Jak chránit kotel na tuhá paliva před kondenzací: způsoby ochrany zařízení | Článek o

Je kondenzace na tepelném výměníku nebezpečná? Co může způsobit tvorbu vlhkosti na důležitých součástech kotle na tuhá paliva? Na tyto a další otázky odpovídáme v tomto článku.

Při provozu topného zařízení na tuhá paliva je nutné dodržovat požadavky na jeho instalaci a údržbu. V opačném případě mohou chyby v potrubí nebo při používání zařízení způsobit tvorbu kondenzátu uvnitř kotle a v důsledku toho snížení účinnosti a výkonu jednotky.

Proč se v kotli TT tvoří kondenzát?

Kondenzát je kapalina, která vzniká při kontaktu par nebo tzv. zplodin hoření s chladným povrchem. V tomto případě dochází k přechodu plynu do kapalného stavu pouze při velkém rozdílu teplot kouře a stěn, které jsou s ním v kontaktu. V topném kotli se kondenzace může objevit jak uvnitř kotle, na výměníku tepla nebo na stěnách spalovací komory, tak uvnitř komína. Mezi hlavní důvody, proč topná jednotka „pláče“, jsou následující:

• Nízká teplota chladicí kapaliny ve zpětném potrubí. Ke kondenzaci dochází, když se spaliny dostanou do kontaktu s povrchem, jehož teplota je pod „rosným bodem“ (45-50 stupňů). To znamená, že při návratu ochlazené chladicí kapaliny do kotle by její teplota neměla klesnout pod tyto hodnoty. V opačném případě se produkty spalování při kontaktu se stěnami studeného výměníku tepla změní na kapalný stav a na povrchu se nevyhnutelně objeví kapky vody.
• Kotel pracuje na částečný výkon. Při výběru kotle na tuhá paliva s vyšším tepelným výkonem, než vyžaduje soukromý dům, existuje riziko, že zařízení bude pracovat „v potlačeném režimu“. V tomto případě je přívod kyslíku do topeniště záměrně přerušen, aby palivo hořelo co nejpomaleji. Palivové dřevo díky tomu nehoří, ale doutná: teplota spalin nemusí stačit k účinnému odstranění kondenzátu ze stěn výměníku.
• Komín byl špatně vybrán nebo byly porušeny jeho provozní podmínky. V některých případech, kdy výška komína překročí požadované parametry, se v horní části potrubí vytvoří úsek tzv. „rosného bodu“. V tomto případě má kouř čas vychladnout, než unikne do atmosféry a na vnitřních stěnách komínového systému se vytvoří kapky vlhkosti. Část vlhkosti se může vrátit do topné jednotky z komína a kapalina nahromaděná uvnitř potrubí přispívá k tvorbě a ulpívání sazí na vnitřním povrchu kanálů pro odvod kouře. Jak ukazuje praxe, 60% tvorby kondenzátu v kotli na tuhá paliva připadá na komín.
• Použití tuhého paliva s vysokou vlhkostí. Při provozu jednotky na tuhá paliva může být vzhled kondenzace způsoben nakládáním palivového dřeva s vysokou vlhkostí. V tomto případě se během spalování paliva uvolní další vlhkost a vytvoří efekt „lázně“.

Proč je kondenzace na výměníku tepla nebezpečná?

Dočasná tvorba kondenzátu nemá velký vliv na kvalitu vytápění, stejně jako na účinnost a dobu provozu kotle. Neustálé hromadění kondenzátu na tepelném výměníku však způsobuje ulpívání sazí jak na stěnách spalovací komory, tak uvnitř komína, což snižuje výkon a účinnost jednotky.

Zároveň může nepravidelná údržba a čištění ohřívače na pevná paliva způsobit vznícení sazí a hořlavých pryskyřic, které při kondenzaci ulpívají na výměníku tepla.

Kondenzát navíc není jen voda, ale směs s vysokým obsahem kyselin, které časem mohou zničit stěny kotle a tím jej poškodit.

Možná řešení problému

• Vytvoření malého okruhu s termostatickým směšovacím ventilem. Ke kondenzačnímu procesu na teplosměnné jednotce nevyhnutelně dochází při zapalování kotle, protože Studená chladicí kapalina se během spalování paliva pomalu zahřívá. Toto je nejčastější příčina kondenzace u kotlů na tuhá paliva. Aby se zabránilo tvorbě kondenzátu, je nutné urychlit ohřev kotle. Pro tyto účely je na zpětném potrubí instalován třícestný směšovací ventil a propojka mezi přívodním a vratným potrubím – je vytvořen tento druh „okruhu malého kotle“. Princip spočívá v tom, že ohřátá chladicí kapalina se do topného systému nedostane, dokud se kotel sám nezahřeje. Termostatické armatury kromě rychloohřevu také regulují teplotu kapaliny vracející se do kotle po celou dobu provozu a zabraňují jejímu poklesu pod „rosný bod“ (45-50 stupňů), přimísí horké chladivo do zpátečky. v případě potřeby proudit.

