Postęp techniczny, stymulowany przez obostrzenia związane z ochroną środowiska oraz koniecznością oszczędności energii, spowodował radykalne zmiany w konstrukcji źródeł ciepła. Zmniejszenie objętości i obniżenie temperatury spalin oraz drastyczne ograniczenie emisji substancji szkodliwych (przede wszystkim CO2 i NOx), a także zmniejszenie zużycia paliwa przez podwyższenie sprawności urządzeń grzewczych, to najważniejsze efekty wprowadzania nowoczesnych rozwiązań w ogrzewnictwie.
Wyjątkowe możliwości stworzyło wprowadzenie techniki kondensacyjnej, pozwalającej jeszcze lepiej wykorzystać energię i jeszcze bardziej zmniejszyć obciążenie środowiska naturalnego. Do spalania w kotłach kondensacyjnych zasadniczo nadaje się tylko gaz i lekki olej opałowy ale ze względu na brak problemów z utylizacją kondensatu, gaz jako paliwo najczystsze gra tu pierwszoplanową rolę. Wysoka, powyżej 100% sprawność kotłów kondensacyjnych (liczona jak dla kotłów tradycyjnych!) nie oznacza oczywiście wynalezienia perpetuum mobile ale wynika z różnicy pomiędzy ciepłem spalania a wartością opałową, która dla gazu ziemnego wynosi 11% i wykorzystanie części tego ciepła poprzez skroplenie pary wodnej zawartej w spalinach. Skroplenie takie możliwe jest tylko przez schłodzenie spalin co musi prowadzić do problemów i najczęściej odprowadzenie spalin przez tradycyjne kominy staje się niemożliwe. Spaliny mokre są agresywne i niszczą substancję budowlaną a ich niska temperatura nie pozwala na naturalne opuszczenie przewodu kominowego. Jedynym rozwiązaniem jest zastosowanie odpornej na działanie kondensatu, szczelnej instalacji oprowadzenia spalin pracującej w nadciśnieniu wytworzonym przez dmuchawę palnika.
Firma SELKIRK(R) ma w swojej ofercie wykonane ze stali kwasoodpornej trzy systemy odprowadzania spalin mokrych oraz mogące pracować w nadciśnieniu: system SUPRA (jednościenny, średnice od 60 do 600 mm, maks. temp. spalin 200°C, maks. nadciśnienie 200 Pa) i system NOVA (dwuścienny izolowany, średnice od 100 do 600 mm, maks. temp. spalin 200°C, maks. nadciśnienie 200 Pa) oraz system EUROPA (dwuścienny i jednościenny, izolowany i bez izolacji, średnice od 150 do 1200 mm, maks. ciągła temp. spalin 760°C, maks. nadciśnienie 15 000 Pa). W niniejszym opracowaniu skupię się na jednościennym systemie odprowadzania spalin typu SUPRA.
Według definicji ze szczegółowych warunków dopuszczenia do pracy w nadciśnieniu, system SUPRA to: „…rury i kształtki o połączeniach wtykowych, wykonane ze stali kwasoodpornej, o przekroju kołowym lub owalnym w zakresie średnic nominalnych od 60 do 600 mm łącznie z uszczelkami z elastomerenu, pozwalającymi wykonać szczelne połączenia rur i kształtek a także uszczelnić otwory wyczystkowe, rewizyjne i pomiarowe, przeznaczone dla źródeł ciepła opalanych paliwami płynnymi lub gazowymi, szczelne i odporne na wilgoć instalacje odprowadzania spalin, montowane wewnątrz lub na zewnątrz budynków…”. Zgodnie z DIN 4705 (niestety przepisy polskie jeszcze tego nie precyzują) do tego typu instalacji wolno podłączyć tylko takie urządzenia, które dzięki konstrukcji lub wyposażeniu nie mogą wytwarzać spalin o temperaturze wyższej niż 200°C a odprowadzanie spalin następuje przez różnicę temperatur (podciśnienie) lub nadciśnienie. Zamontowane wyczystki muszą mieć średnicę co najmniej równą średnicy przewodu a przewód spalinowy musi być wyposażony w łatwo dostępny otwór pomiarowy usytuowany w pomieszczeniu kotłowni. Przewód odprowadzający kondensat o śr. min. 15 mm powinien być zamknięty syfonem