze podłącza się odwrotnie jak wężownicowy, a więc zasilanie wodą grzewczą od dołu, a powrót wody grzewczej od góry.

Zbiorniki bez zintegrowanego wymiennika ciepła noszą nazwę zasobników wody użytkowej. Ładownie wody użytkowej odbywa się poprzez osobny obieg wodny i dodatkowy wymiennik woda/woda. Rozwiązanie z założenia droższe, ale gwarantujące niemal dowolne ilości wody użytkowej i co najważniejsze - bardzo duże wydatki chwilowe. Zasobniki są bardzo często standardowym wyposażeniem kotłów kompaktowych. Urządzenia kompaktowe, jak sama nazwa wskazuje, mają charakteryzować się niewielkimi rozmiarami i przy okazji gwarantować duże wydatki wody użytkowej. Zasada ogrzewania wody użytkowej jest niemal identyczna jak w przypadku kotła dwufunkcyjnego (występuje wymiennik woda/woda) z tą różnicą, że tu woda użytkowa jest magazynowana. Mimo niewielkiej pojemności gwarantują one całkiem spore wydajności.

Nawet w momencie zupełnie zimnego zasobnika zapewniają wodę o wymaganej temperaturze, a dla podniesienia komfortu korzystania z wody pozwalają na montaż cyrkulacji. Szczególnie w tych instalacjach należy zwracać uwagę na twardość wody, ponieważ w przypadku wody twar-

33

ABC c.w.u.

wania - w doborze odpowiedniej pojemności podgrzewacza dużym ułatwieniem jest tzw. współczynnik mocy NL. Jest to wartość podawana dla konkretnej pojemności podgrzewacza oraz dla konkretnej mocy kotła z nim współpracującego i, najprościej rzecz ujmując, określa, ile osób może komfortowo korzystać z wody użytkowej. Dla wyznaczenia współczynnika potrzebne są następujące informacje: ilość osób korzystających z wody użytkowej i wyposażenie domu (zlew, natrysk, wanna, umywalka) - podajemy tylko te urządzenia, z których możliwy jest jednoczesny pobór wody (np. są dwie łazienki i każda wyposażona w wannę, to należy je obie uwzględnić - jeżeli jest jedna łazienka z wanną i natryskiem, to ujmujemy tylko wannę jako urządzenie o wyższym zapotrzebowaniu i współczynniku). Dla przykładu wartość współczynnika NL=1 oznacza zapewnienie komfortu dla 3,5 osoby (referencyjna rodzina) przy założeniu, że wyposażenie domu stanowi wanna o pojemności około 140 litrów. Przykład w drugą stronę: rodzina 4-osobowa, wyposażenie domu to wanna o pojemności 140 litrów, prysznic (nie deszczownica), umywalka mała oraz zlew kuchenny. Po obliczeniu otrzymujemy współczynnik NL = 2,15, co oznacza, że dobrany podgrzewacz powinien we współpracy z kotłem zapewnić co najmniej taką wartość. Dla podanego przykładu odpowiedni byłby zestaw kotła o mocy 16 kW i podgrzewacza o pojemności 200 litrów lub kotła o mocy 24 kW i podgrzewacza o pojemności 160 litrów. Poniżej podaję wzór: NL = A * Z/(3,5 * 5820) [Wh] A - ilość osób korzystających z punktów poboru wody, Z - maksymalne zapotrzebowanie chwilowe z punktów poboru wody (suma każdego punktu) [Wh].

ABC Magazynu Instalatora

ABC c.w.u.

ABC Magazynu Instalatora

nr 82015

dej (ponad 18 dH) wymiennik woda/woda może szybko wymagać czyszczenia.

Kiedy takie rozwiązanie jest rozsądne?

Urządzenia kompaktowe ze zintegrowanymi zasobnikami proponuje się przede wszystkim do domków jednorodzinnych, gdzie występuje niewielkie zapotrzebowanie na wodę użytkową, ale punkty poboru wody są oddalone od kotła, a ich sumaryczny strumień przepływu przekracza możliwości kotła dwufunkcyjnego.

Rozwiązania z zasobnikami w wersji makro stosuje się w budynkach wielorodzinnych lub blokach mieszkalnych.

Na schemacie przedstawiono ładowania wody użytkowej, gdzie źródłem ciepła jest pompa ciepła. W przypadku takiego urządzenia system ładowania jest najczęściej jedynym słusznym rozwiązaniem ogrzewania wody użytkowej - i to właśnie dzięki dużej możliwości odbiorowej ciepła.

Powyższe informacje dotyczą instalacji kotłowych, gdy paliwem jest gaz lub olej, a więc takich instalacji, gdzie można mówić o pracy automatycznej. Gdy system grzewczy oparty jest o kocioł stałopalny, z reguły woda ogrzewana jest w zasobniku albo decentralnie (początek artykułu). Instalacje użytkowane czasowo wyposaża się również w pojemnościowe podgrzewacze elektryczne wody użytkowej. Słowo podgrzewacz jest jak najbardziej na miejscu, ponieważ zbiornik wyposażony jest w grzałkę elektryczną, a więc we własny wymiennik ciepła. Pojemność i moc grzałki zależna jest od zapotrzebowania wody. Na rynku dostępne są modele o pojemnościach od kilku litrów po 150 litrów i więcej, z grzałkami o mocach z reguły nie większych jak 6 kW.

