Kotły gazowe „modernizacyjne”, czyli dedykowane do wymian

O specyfice instalacji modernizowanych i specjalnych kotłach

W każdej instalacji grzewczej przychodzi kiedyś czas na modernizację kotłowni. W przypadku wymiany kotła gazowego na nowy model, teoretycznie, nie jest to skomplikowane zadanie. Biorąc jednak pod uwagę zmiany technologiczne i prawne, jakie miały miejsce w ostatnich latach, z pewnością nie obędzie się bez modyfikacji systemu, ponieważ z reguły nowe urządzenie będzie znacząco się różniło od istniejącego. Przystępując do modernizacji kotłowni, powinniśmy zawczasu zaplanować poszczególne czynności i uwzględnić specyfikę nowego kotła. 

Modernizacja komina 

Nowy system: przewody powietrzno-spalinowe
Zastępując dotychczasowy, z reguły atmosferyczny, kocioł gazowy urządzeniem kondensacyjnym musimy zadbać o doprowadzenie powietrza do spalania i odprowadzenie spalin. Najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest umieszczenie nowego systemu w istniejącym przewodzie spalinowym (rys. 1, 2, 3). Powinniśmy więc zacząć od sprawdzenia stanu przewodu i ewentualnego czyszczenia kanału oraz likwidacji nieszczelności, np. w postaci króćca odpływu skroplin z komina. Następnie umieszczamy wewnątrz kanału nowy przewód spalinowy o mniejszej średnicy, z reguły 60 lub 80 mm przystosowany do pracy w nadciśnieniu.

Przestrzeń pomiędzy istniejącym a nowym przewodem zostanie wykorzystana do doprowadzenia powietrza do spalania. Na kominie montowana jest tzw. nasada szachtu rozdzielająca strumień usuwanych spalin od pobieranego powietrza. U dołu zaś montujemy kolano podporowe i poziomy przewód dwupłaszczowy, np. 60/100 lub 80/125 mm w celu połączenia kotła z przewodem w szachcie. Jeśli dotychczas w budynku zamontowany był kocioł stojący, a obecnie dokonujemy montażu urządzenia wiszącego wówczas niezbędne może okazać się wykonanie otworu w kominie na innej wysokości, bliżej stropu u góry pomieszczenia. Jest to niezbędne dla umieszczenia kotła na wysokości, która pozwoli na swobodną obsługę urządzenia. W przypadku kotła stojącego często będzie możliwość wykorzystania istniejącego otworu kominowego.

Konieczne odprowadzenie skroplin (rys. 4, 5)
Dotychczasowy kocioł z otartą komorą spalania nie miał odprowadzenia skroplin do kanalizacji. Montując kocioł kondensacyjny, powinniśmy wykonać podłączenie do kanalizacji, a w przypadku braku możliwości grawitacyjnego odprowadzenia kondensatu niezbędne jest zastosowanie pompy, która odprowadzi kondensat do najbliższego odgałęzienia instalacji kanalizacyjnej. Tam ulega on neutralizacji po zetknięciu się ze strumieniem ścieków bytowych. W budynku, w którym strumień ścieków bytowych jest bardzo mały niezbędne będzie zastosowanie neutralizatora skroplin.

Zanieczyszczenia z instalacji
W prawie każdej instalacji poddawanej modernizacji problemem są zanieczyszczenia, jakie odkładały się w grzejnikach, instalacji podłogowej i pozostałej części systemu.

Przystępując do montażu nowego kotła, szczególnie o kompaktowej budowie i małej przestrzeni przepływu wody, należy zadbać o to, by zanieczyszczenia, które znajdują się wewnątrz instalacji nie trafiły do wymiennika ciepła czy pompy w kotle. W tym celu należy najpierw wypłukać instalację, używając profesjonalnych środków chemicznych oraz dodatkowej pompy, która zapewni intensywny przepływ. Następnie należy opróżnić system i przepłukać wodą. 

