Systemy kominowe do kotłów kondensacyjnych

Zainstalowany kocioł kondensacyjny wymaga oczywiście odpowiedniego komina. Z racji charakteru pracy kotła odprowadzane spaliny są mokre, i wprowadzane do komina pod pewnym ciśnieniem. Tym samym układ odprowadzenia spalin musi być odpowiednio szczelny oraz przystosowany do pracy na mokro.

W ostatnich latach, w technice grzewczej, daje się zauważyć coraz powszechniejsze stosowanie kotłów kondensacyjnych. Systematyczny wzrost cen paliw, oraz upowszechnienie budownictwa energooszczędnego ostatnio częściej skłania inwestorów do takiego rozwiązania. Sprzyja temu także to, że współczesne kotły kondensacyjne są znacznie lepiej dopasowane do potrzeb i oczekiwań użytkowników niż było to jeszcze kilka lat temu.

Do odprowadzenia spalin z kotłów kondensacyjnych doskonale nadają się systemy kominowe ze stali szlachetnych. Istnieje ich kilka odmian i przy ich pomocy można zbudować praktycznie każdą instalację kominową. Nowoczesne kotły kondensacyjne mają zamkniętą komorę spalania, co wymusza odpowiednie dopasowanie komina.

Najczęściej do kotła podłączamy współosiowy przewód powietrzno-spalinowy. Takie rozwiązanie zapewnia bezpieczeństwo i upraszcza instalację kominową. Połączenie następuje za pomocą adaptera montowanego na kotle. Często są to fabryczne adaptery, ale też producenci systemów kominowych zwykle dysponują odpowiednim adapterem łączącym piec z systemem kominowym.

 Kilka najpopularniejszych rozwiązań układów odprowadzenia spalin  w domach jednorodzinnych

– Pionowy komin (rys. 2) zbudowany w całości z elementów systemu powietrzno-spalinowego. Takie rozwiązanie stosujemy zazwyczaj, przy niewielkiej odległości od dachu.

l Bardzo często stosowana jest instalacja jak na rys. 3. Jest to kombinacja dwóch systemów kominowych: jednościennego i pow.-spal. Część pionowa komina montowana jest w szachcie i wspiera się na kolanie podpartym. Natomiast połączenie kotła kondensacyjnego z kominem realizowana jest poprzez elementy systemu powietrzno-spalinowego. Powietrze do spalania zasysane jest z zewnątrz poprzez kanał kominowy.
l Czasami nie ma innej możliwości i musimy poprowadzić komin na zewnątrz budynku. Wówczas zastosowanie znajduje dwuścienny izolowany system na zewnątrz i czopuch zbudowany w systemie powietrzno-spalinowego (rys. 4). W tym wypadku pobór powietrza odbywa się tuż za ścianą, poprzez odpowiedniej konstrukcji kolano przejściowe.l

Bardzo wygodnym rozwiązaniem jest tzw. wyrzut boczny, czyli poprowadzenie instalacji bezpośrednio przez ścianę, jak na rys. 5.
Rozwiązanie to jest najprostszym sposobem odprowadzenia spalin, ale dość restrykcyjnie obwarowanym w polskich przepisach budowlanych. Z racji tego, że przepisy te są często ignorowane, przytoczmy je. Rozporządzenie ministra infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie stanowi:
„§175. 1.Indywidualne koncentryczne przewody powietrzno-spalinowe lub oddzielne przewody powietrzne i spalinowe od urządzeń gazowych z zamkniętą komorą spalania mogą być wyprowadzone przez zewnętrzną ścianę budynku, jeżeli urządzenia te mają nominalną moc cieplną nie większą niż:
1) 21 kW – w wolno stojących budynkach jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej,
2) 5 kW – w pozostałych budynkach mieszkalnych.”
2. Wyloty przewodów, o których mowa w ust. 1 pkt. 2, powinny znajdować się wyżej niż 2,5 m ponad poziomem terenu.
3. Odległość między wylotami przewodów, o których mowa w ust. 1, powinna być nie mniejsza niż 3 m, a odległość tych wylotów od najbliższej krawędzi okien i ryzalitów przesłaniających nie mniejsza niż 0,5 m.
4. W budynkach produkcyjnych i magazynowych oraz halach sportowych i widowiskowych nie ogranicza się nominalnej mocy cieplnej urządzeń z zamkniętą komorą spalania, od których indywidualne koncentryczne przewody powietrzno-spalinowe lub oddzielne przewody powietrzne i spalinowe są wyprowadzone przez zewnętrzną ścianę budynku, jeżeli odległość tej ściany od granicy działki budowlanej wynosi co najmniej 8 m, a od ściany innego budynku z oknami nie mniej niż 12 m, a także jeżeli wyloty przewodów znajdują się wyżej niż 3 m ponad poziomem terenu”.

