Pohledem znalce: Biomasa jako garanční pevné palivo

Datum: 2.1.2019  |  Autor: Ing. Zdeněk Lyčka

Nejčastějším důvodem pro zamítnutí reklamace nefunkčního teplovodního kotle na pevná paliva je konstatování, že v něm bylo spalováno nevhodné palivo. Výrobcem garantovaných vlastností kotle lze dosáhnout pouze spalováním tzv. garančního paliva, tedy paliva, které plní limitní požadavky na svoji kvalitu (vlhkost, výhřevnost, rozměry,…). Podrobněji jsem psal obecně o garančních vlastnostech pevných paliv zde.

I když existují normy, přesně definující a třídící jednotlivá pevná biopaliva, tyto normy jsou nezávazné pro běžný vztah výrobce zdroje/provozovatel zdroje. Pro případné reklamační řízení je rozhodující technická dokumentace vydaná výrobcem ke spalovacímu zdroji. Tedy specifikace garančního paliva, kterou v této dokumentaci výrobce uvádí. Jak se dozvíme níže, u teplovodních kotlů spalujících biomasu jsou neméně důležité údaje o palivu uvedené na výrobním štítku.

Podrobný popis tuhých biopaliv by vydal na samostatnou publikaci. Proto se zaměřím na nejrozšířenější tuhá biopaliva pro vytápění domácností. Tedy kusové dřevo, dřevní pelety a dřevní brikety a na jejich základní vlastnosti, které mohou zásadním způsobem ovlivnit spalovací proces, a tedy i správnou funkci malého spalovacího zdroje.

Pevná (tuhá) biopaliva

Pokud hovoříme o pevných biopalivech pro malé spalovací zdroje (přesné normativní označení jsou tuhá biopaliva, proto budu nadále používat toto označení), pak se jedná o kusové dřevo, dřevní štepku a výlisky z dřevní biomasy (brikety, pelety), v minimální míře potom o „výrobky“ z nedřevní (bylinná, ovocná, vodní) biomasy. Přesné roztřídění tuhých biopaliv podle kvality a specifikace pro obchodní styk definuje řada norem ČSN EN ISO 17225. Jedná se o tříděné dřevní pelety, tříděné dřevní brikety, tříděnou dřevní štěpku, tříděné palivové dřevo, tříděné nedřevní pelety a tříděné nedřevní brikety. Ovšem jak jsem naznačil již v úvodu, tyto normy jsou dokumenty právně nezávaznými. Závaznými by se staly pouze v tom případě, pokud by byly citovány v obchodní smlouvě, například mezi dodavateli (výrobci tuhých biopaliv) a velkoodběrateli.

Návod k obsluze a údržbě

Jistou obdobou obchodní smlouvy mezi výrobcem malého spalovacího zdroje a jeho provozovatelem je průvodní technická dokumentace vydaná výrobcem k tomuto zdroji (návod k obsluze a údržbě). V případě řešení soudního sporu se především zjišťuje, zda provozovatel dodržoval podmínky pro provozování zdroje definované výrobcem v průvodní technické dokumentaci. V té by mělo být také uvedeno garanční palivo, pro které výrobce garantuje deklarované provozní vlastnosti. A jak jsem již naznačil v úvodu, v případě reklamace zdroje je výrobcem u provozovatele zjišťováno v prvé řadě, zda je spalováno jím předepsané palivo. Bohužel vyjma dřevních pelet jsou výše zmíněné normy citovány v návodech k obsluze minimálně, naopak se zde ve vztahu ke garančnímu palivu často objevují velice nejednoznačné a stručné definice. Například v případě dřevních briket doposud mnoho výrobců spalovacích zdrojů cituje rakouské a německé normy, které již dávno neplatí. Výjimku tvoří teplovodní kotle do jmenovitého výkonu 500 kW, certifikované na paliva z nedřevní biomasy. Dle ČSN EN 303-5 (podle které jsou kotle certifikovány) má výrobce povinnost na výrobním štítku a v průvodní dokumentaci přesně specifikovat parametry garančního (nedřevního) paliva podle ČSN EN ISO 17225.