Kolejnym krokiem jest montaż nowego kotła i zestawu filtracyjnego. Prócz typowego filtra siatkowego warto zastosować filtr odśrodkowy z wkładem magnetycznym. Jest to skuteczne zabezpieczenie chroniące przede wszystkim pompę obiegową.
Po zakończeniu montażu kotła napełniamy instalację czystą wodą i dodajemy do niej środki uszlachetniające i zabezpieczające. Ich zadaniem jest przeciwdziałanie wytrącaniu się zanieczyszczeń oraz rozwojowi bakterii i glonów. Absorbują one również tlen rozpuszczony w wodzie.
Rezygnacja z kompleksowej ochrony instalacji to pozorna oszczędność skutkująca obniżoną efektywnością i skróconą żywotnością kotła. Osadzające się w wymienniku zanieczyszczenia zmniejszają intensywność przekazywania ciepła. Mogą również skutkować nierównomiernym obciążeniem powierzchni wymiennika, a przez to miejscowym przegrzaniem, osłabieniem materiału i uszkodzeniem wymiennika ciepła.

Podłączenie nowego kotła do instalacji składającej się z kilku obiegów grzewczych

Dokonując wymiany źródła ciepła, należy zadbać o zapewnienie właściwego przepływu w każdym obiegu grzewczym. Zdarzają się przypadki łączenia dwóch obiegów o różnej wymaganej temperaturze zasilania, np. instalacji podłogowej z grzejnikami i zasilania obu części instalacji za pomocą jednej pompy obiegowej. Regulacja wydajności systemu podłogowego odbywa się wówczas wyłącznie poprzez okresową redukcję przepływu przez poszczególne pętle z wykorzystaniem termostatów współpracujących z elektrozaworami strefowymi. Nie pozwala to jednak na komfortowe zarządzanie pracą poszczególnych obiegów grzewczych. Korzystniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie osobnych pomp oraz zaworu mieszającego dla obiegu podłogowego. Dzięki temu możemy niezależnie kontrolować wydajność każdego z obiegów, korzystać z możliwości niezależnego ustawienia programów czasowych, itd.

Podłączając kocioł wiszący z wbudowaną pompą do instalacji, która składa się z kilku obiegów grzewczych, należy zastosować sprzęgło hydrauliczne. Zapewnia ono elastyczne połączenie źródła ciepła z odbiornikami bez ryzyka wzajemnego zakłócania pracy. Instalacja jest bardziej rozbudowana, ale za to pozwala uzyskać stabilny przepływ w każdym z obiegów. 

Pobierz schemat z kotłem wiszącym i sprzęgłem hydraulicznym

Wykorzystanie kotłów o zwiększonej pojemności? Zastosowania sprzęgła hydraulicznego możemy uniknąć, montując kocioł specjalnie zaprojektowany do instalacji modernizowanej i wieloobiegowej. W porównaniu do typowych kotłów wiszących cechuje się on znacznie większą pojemnością wodną. Zamiast kilku litrów jest to 80 do 100 l. Stanowi więc swego rodzaju sprzęgło lub niewielki zbiornik buforowy. Nie ma wbudowanej pompy, więc poszczególne obiegi mogą być podłączone bezpośrednio do kotła, bez potrzeby zabudowy dodatkowego sprzęgła hydraulicznego. 

Pobierz schemat z kotłem stojącym, zaprojektowanym do instalacji modernizowanej lub składającej się z kilku obiegów

Szczegółowo o kotłach „modernizacyjnych”

Odporność na zanieczyszczenia
Znacznie większa niż w przypadku kompaktowych kotłów wiszących przestrzeń przepływu wody w kotłach „modernizacyjnych” sprawia, że są one lepiej przystosowane do trudnych warunków, w tym napływu zanieczyszczeń z instalacji. Woda wracająca z instalacji c.o. trafia do dolnej części zbiornika kotła i płynąc ku górze, omywa wężownicę, wewnątrz której płyną spaliny. Wężownica w naturalny sposób podlega cyklicznemu rozszerzaniu się i kurczeniu, co w dużym stopniu chroni przed osadzaniem zanieczyszczeń na jej powierzchni. Nie oznacza to oczywiście, że stosując tego typu kocioł nie powinniśmy dbać o jakość wody i czystość instalacji. Zwiększona odporność kotła daje nam pewien margines bezpieczeństwa na wypadek przedostania się do wnętrza kotła zanieczyszczeń.

