Ciepło pod warunkiem...

W ostatnim czasie coraz większą popularność wśród inwestorów zyskują instalacje grzewcze, w których poza tradycyjnymi kotłami co. podstawową rolę petnią kominki z płaszczem wodnym. Ich zaletą jest przede wszystkim fakt, że łączą w jednym urządzeniu cechy tradycyjnego kominka oraz efektywnego źródła ciepła w postaci kotła na paliwo stałe.

Kominki z płaszczem wodnym kuszą potencjalnych klientów walorami estetycznymi wynikającymi z wprowadzenia ciekawego elementu architektonicznego do salonu, a zarazem możliwością najbardziej ekonomicznego wykorzystania energii cieplnej wytworzonej w palenisku. Wzrost popularności kominków z płaszczem wodnym wynika też wprost z ciągle rosnących cen paliw płynnych: gazu i oleju opałowego. Drewno natomiast jest w Polsce paliwem powszechnie dostępnym, a jego ceny kształtują się na bardzo niskim poziomie. Co z tego wynika dla instalatora, który chce podążać z duchem czasu i sprostać rosnącym wymaganiom klientów? Ni mniej, ni więcej tylko konieczność opanowania podstawowych zasad instalacji kominków z płaszczem wodnym. I ten właśnie artykuł ma na celu przybliżenie podstawowych zagadnień z tego zakresu oraz rozwianie związanych z nimi wątpliwości.

Prawidłowy dobór urządzenia

Punktem wyjścia jest prawidłowy dobór urządzenia. W odniesieniu do samego kominka oznacza to, że należy zwrócić uwagę na jego rzeczywistą moc cieplną, przy czym mam tutaj na myśli wyłącznie moc cieplną oddawaną do układu co. Wynikać będzie ona zarówno z odpowiednio dużej powierzchni wymiany ciepła ze spalin, jak i zastosowania rozwiązań konstrukcyjnych w postaci półek czy lamel wodnych oraz układu przepustnic sterujących przepływem spalin w komorze spalania, zwiększających tym samym sprawność urządzenia. Na rynku dostępne są kominki z płaszczem wodnym o mocy nominalnej do 34 kW Pozwala to na całkowite pokrycie zapotrzebowania na ciepło w budynkach do ok. 500 m2 oraz jednoczesne efektywne wytwarzanie ciepłej wody użytkowej. Proces doboru kominka należy przeprowadzić w sposób bardzo staranny, przy szczególnym uwzględnieniu wszystkich potrzeb przyszłych użytkowników urządzenia. Do określenia całkowitego zapotrzebowania na ciepło w budynku na potrzeby centralnego ogrzewania należy porównać obliczoną wartość z mocą cieplną kominka i wybrać model urządzenia, którego parametry cieplne spełnią warunek:

Qkm= (1,1-1,2). Qc.o.

gdzie:

Qkm - moc cieplna kominka z płaszczem wodnym,

Qco - całkowite zapotrzebowanie na ciepło w budynku.

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej z reguły odbywa się w systemach z jej priorytetem, nie powoduje to zatem koniecz -ności dodatkowego zwiększenia mocy cieplnej kominka o wartość ciepła nie -zbędnego do ogrzania c.w.u., zaś stosunko -wo niedługi czas pracy na potrzeby c.w.u. nie zmniejsza komfortu cieplnego w pomieszczeniach mieszkalnych.

Pamiętać należy, że zbyt duża moc cieplna kominka może powodować w czasie użytkowania problemy eksploatacyjne, takie jak:

• częste gotowanie się wody w płaszczu kominka,
• zbyt duże wychładzanie się spalin powodujące wykraplanie się wody ze spalin wewnątrz komory spalania,
• większe zużycie opału.

Urządzenie mamy już dobrane, przechodzimy zatem do zagadnień czysto instalacyjnych. Do połączenia kominka z instalacją hydrauliczną należy użyć rur stalowych lub miedzianych. Z oczywistych względów nie zaleca się stosowania rur wykonanych z tworzyw sztucznych, których gwarantowana ciągła odporność termiczna nie przekracza 95°C.

Minimalne średnice rur do połączenia kominków z instalacją co. powinny wynosić:

• dla modeli o mocy do 24 kW:
• rury miedziane o średnicy 22 mm,
• rury stalowe o średnicy 3/4".
• dla modeli o mocy powyżej 24 kW:
• rury miedziane o średnicy 28 mm,
• rury stalowe o średnicy 1".