Zákonná omezení a výrobní štítek

Základním legislativním dokumentem vztahujícím se k provozování stacionárních spalovacích zdrojů na pevná paliva (tedy i teplovodních kotlů) je zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší. Podle něj lze v malém spalovacím zdroji spalovat pouze výrobcem předepsané palivo (§17 odst. 1 písm. c) zákona). Tady je ale zapotřebí dát si velký pozor na to, co je opravdu výrobcem předepsané palivo. V rámci konkurenčního boje mnoho výrobců či prodejců teplovodních kotlů na biomasu nabízí velice hojně na výstavách a v propagačních materiálech možnost spalování prakticky čehokoliv, co je „biomasové“ a co lze jakýmkoliv způsobem „vpravit“ do spalovací komory kotle. Typickým příkladem jsou peletové automatické kotle s retortovým hořákem, kdy se často můžeme v propagačních materiálech dočíst, že vedle dřevní pelety je v kotli možné spalovat také pilinu, štěpku, rostlinnou peletu, obilí a doplňkově i kusové dřevo. Ovšem rozhodující jsou paliva uvedená na výrobním štítku kotle. Pro paliva uvedená na výrobním štítku byl kotel při počáteční zkoušce výrobku u autorizované osoby (zkušebny) přezkušován, zda plní limitní požadavky na emise a účinnosti. Proto pouze paliva uvedená na výrobním štítku lze ve smyslu zákona o ochraně ovzduší považovat za paliva předepsaná výrobcem.

Pokud výrobce či prodejce kotle na spalování biomasy uvádí v jakýchkoliv materiálech ke kotli (tedy i propagačních) jiná povolená paliva, než pro která byl kotel certifikován, dopouští se tím hrubého porušení zákona č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií.

V zákoně č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií je v §6 odst.3) uvedeno, že „Dodavatel kotlů a kamen na biomasu…je povinen uvést pravdivé, nezkreslené a úplné informace o předpokládaných přínosech a ročních provozních nákladech těchto zařízení a jejich energetickou účinnost v technické dokumentaci nebo návodu na použití.“ Za pravdivé informace o energetické účinnosti lze považovat pouze údaje ověřené autorizovanou osobou při certifikaci a uvedené na výrobním štítku kotle (musí zde být uvedeny údaje o účinnostech pro všechna zkoušená paliva). Za porušení tohoto zákonného ustanovení hrozí dodavateli pokuta až do výše 100 000 Kč.

Zbývá ještě doplnit informaci o tom, jaká tuhá biopaliva nelze v žádném případě jako paliva použít (i kdyby k tomu byl kotel certifikován). K zákonu o ochraně ovzduší byla vydaná vyhláška č. 415/2012 Sb., která stanoví požadavky na kvalitu vybraných paliv.

V §15 odst. 5 je uvedeno, že v malých zdrojích do 300 kW je zakázáno spalovat dřevotřísku, překližku, dřevovláknitou desku nebo jiné lepené dřevo, a to i v místě, kde toto palivo (odpad) vzniká ve formě vedlejšího produktu výroby.

V příloze č. 3 Vyhlášky jsou dále definovány požadavky na kvalitu paliv, které musí být dodrženy při jejich uvádění na trh. Jedná se o požadavky, které musí dodavatel (prodejce) paliv deklarovat při jejich prodeji. Z pevné biomasy jsou zde definovány pouze požadavky na výlisky z biomasy (pelety, brikety), které jsou ovšem mírnější, než požadavky uvedené v již zmíněných ČSN EN ISO 17225 (odpovídají požadavkům pro méně kvalitní výlisky určené především pro velké spalovací zdroje).