Stabilna praca również z odbiornikami o niskiej bezwładności lub po ociepleniu budynku
Zwiększona pojemność wodna pozwala uzyskać stabilne warunki również w trakcie współpracy z odbiornikami ciepła cechującymi się znaczną zmiennością zapotrzebowania na ciepła. Może to być na przykład nagrzewnica powietrza w centrali wentylacyjnej czy nagrzewnica powietrza w systemie powietrznego ogrzewania podłogowego lub aparaty grzewczo-wentylacyjne. Zasilanie tego typu odbiorników z wiszącego kotła gazowego o niewielkiej pojemności wymaga zbiornika buforowego. W przeciwnym razie, szczególnie na początku i na końcu sezonu grzewczego cykle pracy kotła są bardzo krótkie podobnie jak przerwy między nimi, ponieważ po wyłączeniu palnika niewielka ilość wody w wymienniku oraz instalacji zostaje schłodzona w ciągu zaledwie kilku minut.

Łatwiejsze podłączenie do komina
Stosując kocioł „modernizacyjny” (fot. 7), możemy łatwiej wykorzystać dostępny trójnik istniejącego przewodu spalinowego. Jest to możliwe dzięki króćcowi powietrzno-spalinowemu dostępnemu na wysokości nieco ponad 120 cm od poziomu podłogi. Z reguły otwór w kominie jest umieszczony nieco wyżej. Wystarczy więc zastosować krótki, pionowy przewód powietrzno-spalinowy i następnie za pomocą kolana i rury przedłużającej podłączyć kocioł do nowego przewodu umieszczonego w istniejącym kominie.

Kocioł „modernizacyjny” również zamiast kotła stałopalnego

Szacuje się, że w Polsce jest obecnie zainstalowanych około 3 milionów kotłów stałopalnych. Co roku część osób rezygnuje z ich eksploatacji i planuje zastąpić np. kotłem gazowym. Biorąc pod uwagę specyficzną budowę, łatwość podłączenia i odporność na trudne warunki pracy warto w tym przypadku zastanowić się nad zastosowaniem kotła dedykowanego do systemu modernizowanego. Duża część instalacji zasilanych przez lata za pomocą kotła stałopalnego znajduje się w niezbyt dobrej kondycji, ale inwestorzy chcą, z reguły, rozłożyć koszty gruntownej modernizacji na etapy. Z pewnością wymagają one dokładnej oceny, w razie potrzeby płukania i ochrony. Jednocześnie można rozważyć zastosowanie kotła przeznaczonego do modernizacji, co pozwoli uniknąć awarii również w przypadku napływu niewielkiej ilości zanieczyszczeń do wnętrza kotła.
Poza tym zwiększoną pojemność kotła „modernizacyjnego” można wykorzystać jako niewielki magazynu energii w przypadku, gdy w kilka lat po wymianie kotła budynek zostanie poddany termomodernizacji i straty ciepła będą znacznie niższe.

W takiej sytuacji nie będzie konieczności dokonywania ponownej wymiany kotła, by dostosować jego moc do rzeczywistych potrzeb budynku. Zamiast tego nadwyżki energii będą magazynowane w zbiorniku kotła i przekazywane do instalacji po wyłączeniu palnika, wydłużając w ten sposób przerwy między poszczególnymi cyklami pracy palnika i długość poszczególnych cykli.

Czy kocioł „modernizacyjny” można zastosować w każdej, również nowoczesnej instalacji?

Ogólnie rzecz biorąc tak, w szczególności będzie to dobre rozwiązanie w instalacji z kilkoma obiegami grzewczymi. Unikniemy w ten sposób kosztów zakupu sprzęgła hydraulicznego, pompy kotłowej oraz kosztów energii elektrycznej zużywanej przez pompę kotłową. Poza tym temperatura powrotu może być okresowo niższa niż w przypadku zastosowania sprzęgła hydraulicznego. Obszar zastosowania tego typu urządzeń to budynki wielorodzinne, szkoły, budynki biurowe czy hale magazynowe. Za to w budynkach, w których poza sezonem grzewczym przygotowanie ciepłej wody odbywa się sporadycznie, np. raz na dobę, korzystniejszym rozwiązaniem będzie kocioł małej pojemności wodnej. Takie rozwiązanie pozwoli zminimalizować straty postojowe ze zbiornika buforowego w kotle.

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 6/2018 1/2018 12/2017