Przy wyborze odpowiedniego urządzęnia warto zwrócić uwagę, że wśród szerokiej gamy kominków z płaszczem wodnym dostępne są również modele wyposażone w wężownicę zainstalowaną w płaszczu wodnym. Wężownica ta może znaleźć za -stosowanie do wytwarzania ciepłej wody użytkowej, jak i może zostać wykorzystana do zabezpieczenia kominka przed przegrzaniem, także w sytuacji braku energii elektrycznej. Ta ostatnia opcja wymaga zainstalowania specjalnego zaworu spełniającego funkcję zabezpieczenia termicznego.

Zgodnie z paragrafami

Zasadniczy wymóg, jakiemu powinna odpowiadać instalacja kominka z płaszczem wodnym, wynika z Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Zgodnie z przepisami § 133 pkt. 7 tego rozporządzenia kominek z płaszczem wodnym jako kocioł na paliwo stałe nie może zasilać „instalacji ogrzewczych wodnych systemu zamkniętego, wyposażonych w przeponowe naczynia wzbiorcze". Układ instalacji centralnego ogrzewania z kominkiem z płaszczem wodnym stałe musi być więc zabezpieczony zgodnie z PN-91/B 02413 otwartym naczyniem wzbiorczym.

Naczynie wzbiorcze

Bardzo ważną kwestię stanowi usytuowanie naczynia wzbiorczego względem kominka oraz całego układu centralnego ogrzewania. Naczynie wzbiorcze powinno być umieszczone bezpośrednio nad źródłem ciepła, a rury bezpieczeństwa i wzbiorczą należy prowadzić możliwie najkrótszą drogą. Niedopuszczalne jest wykonanie syfonów, a samo podłączenie powinno być tak wykonane, aby układ odpowietrzał się samoczynnie. Rura bezpieczeństwa powinna być prowadzona bezpośrednio z zasilania kominka i trafić w otwór pokrywy naczynia wzbiorczego, zaś rura wzbiorczą z powrotu instalacji do dna naczynia wzbiorczego. W przypadku montażu naczynia do kominków z płaszczem wodnym minimalna średnica wewnętrzna rury wzbiorczej, jak i rury bezpieczeństwa powinna wynosić 25 mm. Do naczynia należy zamontować rurę przelewową, która ma za zadanie odprowadzić nadmiar wody z układu centralnego ogrzewania w momencie intensywnego gotowania. Średnica tej rury nie powinna być mniejsza niż średnica rury wzbiorczej i bezpieczeństwa. Bezwzględnie zabrania się stosować jakichkolwiek zaworów odcinających lub armatury zmniejszającej pole przekroju wewnętrznego rur bezpieczeń -stwa, wzbiorczej i przelewowej.

W układzie otwartym

Jednym ze stosowanych rozwiązań jest wykonanie całej instalacji centralnego ogrzewania w układzie otwartym z zastosowaniem kominka jako źródła ciepła, co znacznie ułatwia montaż i obniża koszty samej instalacji. Kominek z płaszczem wodnym (pod warunkiem odpowiedniej mocy i właściwego doboru) może wówczas stanowić jedyne źródło ciepła lub też, dla zapewnienia użytkownikom systemu optymalnego komfortu, może być wspomagany z bez obsługowego dodatkowego urządzenia grzewczego np.: kotła elektrycznego, gazowego, lub olejowego. Przy jego wyborze należy sprawdzić jedynie czy producent dopuszcza działanie tego urządzenia w systemie otwartym.