Kusové dřevo

Podle posledního šetření MPO se v roce 2017 vytápění domácností biomasou podílelo více jak ze 40 % na celkové energii vyrobené u nás z obnovitelných zdrojů. Drtivou většinu těchto zdrojů tvoří zdroje spalující kusové dřevo. Nejdůležitější „garanční“ vlastností kusového dřeva je jeho vlhkost. Pokud hovoříme o vlhkosti dřeva jako paliva, pak hovoříme o energetické vlhkosti, tedy obsahu vody vztaženému k původnímu stavu paliva (k „mokrém“ stavu). Tuto vlhkost nelze zpravidla měřit běžnými hrotovými vlhkoměry, které měří obsah vody vztažený k suchému vzorku. Vlhkost naměřenou tímto vlhkoměrem je tedy zapotřebí přepočítat. Podrobněji o problematice vlhkosti se můžete dočíst zde: https://vytapeni.tzb-info.cz/vytapime-tuhymi-palivy/18368-pohledem-znalce-drevo-jako-garancni-palivo-i-vlhkost-25-je-v-poradku

Další důležitou vlastností palivového dřeva jsou jeho základní rozměry – délka a průměr. Je to důležité pro správné vyplňování přikládací komory i výkon zdroje. Maximální délka musí být menší než hloubka spalovací komory s ohledem na možnost zaklínění paliva v komoře. Minimální rozměry výrobci zpravidla neuvádějí, ovšem příliš krátká polena zase znamenají mimo jiné horší využití objemu přikládací komory a také mohou být příčinou zakliňování a problémů s plynulým sesouváním paliva k roštu (spalovací trysce).

Průměr paliva je důležitý pro dosažení požadovaného výkonu (svým způsobem se průměrem dá regulovat výkon). Více jak 80 % hořlaviny u dřeva tvoří plynná hořlavina, která se z polena uvolňuje jeho povrchem a poté ve formě plamene vyhořívá ve spalovací komoře. Větší průměr polena znamená menší měrný povrch, což je poměr plochy polena vztažený k jeho hmotnosti. Čím silnější je poleno, tím pomaleji a déle se uvolňuje plynná hořlavina z jeho středu a poleno díky tomu déle odhořívá. Naopak drobněji naštípané dřevo má vzhledem ke své hmotnosti podstatně větší měrný povrch a hořlavinu uvolňuje daleko rychleji. Vedle větší měrné plochy je to dáno také tím, že se střed polena rychleji prohřeje na teplotu, při které dochází k uvolňování hořlaviny. Proto je dobré drobné dřevo používat pro rychlé rozhoření během zátopu a naopak větší polena při udržování rovnoměrného spalovacího procesu. Někteří výrobci udávají u garančního paliva vedle jeho maximálního průměru také maximální rozměr čelní hrany polena, který je nutné dodržet.

Co se týče požadavku na druh dřeva (měkké, tvrdé), tady se výrobce často spokojí pouze s doporučení. Obecně platí, že měkké dřevo jehličnatých stromů je výhřevnější než dřevo tvrdé (dub, buk,…), ovšem má podstatně menší hustotu. Takže pokud vztáhneme výhřevnost na objem polena, dostaneme vyšších hodnot pro dřeva tvrdá. Problém spalování tvrdých dřev spočívá v agresivitě kondenzátu, který může při tomto procesu vznikat. Kondenzát tvořící se ze spalin z tvrdého dřeva je podstatně agresivnější než kondenzát tvořící se při spalování dřeva měkkého. Proto je nutné zajistit ve zdroji samotném, ale i ve spalinových cestách (kouřovod, komín) takové teplotní podmínky, aby byla tvorba kondenzátu maximálně eliminována.

U lokálních topidel (krby, kamna) je zpravidla v celém topeništi zajištěna dostatečně vysoká teplota a relativně vysoká je i teplota spalin odcházejících do spalinových cest, čímž se hrozba tvorby kondenzátu značně snižuje. Proto je u těchto spalovacích zdrojů častěji vyžadováno spalování tvrdého dřeva, které odhořívá pomaleji. Je to dáno tím, že do topeniště lokálních topidel se obecně přikládá menší množství paliva, proto je požadavek na delší odhořívání zásadní. Ovšem u teplovodních kotlů vyžaduje spalování tvrdého dřeva vyšší požadavky na optimální nastavení spalovacího procesu. Proto mnoho výrobců především tzv. zplyňovacích kotlů spalování tvrdého dřeva nedoporučují, či přímo zakazují.