Stojí za zmínku, že někteří výrobci kotlů na tuhá paliva stanoví v záručním listě povinnou podmínku – montáž zátěžových směšovacích ventilů. Pokud chybí, bude jednotka považována za nesprávně použitou a v případě poruchy bude zamítnuta záruka.

Vyrovnávací nádrže mají další významné výhody. O všech funkcích tohoto zařízení jsme psali v článku „Proč potřebujete instalovat akumulátor tepla? Dále doporučujeme přečíst si materiál, který popisuje možná schémata připojení akumulátoru tepla ke kotli na tuhá paliva.

Izolace komína a montáž sběrače kondenzátu.Jak jsme již psali, většina kondenzátu se do kotle dostává komínovým systémem. Aby k tomu nedocházelo, doporučuje se izolovat oblasti komínového potrubí, kde hrozí ochlazení zplodin hoření. Při instalaci nerezové komínové trubky v chladných oblastech se doporučuje použít sendvičové trubky a také doplnit systém o sběrač kondenzátu, který pomůže vyřešit problém kondenzace uvnitř kouřovodů. Kromě toho čtvercové komínové kanály nebo kouřovody s hrubými vnitřními stěnami, jako je zdivo, snižují rychlost pohybu kouře a umožňují usazování sazí na porézním povrchu komína. Nejúčinnější jsou v tomto ohledu komíny z keramiky nebo nerezu. Poskytují nejen dobrou trakci, ale také minimalizují tvorbu kondenzace.

Přečtěte si také: “Jaké typy komínů existují: jejich vlastnosti, výhody a nevýhody.”

Výkon

Stojí za to pochopit, že nahromaděná vlhkost uvnitř topného zařízení způsobuje korozi a destrukci stěn teplosměnných jednotek nebo komína. Koroze také podporuje tvorbu sazí a usazenin dehtu, což snižuje výkon topné jednotky a v některých případech může způsobit požár.

Pro snížení kondenzace v kotli na tuhá paliva se doporučuje vybrat zařízení v souladu s technickými požadavky a možnostmi rezidenční nemovitosti a také používat vysoce kvalitní komponenty při potrubí jednotky.

Pokud během provozu zařízení dochází ke kondenzaci, stojí za to zjistit příčinu a co nejrychleji ji odstranit. Nadměrná vlhkost v zařízení výrazně snižuje životnost a výkon generátoru tepla.

Setkali jste se při používání vašeho topného kotle s problémy s kondenzací? Jak jste to vyřešili a co pomohlo odstranit přebytečnou tekutinu v důležitých součástech ohřívače? Podělte se o své zkušenosti a příběhy v komentářích.

Publikace k tématu:

Když se na potrubí pro odvod spalin tvoří kondenzát, říká se, že komín „teče“ nebo „pláče“. Kondenzát je v tomto případě voda, která se usadila na povrchu potrubí v důsledku velkého rozdílu teplot mezi vzduchem a materiálem kouřového kanálu. Vzhled kapek a kapek je možný jak mimo komín, tak uvnitř. Když se uvnitř vytvoří kondenzace, voda se shromažďuje v proudech a valí se do topeniště spolu se sazemi a dehtem.

Voda teče potrubím ven

Pokud se na vnějším povrchu komína tvoří pruhy, znamená to, že potrubí má výrazně vyšší teplotu než vzduch v místnosti. Tento rozdíl vede ke vzniku kapiček vody na stěnách kanálu v důsledku kondenzace páry ze vzduchu. Přechod vody z plynného skupenství do kapalného je při určitém stupni vlhkosti vzduchu a dostatečně zahřátém potrubí nevyhnutelný.

Z této situace existují dvě cesty. Prvním je snížení vlhkosti vzduchu v místnosti, kudy komín prochází. A druhým je snížení teploty povrchu potrubí.

Příliš vysoká vlhkost vzduchu se vyskytuje pouze v koupelích. V soukromých domech je vzduch zpravidla spíše suchý a vyžaduje dodatečné zvlhčování. Vypořádat se s vlhkostí v ruském lázeňském domě je pochybný úkol a v běžných obytných budovách je to zcela kontraindikováno. Zbývá tedy pouze jedna možnost, související s chlazením vnější stěny potrubí.