Systemy kominowe stalowe w budownictwie wielorodzinnym

Zastosowanie kominów metalowych nie ogranicza się tylko do konstruowania odprowadzenia spalin dla pojedynczych domów jednorodzinnych czy mieszkań. Bez problemu można skonstruować instalację kominową dla budynku wielorodzinnego. Rozwiązanie takie obrazuje rys. 5. W tym przypadku komin odprowadzający spaliny wykonany jest jako jednościenny, a przyłącza do indywidualnych kotłów są układem koncentrycznym. Powietrze do spalania dostarczane jest z kanału kominowego. Oczywiście tak samo działającą instalację można zbudować, stosując jako część pionową elementy powietrzno-spalinowe.

Materiały na kominy…

…stalowe

Z racji warunków pracy systemy kominowe odprowadzające spaliny kotów kondensacyjnych muszą być wykonane z odpowiednich materiałów. Nie ma tutaj pełnej dowolności. Normy, które są podstawą certyfikacji systemów kominowych np. PN-EN 1856-1 czy PN-EN 1856-2 zawierają ich wykaz. Doskonale sprawdzają się stale szlachetne austenityczne, jak 1.4301 (symbol L20 w normie), czy 1.4404 (L50). Coraz częściej z powodzeniem używa się także stali ferrytycznej 1.4521. Stal ta nie została umieszczona w wykazie zawartym w normach, więc stosujący ją producent musi przeprowadzić dodatkowy test potwierdzający jej odporność na korozję.

Tak też jest w przypadku firmy „MK”, której komin wykonany ze stali 1.4521 o grubości materiału 0,4 z powodzeniem zaliczył test odporności na korozję V2, przeprowadzony przez laboratorium TUV w Monachium. Tym samym potwierdza się, że stal 1.4521 jest równoprawnym odpowiednikiem stali 1.4404 do budowy systemów kominowych. Jak zatem widać nie należy obawiać się stali ferrytycznej, tylko dlatego, że w przeciwieństwie do stali austenitycznych przyciągana jest przez magnes.

…tworzywowe

Pora w tym miejscu wspomnieć o kominach z tworzywa sztucznego – polipropylenu (PP). W wielu krajach Europy PP jest stosowany jako materiał na wkłady kominowe, czy rury spalinowe układów koncentrycznych. Tego typu rozwiązanie jest w Polsce zabronione. Już raz tutaj wymieniane Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w § 266. 1. stanowi „Przewody spalinowe i dymowe powinny być wykonane z materiałów niepalnych”. Różni producenci, szczególnie firmy kotlarskie, starają się obejść ten przepis i certyfikują system kominowy razem z kotłem, ale pomimo posiadania znaku CE nie spełniają wymagań dla materiałów konstrukcyjnych w świetle obowiązujących przepisów prawa budowlanego na terenie naszego kraju.

Komin musi być szczelny!

Innym ważnym zagadnieniem jest zachowanie odpowiedniej szczelności przewodu spalinowego. Komin taki musi spełniać wymogi klasy ciśnieniowej P1 – próba szczelności dla nadciśnienia 200 Pa. Zdecydowanej większości stalowych systemów kominowych poszczególne elementy łączone są kielichowo, a wymaganą szczelność zapewnia uszczelka osadzona odpowiednio wyprofilowanym gnieździe np. jak na rys. 6
Oczywiście nie mogą to być dowolne uszczelki. Muszą one odpowiadać wymaganiom zawartym w normie PN-EN 14241-1. Norma ta określa wymogi materiałowe i metody badań uszczelek stosowanych w kominach. Przy wyborze konkretnego systemu kominowego warto na to zwrócić uwagę. Uszczelnienia niskiej jakości skutkują wyciekami kondensatu już po krótkim czasie użytkowania komina.

Certyfikacja i wymagania dla kominów

Bardzo istotną sprawą jest certyfikacja systemów kominowych. Proces ten jest dość skomplikowany a wymogi stawiane kominom stalowym zawierają wspomniane już normy PN-EN 1856-1 i 2. Standardowo producenci certyfikują swe wyroby w oparciu o w/w normy. Kominy stosowane do urządzeń grzewczych z zamkniętą komorą spalania, a takiej konstrukcji są właśnie kotły kondensacyjne, wymagają nieco innego podejścia. Certyfikacja powinna odbywać się zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 14989-2, w której ustalono wymogi i metody badań metalowych kanałów spalin jak i kanałów doprowadzających powietrze do urządzeń z zamkniętą komora spalania. Właśnie zachowanie odpowiedniej szczelności kanału powietrznego jest bardzo ważne, mając na uwadze zwłaszcza bezpieczeństwo użytkowania instalacji kominowej.