Z výše popsaných důvodů je nutné si důkladně prostudovat průvodní technickou dokumentaci k provozovanému zdroji a pečlivě „zdokumentovat“ všechny požadavky, které výrobce klade na kvalitu paliva, pro které garantuje jeho provozní vlastnosti.

Už žádný prach a černé sklo. Naučíme vás, jak topit v krbu.

Zdroj:www.prozeny.cz/

 
 

Foto: Evgeny Atamanenko, Shutterstock.com

Černé sklo, zápach v místnosti, špinavé stěny… To jsou nejčastější důsledky chyb, kterých se dopouštějí majitelé krbů a krbových kamen. Jestli toužíte jen po příjemném teple a krásném jasném plameni, máme pro vás užitečné tipy.

 
Článek

Vánoční výzdoba a oheň v krbu plápolající jasným plamenem? Typický obrázek rodinné idylky, dalo by se dokonce říct „jako z filmu“… Když se ale vrátíme do reality, je zde často nepříjemná dohra. Začernalé sklo, které před každým roztopením znovu drhnete, ale černota se nechce vzdát. A rohy místností, na kterých ulpívá prach z krbu, se snažíte raději přehlížet…

Krbová kamna ani krb ale rozhodně nezatracujte. Máte-li s nimi nějaké potíže, patrně děláte při jejich používání nějakou chybu. Na co dbát a čeho se raději vyvarovat?

Dva roky suché

Trápí vás štiplavý zápach? Pak je pravděpodobné, že dřevo, jímž jste zatopili, nebylo dostatečně vyschlé. Kusy určené k topení byste totiž měli nechat nejméně dva roky vysychat na vzduchu pod přístřeškem, případně si takové koupit. Suché palivo je zbaveno většiny vody a pěkně a čistě hoří. Použijete-li čerstvě pokácené, s velkým obsahem vody, moc nehoří, spíše doutná a vzniká štiplavý a nepříjemný kouř.

A to není všechno – navíc se ani moc nezahřejete. „Jednoduše řečeno, čím vlhčí dřevo, tím méně tepla získáte,“ doplňuje Martin Pachta, PR manažer společnosti Romotop.

Jak vhodný otop poznáte? Suché dřevo má na řezu trhliny, dřevo s vlhkostí nad 30 procent na pohmat chladí. Abyste spolehlivě zjistili jeho vlhkost, můžete si pořídit měřič – stojí okolo čtyř až pěti set korun.

 

Foto: kryzhov, Shutterstock.com

Aby byla idylka dokonalá, je potřeba správně zatápět a přikládat i pečovat o komín

Pozor na dobrý tah

Příliš mnoho prachu a kouře v místnosti bývá zase obvykle způsobeno chabou péčí o komín. „Nedostatečná údržba komínu vede k špatnému tahu, spaliny neodcházejí hladce do komína, ale jdou cestou nejmenšího odporu, a to do místnosti,“ vysvětluje Jana Dronská ze společnosti Viadrus.

Nadměrný kouř se může dostávat do místnosti i v případě, že krb či kamna takzvaně přetápíte. Chcete, aby oheň vydržel hořet déle, a tak do topeniště naložíte podstatně více topiva, než odpovídá projektované hodnotě tepelného výkonu krbu – a to je samozřejmě chyba. „U spalování nadměrného množství paliva v krbových kamnech či krbových vložkách navíc hrozí nevratné poškození vesměs ocelového korpusu kamen a vyzdívky,“ upozorňuje Jana Dronská.

Černé sklo? Regulujte přívod vzduchu

Zdá se vám, že musíte přikládat příliš často? Možná zapomínáte na regulaci přívodu vzduchu. Lze ho usměrňovat obvykle jednou či dvěma ovládacími páčkami. Regulace je žádoucí jak během zatápění, tak i samotného hoření a dohořívání. Při zapalování mějte přívod otevřený naplno, při hoření jej ztlumte. Kdybyste jej nechali otevřený po celou dobu, otop bude samozřejmě hořet rychleji – a budete muset častěji přikládat.