Není vhodné snižovat teplotu samotného potrubí. Mnohem jednodušší je kolem něj vytvořit utěsněnou tepelně izolační vrstvu, která ochrání vyhřívané stěny kanálu před kontaktem s vlhkým vzduchem zvenčí. Tepelná bariéra musí splňovat dva důležité požadavky – požární odolnost a pokud možno těsnost.

Nejjednodušší metoda zahrnuje vytvoření tepelné ochrany z nehořlavé minerální vlny v rolích. Tepelně izolační vrstva by měla být pokryta plechem nebo nerezovou trubkou. Jako tepelně ochranný materiál by bylo nejlepší vzít kaolinovou vlnu v rolích: je zcela ohnivzdorná a při zahřívání nevypouští škodlivé látky.

Kovový plášť na horní straně minerální vlny lze nejsnáze vyrobit z trubky, jejíž průměr přesahuje vnější průměr komína o 8-10 cm, takže mezi kouřový kanál a vnější kovový plášť bude možné umístit teplo bariéra o tloušťce 4-5 cm, což je dostačující k zabránění další tvorby kondenzace mimo komín.

Netěsnost uvnitř komína

Vznik netěsností uvnitř komína se obvykle připisuje skutečnosti, že nemá vnější izolaci. Ve skutečnosti je to často z tohoto důvodu, že se uvnitř komína usazuje kapalina. V důsledku toho, že kouřový kanál je studený, částice páry obsažené ve spalinách zahřátých na vysokou teplotu kondenzují na stěnách potrubí.

To platí zejména při silných mrazech, kdy se venkovní teplota výrazně liší od teploty spalin. Právě prudký teplotní rozdíl mezi vodní párou a povrchem potrubí urychluje proces tvorby kondenzátu. Vnější izolace komína se provádí v závislosti na materiálu, ze kterého je vyroben.

Pro zděné komíny jsou vytvořeny speciální izolované kovové pláště. Na potrubí je namontován kovový rám, uvnitř kterého je položena nehořlavá minerální izolace. Vnější strana konstrukce je opláštěna nerezovou ocelí a lakována.

Nejlepší je demontovat konvenční komín vyrobený z kovové trubky a místo toho nainstalovat izolovanou sendvičovou trubku. Takto izolovaný komín se skládá ze dvou trubek – vnější a vnitřní, mezi kterými je tepelně odolná minerální izolace o tloušťce 4-6 cm, pokud není možné starý komín vyměnit, jednoduše se opláští 5 cm vrstva žáruvzdorné čedičové vlny a opláštěná nerezovým cínem.

Ke kondenzaci uvnitř kouřového kanálu však ne vždy dochází kvůli komínu. Existuje řada faktorů, které vedou ke vzniku netěsností i při dostatečně kvalitní izolaci potrubí. Mezi nimi jsou následující:

1. Provoz kotle na tuhá paliva ne na plný výkon
2. Nesprávný výpočet výkonu kotle pro konkrétní soukromý dům
3. Použití nedostatečně vysušeného dřeva
4. Zúžení kouřového kanálu v důsledku tvorby silné vrstvy dehtu uvnitř
5. Chyby při instalaci topného systému
6. Nesprávná volba průměru a výšky komína
7. Srážky vstupující do komína

Nejjednodušší způsob, jak problém vyřešit, je chránit potrubí před srážkami. Na vršek žlabu stačí umístit kovový deštník, který zabrání vnikání vody, sněhu a krupobití do komína a eliminuje tvorbu kapek způsobených přírodními srážkami.

Průměr komína přímo vycházejícího z kotle na tuhá paliva a dalšího kouřového kanálu by se neměly příliš lišit. Pokud tedy z kotle vychází trubka s průřezem polovičním než má cihlový kanál, do kterého dále vstupuje, pak bude rychlost spalin velmi nízká. Výsledkem je, že na horním komínu se objevuje řídký prostor a studený vzduch z ulice do něj vstupuje shora dolů a tvoří kondenzaci.

První čtyři položky výše uvedeného seznamu spojuje jeden zdroj – nesprávné spalování paliva v kotli. „Nesprávné“ spalování se týká několika pojmů:

• Spalování vlhkého dřeva s uvolňováním nafty a tvorbou pryskyřice na stěnách kotle a komína
• Nedostatečný prostor pro úplné spálení paliva a usazování nespálených zbytků na stěnách kouřového kanálu
• Provoz kotle není na plný výkon

Pokud nechcete neustále čistit vnitřek komína a kotle od dehtu, je samozřejmě lepší se s vlhkým palivovým dřevem neprát. Při práci s mokrým palivem se nevyhnutelně velmi rychle hromadí a kromě minimalizace použití vlhkého palivového dřeva zde nic nepomůže.