Z płytowym wymiennikiem

Najczęstszym problemem, przed którym staje instalator, jest jednak rozwiązanie kwestii połączenia kominka z płaszczem wodnym, zainstalowanego oczywiście w układzie otwartym, z instalacją co. pracującą w układzie zamkniętym. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie płytowego wymiennika ciepła, który coraz częściej wypiera wymienniki innych typów. Jego podstawową zaletą jest stosunkowo duża powierzchnia wymiany ciepła w porównaniu z niewielkimi gabarytami oraz łatwość konserwacji i ewentualnych czynności serwisowych. Zastosowanie tego typu rozwiązania pozwala na pełną dowolność konfigurowania układu i nie ogranicza możliwości doboru wielu urządzeń (rodzaj rur, kotła, grzejników itp.). Wymienniki płytowe składają się z szeregu płyt, umieszczonych równolegle do siebie i połączonych ze sobą w procesie lutowania. Parametry hydrauliczne wymienników płytowych zależą od stopnia burzliwości przepływu, który z kolei wynika ze sposobu wyprofilowania i ułożenia płyt. Płyty wytłaczane są na wzór jodełkowy. Kształt i ułożenie bruzd decyduje o większej lub mniejszej burzliwości przepływu, co z kolei wpływa na współczynnik przenikania ciepła i opory przepływu, zarówno po stronie pierwotnej, jak i wtórnej wymiennika.

Gotowe zestawy

Dużym ułatwieniem dla instalatora jest możliwość zastosowania dostępnych na rynku gotowych zestawów pompowo-wy-miennikowych. Jest to kompaktowy węzeł cieplny, w którym następuje przekazywanie energii z układu otwartego do układu zamkniętego instalacji co. W skład zestawu wchodzą takie elementy jak: wymiennik płytowy, pompa, armatura odcinająca, armatura kontrolna, filtry, zawory zwrotne. W samym elemencie wymiennika płytowego wyróżniamy dwie strony: stronę pierwotną (kominka, czyli układu otwartego) i stronę wtórną (instalacji co. układu zamkniętego). Parametry pracy wymiennika: strona pierwotna 90/70°C, natomiast strona wtórna 70/50°C. W związku z tym instalacja co. powinna być zaprojektowana na maksymalny parametr pracy 70°C. W zestawach wymiennikowo-pompowych analizę temperatur, a tym samym analizę przepływu, ułatwiają zainstalowane termometry. Przy prawidłowo dobranych parametrach przepływu (pom -py pracują z podobnymi prędkościami ob -rotowymi) różnica temperatur powinna oscylować w granicach ±5°C. Ostatnia uwaga związana z zastosowaniem wymiennika ciepła, ale podstawowa z punktu widzenia prawidłowego funkcjonowa -nia całego układu - należy bezwzględnie zapewnić obieg czynnika po stronie pierwotnej i wtórnej wymiennika, tak aby na -stąpiła wymiana ciepła, w przeciwnym wypadku doprowadzimy do wrzenia czynnika po stronie układu kominkowego.

Automatyka

Na zakończenie dwa słowa o automatyce sterującej pracą kominka - poza opcjami podstawowymi, które powinny zostać wykorzystane w każdym układzie, takimi jak sterowanie pracą pomp lub elektrozaworów, warto zwrócić uwagę na rozwiązania oferujące nieco więcej możliwości. Niewątpliwie ciekawą opcją jest zastoso -wanie w niektórych modelach urządzeń kontrolno-sterujących bezprądowego przekaźnika, który może być wykorzystany do synchronizacji pracy kominka z kotłem co. Jeżeli kocioł jest wyposażony w czujnik pokojowy, możemy z poziomu automatyki kominka spowodować każdorazowe wyłączenie kotła z układu poprzez przerywanie za pośrednictwem przekaźnika sygnału płynącego z tego czujnika do automatyki kotła. Dodatkowa, bardzo interesująca opcja to zestaw do automatycznego sterowania dopływem powietrza do spala -nia. W jego skład wchodzi m.in. przepustnica powietrza z siłownikiem sterowana przez centralkę kominka. Jego zastosowanie pozwala na znaczną stabilizację procesu spalania, a użytkownikowi daje komfort pracy kominka ze stałym, zadanym parametrem temperatury. W wypadku braku prądu dopływ powietrza zostaje automatycznie odcięty, co spowoduje znaczne ograniczenie intensywności palenia. Powyższe opracowanie dotyczy podstawowych i zarazem najistotniejszych w moim odczuciu problemów związanych z instalacją kominków z płaszczem wodnym w układach co. Mam nadzieję, że stanie się ono pomocne w wykonywaniu tego typu instalacji i pokaże, że „nie taki diabeł straszny, jak go malują". Do zalet komin -ków z płaszczem wodnym przekonało się w ostatnich latach wielu klientów, teraz czas, aby na zaspokojenie ich potrzeb byli przygotowani również instalatorzy.

Autor: Nikodem Szymkowiak