Nevhodná práce s regulací má i další důsledky. „Naopak při téměř úplném uzavření přívodu spalovacího vzduchu dochází velmi často k začernění skla a dehtování komína,“ doplňuje Martin Pachta. Kdy a jak kterou páčku u konkrétních kamen použít, najdete zpravidla v návodu od výrobce.

Za černé sklo ale může být zodpovědné i vaše špatné přikládání, polínka by se neměla nikdy dotýkat skla.

Co dělat, když už černé sklo máte? K čištění můžete použít gelové přípravky, spreje i tekuté přípravky. Aplikujte je jemným hadříkem, nebo klasickou houbičku na nádobí (z té jemnější strany). Vhodné jsou i pevnější papírové ubrousky nebo novinový papír. Pozor, sklo čistěte jen když je úplně vychladlé.

 

Foto: AlexMaster, Shutterstock.com

Trápí vás věčně černé sklo? Regulujte lépe vzduch během topení

Umíte dobře zatápět a přikládat?

Chyby se často dělají hned při zatápění. Chcete-li krásný jasný plamen, je nutné dodržet určitá pravidla. Otevřete přívod spalovacího vzduchu na maximum. Na dno topeniště dejte přibližně půl kila drobných dřevěných třísek spolu s novinami nebo s nějakým pevným podpalovačem. Třísky umístěte tak, aby ležely na novinách či podpalovači a zároveň se co možná nejvíce dotýkaly a ležely přes sebe a mohly si tak předávat teplo.

Zapalte papír či podpalovač a nezavírejte zcela dvířka kamen či vložky po dobu asi dvou minut – během této doby se třísky rozhoří. Poté přidejte jedno polínko, ideálně rozseknuté na čtvrtiny, a zavřete dvířka. Až se rozhoří i ono, přidejte další. Nikdy nezapalujte hromadu dřeva najednou, ale začněte od drobných třísek a postupně přidávejte další polínka. Jinak se bude oheň spíše dusit než hořet jasným a krásným plamenem. Vyvarujete se tím i zakuřování skla.

„Důležitá je i technika přikládání – nepřikládejte do plamenů, ale na žhavé uhlíky. Také je dobré při přikládání dvířka jen pootevřít, tím se vyrovná tlak, a poté úplně otevřít,“ radí Martin Pachta.

Vyústění přetlakových komínů

Vyústění přetlakového komína a komína s umělým tahem nad šikmou střechou:

 

Vyústění nad rovinou střechu v oblasti s normálním výskytem sněhu musí být výška vyústění nad rovinou střechy větší než 0,5 m pro:

  • přetlakové komíny, v případě, je-li v ústí komína doložen přetlak spalin výpočtem
  • komíny s umělým tahem (podtlakové), které mají ventilátor namontován v komínovém ústí.

V oblastech s výskytem většího množství sněhu musí být výška vyústění nad rovinou šikmé střechy upravena podle místních podmínek, nejčastěji zvýšená.

 

Výška vyústění komína nad plochou střechou:

 

Plochá střecha se uvažuje v případě, je-li sklon střechy od vodorovné roviny menší než 20°. Vyústění komína s přirozeným tahem je větší než 1 m od:

  • blízké atiky nad plochou střechy (obr. A)
  • ploché střechy (obr. B).

 

Výška vyústění přetlakového a vysokopřetlakového komína a komína s umělým tahem (s ventilátorem v ústí komína) může být snížena až na výšku 0,5 m nad plochou střechy v oblastech s normálními sněhovými podmínkami. V oblastech s výskytem sněhu musí být výška upravena podle místních podmínek.

Vyústění nad nástavbou na ploché střeše a vzhledem k sousední budově

Při nástavbě na ploché střeše se uvažuje vyústění 1 m nad šikmou rovinou, vytvořenou úhlem 10° od střešní atiky nástavby. Zásada je platná pro komíny s vodorovnou vzdáleností do 15 m od blízké stěny nástavby.

 

Vzdálenost ústí komína od střešních oken

 Výška vyústění komína od střešních oken a vikýřů

Vzdálenost ústí komína od okenních vikýřů musí být od rámu okna:

  • ve svislém směru méně než 1 m
  • ve vodorovném směru méně než 1,5 m.