Malý uzavřený prostor v topeništi obvykle není navržen tak, aby byl zcela vyplněn palivovým dřívím. Optimální je položit ne více než jednu třetinu spalovací komory, aby se plyny uvolňované při hoření dřeva mohly zcela spálit. Pokud tato podmínka není splněna, pak se nespálené částice jistě usadí na stěnách komory a komína.

Kotel nepracuje na plný výkon

Kotle na tuhá paliva musí pracovat na maximální výkon. Jakékoli manipulace s množstvím vzduchu vstupujícího do topeniště nebo intenzitou proudění výfukových spalin mají závažné vedlejší účinky. Spočívá v neefektivním spalování paliva uvnitř.

Když ve spalovací komoře není dostatek vzduchu k zajištění nejintenzivnějšího spalovacího procesu, dřevo v topeništi jednoduše doutná. Spaliny v takové situaci vždy obsahují zvýšené množství pryskyřice. Tato pryskyřice by měla ideálně zcela shořet, ale při nedostatku kyslíku nedochází k procesu pyrolýzy dřeva (kdy jsou na dřevě viditelné plameny) a pryskyřice hoří jen částečně.

Uzamčení komína šoupátky nebo jinými ventily vede k naplnění topeniště přebytečnými plyny a kouřem, které zabraňují úplnému shoření paliva. To vede k tomu, že topeniště je jakoby „rozdrceno“ přebytečnými plyny. Výsledkem je opět neefektivní spalování paliva se všemi z toho vyplývajícími důsledky.

Popsané efekty platí nejen pro dřevo, jako nejběžnější palivo pro kotle TT. K velmi podobným procesům dochází při nedokonalém spalování uhlí, briket a pelet. Lišit se budou pouze látky, které určují složení dehtu v kouři, ale tím se dehet samotný nezmenší.

Jak se zbavit kapek?

Vznik kondenzace v komíně je spojen s určitými fyzikálními zákony a nelze jej zcela odstranit. Totéž platí pro saze a dehet ve spalinách – určité množství těchto látek se nevyhnutelně usadí na stěnách potrubí. Špinavé černé šmouhy v komíně se objevují právě proto, že proudy kondenzované vody zachycují částice sazí a dehtu a valí se po potrubí.

Pokud je kotel správně nakonfigurován a je provozován na plný výkon, pak i přes všudypřítomnou kondenzaci nebude docházet k špinavým kapkám. Faktem je, že produktivní spalování paliva povede nejen ke spálení téměř veškerého dehtu ve spalinách, ale také k účinnému vysušení kouřového kanálu.

Výsledkem je, že kapky kondenzované kapaliny již nebudou shromažďovat saze a během krátké doby jednoduše beze stopy vyschnou. Zbývá jen jedna otázka. Jak využít kotel na plný výkon, pokud je potřeba co nejvíce prodloužit jeho spalování a zabránit přehřívání vody v systému?

K vyřešení tohoto a mnoha dalších problémů, které vznikají při návrhu topného systému, bylo vyvinuto zařízení zvané tepelný akumulátor. Termoakumulátor (TA) je speciální nádoba s vodou o objemu 250 až 3000 litrů, která funguje jako zásobník tepelné energie.

Bez ohledu na to, jak silně je kotel vytápěn, nikdy se nepřehřeje, pokud je v systému tepelný akumulátor. Vyrovnávací nádoba s velkým množstvím vody pohltí veškerou přebytečnou energii. A akumulovaná rezerva se začne postupně spotřebovávat poté, co dohoří veškeré palivo v kotli a jednotka přestane ohřívat vodu na požadovanou teplotu. Energetická rezerva správně vypočítané topné jednotky může vystačit na 4-5 hodin plného provozu vytápění i v nejchladnějších zimních měsících.

Na základě všeho výše uvedeného je nejsprávnějším přístupem k řešení problému špinavých šmouh na komínovém potrubí provoz kotle na plný výkon. Kromě toho, že se tento problém zbaví, takové racionální použití topné jednotky poskytne maximální ukazatele účinnosti pro celý topný systém. Jedinou přijatelnou možností trvalého provozu kotle na plný výkon je zase instalace tepelného akumulátoru.