W systemach koncentrycznych producenci często wykonują płaszcz zewnętrzny ze stali ocynkowanej. Norma PN-EN 14989-2 dopuszcza takie rozwiązanie, ale pod warunkiem zastosowania warstwy cynku nie mniej niż 275 g/m³. Niestety nie wszyscy wiedzą o takim wymogu. Inne dopuszczone materiały na kanały powietrzne to min. stal nierdzewna i aluminium.

Niewiele osób zwraca uwagę na zakończenia kominów powietrzno-spalinowych. W normie PN-EN 14989-1 ustalono wymagania i metody badań dla pionowych nadciśnieniowych nasad powietrzno-spalinowych z metalowymi kanałami spalin przeznaczonych do urządzeń gazowych typu C6, które doprowadzają powietrze do spalania i odprowadzają spaliny z urządzenia do atmosfery. W normie tej określono szereg wymogów, które winny być spełnione, min. wytrzymałość na napór wiatru, szczelność kanału spalin oraz kanału powietrza, odporność na cykliczne zmiany temperatury, czy odporność na wnikanie deszczu. Badane są także właściwości aerodynamiczne w tym wpływ wiatru na nasadę oraz recyrkulacja spalin, a także odporność na oblodzenie oraz odporność na przedostawanie się ciał obcych. Są to bardzo istotne parametry, gdyż prawidłowo zaprojektowana nasada, czyli spełniająca zawarte w normie wymogi zapewni bezproblemową i bezpieczną pracę kotła, niezależnie od warunków atmosferycznych.

Kominy z rur… elastycznych?

Warto jeszcze wspomnieć o możliwości wykorzystania rur elastycznych do budowy systemu kominowego. Budowa takiego komina jest bardzo zbliżona do wersji z rys. 3. W miejsce rur sztywnych stosujemy odpowiedniej długości odcinek rury giętkiej, wykonanej ze stali szlachetnej.

Niektórzy producenci mają w swojej ofercie certyfikowane systemy kominowe z rur giętkich jednowarstwowych i dwuwarstwowych. Wersja o podwójnej ściance, z racji swej budowy jest wewnątrz gładka, a więc szczególnie polecana do kominów dedykowanych do kotłów kondensacyjnych. Taką instalację przedstawia rys. 7.

Rurę flex musimy właściwie połączyć z innymi elementami komina za pomocą przeznaczonych do tego celu złączek. Z racji konieczności wymaganej szczelności oraz dopuszczalnej temperatury pracy systemu, która wynosi 200ºC do uszczelnienia rury w złączce używa się odpowiedniego silikonu. Jest to wysokotemperaturowy silikon o wysokiej odporności chemicznej, temperaturze pracy w zakresie -40ºC do 300ºC, trwale elastyczny, przeznaczony do stosowania min. w technice grzewczej (kotły, podgrzewacze, piece, przewody spalinowe). Niektórzy producenci rekomendują produkty Tytan oraz Den Braven.
Silikon wprowadza się po kolei do każdego otworu złączki, aż do całkowitego jej uszczelnienia. Proces ten widzimy na rys. 8.

Co zrobić  z kondensatem?

Cechą charakterystyczną grzewczej instalacji kondensacyjnej jest powstawanie dużej ilości kwaśnego kondensatu (pH 3,5). Ile jego powstanie zależy od mocy i warunków pracy kotła. Przykładowo dla kotła o mocy 21 kW może to być nawet ponad 20 l na dobę. Oczywiście kondensat ten musi być gdzieś odprowadzony. Zazwyczaj odpływ kondensatu podłącza się bezpośrednio do kanalizacji. W trosce o ochronę środowiska wskazana jest jego neutralizacja do wartości minimum pH 6,5. Do tego celu stosujemy odpowiedni neutralizator podłączony do odprowadzenia skroplin. Oczywiście neutralizator musi mieć właściwą przepustowość. Nowoczesne konstrukcje nie są kłopotliwe w obsłudze i łatwe w montażu. Znakomicie sprawdzają się w tej roli neutralizatory serii „Neutrakon” firmy Mommertz (rys. 9).
Bieżąca obsługa neutralizatora ogranicza się do kontroli odczynu kondensatu po neutralizacji. Gdy zaczyna on być niższy od pH 6,5 granulat należy wymienić. W praktyce ma to miejsce raz do roku.