Tato zásada platí v případě, je-li okno vzdáleno ve vodorovném směru od komína méně než 1,5 m.

U střešních oken nesmí být umístěn komín uvnitř části střešní plochy vymezené přímkami vzdálenými od okenního rámu:

  • 1 m do stran
  • 2 m pod oknem
  • 1 m nad oknem.

Výška ústí komína nad střešní plochou, kde je střešní okno, je shodná se zásadami platnými pro vyústění na šikmé střeše.

JAK MÁ BÝT KOMÍN VYSOKÝ NAD STŘECHOU?

Důležité rady před nákupem a realizací komínu:   

Pokud je komín vzdálen do 2m od hřebene, jeho výška musí být součtem výšky stavby do hřebene +65cm.

Pokud je  komín vzdálen více, než 2m, je jeho výška vůči výšce hřebene stavby následující:

vzdálenost komínu od hřebene 2,5m/ výška komínu=výška hřebene +20cm

vzdálenost komínu od hřebene 3,0m/ výška komínu=výška hřebene +11cm

vzdálenost komínu od hřebene 3,5m/ výška komínu=výška hřebene +5cm

vzdálenost komínu od hřebene 4,0m/ výška komínu=výška hřebene -7cm

 

JAKÝ PRŮMĚR ZVOLIT?

Konkrétní průměr komínu by měl být určen návrhem projektanta, případně výpočtem spalinové cesty. Není pravda, že čím větší průměr, tím lépe. Při vstupu spalin do předimenzovaného komínu dochází k jejich ochlazení a následnému zpomalení. Paradoxně tedy příliš velký průměr zhoršuje tah komínu. 

Existují obecné rady.

Krbová kamna 160-180 mm

Krbová vložka 200 mm, převážně se vstupem 45°

Kotle 180-200 mm

Naše firma Vám dokáže správně navrhnout vhodný průměr a výšku komínu. Dokážeme pro Vás zpracovat výpočet spalinové cesty, který fungování otopné soustavy ověří.

Pohledem znalce : Povinné zapojení bezpečnostního dochlazování zdrojů tepla na pevná paliva

zdroj: TZB info-Ing. Zdeněk Lyčka

U některých spalovacích zdrojů tepla na pevná paliva je nutné instalovat bezpečnostní zařízení, takzvanou dochlazovací smyčku. V článku je vysvětleno, kdy je to nutné. Pokud není dochlazovací smyčka v těchto případech nainstalována, bude to oprávněná příčina vydání protokolu z kontroly tohoto zdroje s negativním stanoviskem.


© Fotolia.com

Absence povinných bezpečnostních prvků je jednou z hlavních příčin havárií kotlů, případně krbů a kamen na pevná paliva s teplovodním výměníkem. Je rovněž důvodem k odstoupení pojišťoven od vyplacení pojistného plnění v případě pojistné události. Neexistující či nefunkční zabezpečovací zařízení také znamená, že kotel není provozován v souladu s pokyny výrobce, což znamená negativní osvědčení v případě jeho pravidelné kontroly podle zákona o ochraně ovzduší, a tedy provoz takovéhoto zdroje je v rozporu se zákonem. Mezi základní bezpečnostní prvky patří u těchto zdrojů tepla zařízení sloužící k odvedení přebytečného tepla v případě poruchy. Ne každý kotel, či lokální topidlo s výměníkem však musí být tímto zařízením vybaveno a provozováno.

Důsledek evropské legislativy

Povinnost řešit bezpečné odvedení přebytečného tepla u malých teplovodních zdrojů tepla, spalujících pevná paliva, zavedla v roce 1997 Směrnice Evropského parlamentu a Rady 97/23/ES pro tlaková zařízení (Směrnice byla přejata do naší legislativy NV č.182/1999 Sb., které bylo později nahrazeno NV č.26/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na tlaková zařízení). Mezi tlaková zařízení patří podle tohoto dokumentu také sestavy určené pro výrobu teplé vody při teplotách nepřesahujících 110 °C (mezní teplota), do kterých se ručně nakládá pevné palivo a u kterých součin PS x V, tedy maximální provozní přetlak PS [bar] vynásobený vodním objemem výměníku V [litr], je větší jak 50.