o wysokości słupa wody co najmniej 100 mm. Istniejące kanały, w których montuje się przewody spalinowe powinny być na całej długości wentylowane i zaopatrzone w otwór wlotowy umieszczony w pomieszczeniu kotłowni o polu powierzchni równym co najmniej przekrojowi powierzchni czynnej (nie zabudowanej wprowadzonym przewodem) wentylowanego kanału. Odległość ścianek przewodu spalinowego od wew. ścianek kanału istniejącego musi wynosić co najmniej 6 cm. Dla instalacji montowanych w istniejących kanałach posiadających opór przewodzenia ciepła (opór cieplny, s/l) co najmniej 0,12 m2 K/W i odporność ogniową co najmniej 90 minut nie jest konieczne wentylowanie pod warunkiem zachowania odległości co najmniej 5 cm między ściankami zewnętrznymi kanału a innymi elementami budowli lub materiałami palnymi i pracy w podciśnieniu. W takim przypadku odległość ścianek przewodu spalinowego od wew. ścianek kanału istniejącego musi wynosić co najmniej 1,0 cm. Konieczne wentylowanie może następować poprzez zassanie powietrza do spalania od góry, wolną, nie zabudowaną wprowadzonym przewodem, przestrzenią czynną istniejącego kanału. Stosując wówczas do wykonania czopucha elementy SUPRA-DUO (rura w rurze) można całkowicie uniezależnić kocioł od powietrza znajdującego się w kotłowni, rezygnując nawet z wentylacji wywiewnej, która przestaje mieć w takiej sytuacji jakiekolwiek znaczenie. Warunkiem jest szczelne podłączenie odpowiedniego kotła, umożliwiającego ze względu na swoją konstrukcję zassanie powietrza z zewnątrz. Przepisy Unii Europejskiej umożliwiają takie rozwiązanie.
Zmontowana instalacja powinna być poddana próbie ciśnieniowej. Gazoprzepuszczalność instalacji odprowadzania spalin przy ciśnieniu statycznym w wys. 1000 Pa w przewodzie wewnętrznym nie może być wyższa niż 50 l/h na każdy m2 pola powierzchni przewodu wewnętrznego. Każda uruchomiona instalacja odprowadzania spalin musi być oznaczona tabliczką znamionową o wymiarach 52 x 105 mm i treści:
Instalacja odprowadzania spalin – zgodnie z dopuszczeniem nr …………………
pracująca w podciśnieniu / nadciśnieniu dla źródeł ciepła opalanych paliwami płynnymi lub gazowymi o maksymalnej dopuszczalnej temperaturze spalin 200°C.
Korzystając z elementów typu SUPRA można również montować sprawdzone od lat na Zachodzie, systemy powietrzno-spalinowe (wg nomenklatury niemieckiej LAS – Luftabgassysteme). Systemy te przeznaczone są do wykonania w budynkach i występują m. in. jako dwukanałowe koncentryczne (istniejący ceramiczny powietrzny kanał zewnętrzny o przekroju kwadratowym lub prostokątnym oraz montowany wewnętrzny stalowy przewód spalinowy o przekroju kołowym) instalacje powietrzno-spalinowe zapewniające wspólne doprowadzenie powietrza do spalania (czerpanego z zewnątrz od góry kanału) dla pracujących niezależnie kotłów gazowych (oprócz opalanych gazem płynnym) i równoczesnego wspólnego odprowadzania spalin ponad dach budynku. Króćce ssące powietrze kotłów są podłączone szczelnie do kanału powietrznego (zewnętrznego) a króćce spalinowe do kanału spalinowego (wewnętrznego) zachowując szczelność w stosunku do pomieszczenia kotłowni. Kanał zewnętrzny (powietrzny) musi być zbudowany z materiałów dopuszczonych do stosowania w budownictwie, odpowiednich do wykonania kominów ceramicznych a w najniższej części połączony z kanałem spalinowym za pomocą otworu nadmiarowego.
Do systemu powietrzno-spalinowego (LAS) można podłączyć tylko kotły mogące pracować niezależnie od powietrza w kotłowni i posiadające stwierdzające to odpowiednie dopuszczenia.