Elektryczne podgrzewacze pojemnościowe to produkty do budynków okresowo zamieszkiwanych, bez centralnego ogrzewania, bez gazu czy oleju. Gwarantują duże wydatki wody ciepłej, jednak do pracy potrzebują energii elektrycznej (230 lub 400 V).

Kończąc temat magazynowania wody w podgrzewaczach czy zasobnikach, warto dodać, że tylko w momencie magazynowania możemy rozważać montaż kolektorów słonecznych. Instalacja solarna, aby miała sens, musi pracować, a to oznacza, że musi „zrzucać” ciepło z dachu do wody użytkowej - magazynowanej, rzecz jasna, w podgrzewaczu lub zasobniku. Jeżeli chcemy skorzystać z wielu źródeł ciepła - kocioł, kominek, instalacja solarna - również jedynym słusznym rozwiązaniem jest magazynowanie wody użytkowej.

W przypadku wielu źródeł ciepła musimy skłaniać się ku pogrzewaczom biwalentnym, a więc z dwoma zabudowanymi wężownicami. Górna wężownica przygotowana jest pod kocioł i jest z reguły mniejsza, dlatego że kocioł pracuje na wyższych parametrach temperaturowych, podczas gdy np. układ solarny wpięty w dolną wężownicę pracuje na temperaturach znacznie niższych. Przy dobieraniu podgrzewacza pod pompę ciepła należy bardzo dokładnie sprawdzić moce odbiorowe wężownic i sprawdzić wytyczne producenta - najczęściej dla pompy ciepła dopiero dwie wężownice spięte szeregowo gwarantują wystarczającą powierzchnię wymiany ciepła i moc.

Dawid Pantera

Czy jesteś już naszym fanem na Facebooku? www.facebook.com/MagazynInstalatora 34

www.instalator.pl

nr 82015

ABC Magazynu Instalatora

Akademia Viessmann prowadzi szkolenia dla projektantów, sprzedawców oraz wykonawców systemów grzewczych. Każde szkolenie montażowe lub montażowo-uruchomieniowe kończy się testem pisemnym, a po jego zaliczeniu uczestnik otrzymuje odpowiednie dokumenty autoryzacyjne oraz własne konto na portalu www.viessmann-serwis.pl. Rejestracja: www.viessmann-szkolenia.pl Szkolenia oraz warsztaty praktyczne Junkers prowadzone są w Centrach Szkoleniowych w Warszawie i Poznaniu oraz w Regionalnych Centrach Serwisowych Junkers w Krakowie, Opolu, Rzeszowie, Kielcach, Gdańsku, Olsztynie i Lublinie. Szkolenia autoryzacyjne są organizowane dla firm handlowych, instalacyjnych, serwisowych oraz projektowych. Szczegółowy terminarz: www.szkolenia-junkers.pl/szkolenia.htm

CSZ zaprasza do udziału w ogólnopolskim, kompleksowym szkoleniu dla monterów: sieci, instalacji i urządzeń sanitarnych. Tematyka: kurs mistrzowski, kurs energetyczny w zakresie grup G1, G2, G3, kurs lutowacza ręcznego miedzi metoda kapilarną, kurs montażu klimatyzatorów.

Termin: 26.09-6.12.2015 r. Zainteresowanych uzyskaniem szczegółowych informacji prosimy o kontakt telefoniczny pod numerem: 12 289 04 05.

Szkolenia oraz warsztaty praktyczne prowadzone są w czterech Centrach Szkoleniowych Buderus w: Warszawie, Tarnowie Podgórnym, Czeladzi i Gdańsku. W każdej chwili można zapisać się na szkolenie u lokalnego doradcy techniczno-handlowego. Szczegóły na: www.buderus.pl/o-nas/szkolenia/ Firma Pentair Thermal Management Polska Sp. z o.o. prowadzi bezpłatne szkolenia dla autoryzowanych instalatorów Raychem z zakresu ogrzewania podłogowego oraz instalacji grzewczych do ochrony dachów i rynien w warunkach zimowych. Zdobycie „Certyfikatu PRO Raychem” upoważnia do udzielania przedłużonej gwarancji producenta. Kontakt: 800 800 114, www.ciepla-podloga.pl

www.instalator.pl

35

Szkolenia

Tematyka: systemy ogrzewania podłogowego, regulacja hydrauliczna i podpionowa, ogrzewanie ścienne, termostatyka, projektowanie instalacji w budynkach wysokościowych, kotłownie na biomasę.

Kontakt: centrala@herz.com.pl, tel. 12 289 02 20. Prosimy o potwierdzenie uczestnictwa.

5-te Międzynarodowe Targi Energii Odnawialnej i Efektywności Energetycznej

22. - 24.09.2015 Centrum EXPO XXI, Warszawa www.renexpo-warsaw.com Tu się spotyka branża OZE z Polski i nie tylko... » Tu każdy instalator znajdzie coś dla siebie » Połączenie wiedzy z praktyką » Profesjonalne konferencje » Bezpłatne fora branżowe » Spotkania kooperacyjne » i wiele więcej...

Instalator

y?

Ja tam będę! A t

-MI Z kodem RENWA15 erencje 20% rabatu na konf

Organizator