Bezpečný provozu sestav se součinem PS x V vyšším jak 50 musí být zajištěn bezpečnostní výstrojí proti překročení povolené mezní teploty ohřívané vody. Pokud to vztáhneme na tepelné soustavy, pak velká část zdrojů tepla spalujících pevná paliva (kotle, lokální topidla s výměníkem), musí být vybavena zařízením pro bezpečné odvedení tepla tak, aby v nich a napojené teplovodní otopné soustavě nemohla být překročena mezní teplota.

Kdy musí být dochlazování napojeno

Shrňme si tedy výše popsaná fakta. Bezpečnostní výstroj proti přetopení musí mít zdroje ručně přikládané, u kterých součin PS x V je vyšší jak 50 a při jejichž provozu hrozí v krajním případě překročení mezní teploty otopné vody 110 °C.

Netýká se to zdrojů tepla určených pro otevřené otopné soustavy, kde je maximální dosažitelná teplota vody omezena fyzikálně (při běžném atmosférickém tlaku nemůže přesáhnout mezní teplotu 110 °C), kotlů se samočinnou dodávkou paliva (automatických) a lokálních topidel s výměníkem o malém objemu, u kterých součin PS x V je menší než 50.

Na zmíněnou evropskou směrnici reagovaly také příslušné evropské technické normy, platné pro konstrukci teplovodních kotlů a lokálních topidel na pevná paliva.

Normativní požadavky na teplovodní kotle

V roce 1999 byla vyhlášena norma EN 303-5, platná pro konstrukci a zkoušení teplovodních kotlů na pevná paliva o jmenovitém výkonu do 300 kW (v ČR přijata v únoru 2000 jako ČSN EN 303-5:2000). V bezpečnostních požadavcích na kotle je zavedena povinnost konstrukčního zajištění dochlazování kotlů v případě havarijních stavů, při kterých by hrozilo překročení teploty otopné vody 110 °C (nejvyšší normou povolená teplota otopné vody pro kotle). Od ledna 2013 platí upravená novelizovaná ČSN EN 303-5:2013, která byla rozšířena na kotle do výkonů 500 kW.

Norma definuje tzv. zařízení pro odvod přebytečného tepla jako technické řešení, které má zabránit vzniku nebezpečného provozního stavu na straně vody (zvýšení teploty nad 110 °C). U rychle odpojitelných soustav k tomuto stavu dojít nemůže, proto zmíněné zařízení u nich norma nepožaduje. U částečně odpojitelné a neodpojitelné soustavy k nebezpečnému provoznímu stavu dojít může v případě, že se jedná o soustavy uzavřené. Proto norma požaduje jako povinnou výbavu u kotlů pro tyto soustavy instalaci bezpečnostního zařízení pro odvedení maximálního možného tepelného výkonu v případě poruchy. U částečně odpojitelné soustavy je tímto maximálním výkonem míněn zbytkový výkon po částečném přerušení dodávky tepla do soustavy, u neodpojitelné soustavy je míněn jmenovitý tepelný výkon zdroje tepla. Abychom to pochopili, je nutné si definovat odpojitelnost soustavy.

  1. Rychle odpojitelná otopná soustava – při všech provozních podmínkách a při poruše (přerušení přívodu energie nebo náhlý výpadek odběru tepla) může být přerušena výroba tepla tak rychle, že nemůže být vyvolán nebezpečný provozní stav na straně vody, nebo nebezpečný provozní stav na straně spalování (nahromadění hořlavých plynů ve spalovací komoře nebo spalinových cestách s koncentrací CO > 5 %). Týká se to soustav s kotli s řízeným přísunem spalovacího vzduchu ventilátorem a automaticky řízeným přísunem paliva (automatické kotle). V případě výpadku elektrické energie se zastaví dodávka paliva i přísun spalovacího vzduchu a vzhledem k minimálnímu zůstatku paliva na roštu dojde k velmi rychlému poklesu výkonu kotle.
  2. Částečně odpojitelná otopná soustava – působením řídících a regulačních prvků může být zabráněno vzniku nebezpečného provozního stavu na straně spalování, ale výroba tepla může být omezena jen částečně. Tedy pro zabránění vzniku nebezpečného provozního stavu na straně vody je zpravidla nutné odvést alespoň část vzniklého tepla. Jedná se o soustavy s kotli s ručním přikládáním a řízeným přísunem spalovacího vzduchu ventilátorem. Typickým představitelem jsou tzv. zplyňovací kotle.
  3. Neodpojitelná otopná soustava – zdroj tepla nedisponuje řídícími a regulačními prvky, které by mohly zabránit vzniku nebezpečného provozního stavu na straně vody. To se týká běžných kotlů s ručním přikládáním paliva a mechanicky regulovaným přívodem spalovacího vzduchu.