Stosować wolno tylko kotły dopuszczone na warunkach co najmniej zgodnymi z CE oraz spełniające następujące wymogi:
- zapotrzebowanie ciągu: 0 Pa
- maksymalne nadciśnienie dmuchawy: > 150 Pa
- maksymalne opory przepływu (przy nie pracującym kotle): dla przepływu V = 6 l/s: 10 Pa dla przepływu V = 8 l/s: 20 Pa
- posiadającymi samoczynną kontrolę płomienia z czasem odcinania gazu nie dłuższym niż 10 s
- posiadającymi specjalny palnik z wentylatorem /dmuchawą lub dmuchawą spalin
- posiadającymi odpowiednie kanały spalinowe i powietrzne pozwalające na szczelne podłączenie do systemu powietrzno-spalinowego
- elementy kotła osłaniające podłączenie muszą być wykonane z blachy stalowej
W dolnej części grupy kanałów należy przewidzieć wyczystkę. W grupach kanałów, które nie będą mogły być czyszczone od góry należy zastosować dodatkową wyczystkę dostępną z dachu lub poddasza. Materiały palne mogą znajdować się w odl. 40 cm od wyczystek (20 cm przy zastosowaniu osłon). Podłogi z materiałów palnych muszą być chronione osłonami z materiałów niepalnych wysuniętych na co najmniej 50 cm w przód i po 20 cm z każdej strony wyczystki.
Kotłów oraz ich instalacji nie wolno mocować bezpośrednio do ścian kanałów spalinowych.
Oznaczenia typów systemów powietrzno-spalinowych firmy SELKIRK(R) (LAS, O …) w zależności od przekrojów:
gdzie: i – wewn.; a – zewn.
Kanały spalinowy i powietrzny muszą mieć przekroje i wysokości a w razie potrzeby również odpowiedni opór przewodzenia ciepła i powierzchnię wewnętrzną, zapewniające właściwe odprowadzenie spalin w każdych warunkach i być skonstruowane w sposób zapobiegający zassaniu spalin do kanału powietrznego. Właściwe wymiary powinny wynikać z obliczeń spadków ciśnienia i temperatury w kanałach spalinowym i powietrznym dla wszystkich możliwych stanów pracy lub postoju instalacji. W obliczeniach muszą być uwzględnione co najmniej następujące przypadki:
- wszystkie podłączone kotły pracują: kotły posiadające regulację obrotów dmuchawy z mocą nominalną a kotły bez regulacji z mocą minimalną. Dla tego przypadku w kanale spalinowym nie może wystąpić nadciśnienie
- wszystkie podłączone kotły pracują za wyjątkiem kotła położonego najwyżej. Dla tego przypadku w kanale powietrznym przy nie pracującym kotle nie może powstać podciśnienie większe niż w kanale spalinowym, tzn. nie może nastąpić przepływ spalin z kanału spalinowego poprzez kocioł do kanału powietrznego.
- pracuje z mocą minimalną tylko kocioł położony najniżej. Dla tego przypadku musi nastąpić takie ograniczenie schłodzenia spalin aby na całej wysokości kanału spalinowego wytworzone ciśnienie spoczynkowe pokonywało opory przepływu a temperatura spalin na wylocie nie była niższa od 0°C
Przewód odprowadzający kondensat musi spełniać takie same warunki jak przy instalacji pojedynczej. Montując kotły należy zachować przesunięcie podłączeń, które musi wynosić co najmniej 30 cm a dla położonych po przeciwnych stronach kanału co najmniej 60 cm.
Każdy system powietrzno-spalinowy należy oznaczyć tabliczką znamionową o wymiarach 52 x 105 mm:
System powietrzno-spalinowy kotłów opalanych gazem pracujących niezależnie od powietrza w pomieszczeniu kotła – zgodnie z dopuszczeniem nr …………………
Legenda:
PZ – podciśnienie na wejściu do przewodu kominowego
PZE – podciśnienie wymagane j.w.
PÜ – nadciśnienie w przewodzie odpr. spalin
Tiob – temperatura ścianek wewn. komina na wylocie
Tp – temperatura punktu rosy
Bardzo ważne jest właściwe przygotowanie podlegających renowacji przewodów przeznaczonych do montażu systemów LAS:
kanały nie mogą posiadać żadnych otworów za wyjątkiem wyczystek czy otworów kontrolnych lub otworów wlotowych do wentylowania i muszą być przed montażem przewodów spalinowych wyczyszczone a istniejące w nich otwory odpowiednio uszczelnione.
Jak wynika z powyższych informacji układy odprowadzania spalin z kotłów kondensacyjnych
(i nie tylko kondensacyjnych) funkcjonują również, zmontowane jak na nasze warunki w sposób niekonwencjonalny, dlatego w trakcie projektowania i montażu każdego z omawianych systemów niezwykle ważną rolę pełni mistrz kominiarski, który ze względu na przepisy polskie powinien być konsultowany na każdym etapie inwestycji.
Praktyczne porady aktualizowane są w oparciu o artykuły zawarte na łamach miesięcznika „Kominiarz Polski”. Chcesz wiedzieć więcej odwiedz http://www.kominiarz.org.pl