Pokud to shrneme, pak norma EN 303-5 pro malé teplovodní kotle na pevná paliva ukládá kotlům s ručním přikládáním v případě, že jsou zapojeny do uzavřené otopné soustavy, aby byly vybaveny bezpečnostní výstrojí proti překročení povolené mezní teploty ohřívané vody 110°C. U kotlů se samozřejmě předpokládá, že součin provozního tlaku a objemu výměníku je vždy vyšší jak 50. Norma striktně nestanoví, jak má být zařízení pro odvádění přebytečného tepla konstruováno. Uvádí pouze zásadní požadavek, že:

„zařízení musí být funkční bez doplňujících přídavných zařízení a vnější energie, musí být přizpůsobeno konstrukčním a tepelným vlastnostem kotle pro spolehlivé odvedení potřebného výkonu kotle a na vstupu chladící vody musí být zabudována tepelná ochrana spínáním“ (havarijní termostatický ventil).

Jako možné řešení se navrhuje použít tepelnou ochranu vytvořenou spínáním přívodu studené chladicí vody v kombinaci s vestavěným výměníkem tepla zabudovaným v kotli (zásobníkové nebo průtokové ohřívače vody). Jiná řešení nejsou normou vyloučena za předpokladu, že splňují požadavky na ochranu a bezpečnostní požadavky popsané výše.

Výměník tepla pro bezpečnostní zařízení nemusí být vždy zabudovaný přímo do kotlového tělesa. Například u většiny litinových kotlů to je prakticky nemožné. Nicméně u kotlů s ručním přikládáním, pokud výrobce výslovně neuvádí, že jsou určeny pouze pro otevřené otopné soustavy, se má dle ČSN EN 303-5 za to, že je i v tomto případě bezpečnostní zařízení pevnou součástí zdroje a jeho funkčnost se ověřuje při certifikaci. Výrobce musí v průvodní technické dokumentaci popsat instalaci a způsob použití konkrétního pojistného zařízení, se kterým byl kotel certifikován. Musí uvést provozní rozsahy teploty a přetlaku chladící vody.

Dlouze bychom mohli diskutovat o definici požadavku na funkčnost bezpečnostního zařízení bez vnější energie. Nelze totiž pominout hlasy, že požadavek na minimální tlak chladící vody je také v podstatě požadavkem na vnější energii dodávanou soustavou, na kterou je přívod chladící vody napojen. Pokud by byl zdroj chladící vody z tohoto důvodu „vyřazen“, například bude nefunkční vodovod, bylo by prakticky nemožné ve většině domovních kotelen zajistit funkční zapojení dochlazování kotlů. To samé v platí pro tzv. domovní vodárny, které jsou jediným zdrojem vody v domě, ovšem k jejich dlouhodobé funkci je zapotřebí elektřinou poháněného čerpadla.

Na základě jednání výrobců s autorizovanou zkušebnou byl přijat názor, že požadavkem na funkčnost bez vnější energie je myšlena především nezávislost spínacího pojistného ventilu, který spouští „dochlazování“, na elektrické energii. Tedy, že tento ventil musí být termostatický a jeho otevření závislé pouze na teplotě otopné vody ve zdroji tepla (nejčastěji 95 °C). Z pohledu legislativy je tedy podmínka splněna v případě, že je dochlazování napojeno na funkční přívod chladící vody a spínání dochlazování je řešeno termostaticky.

Velice důležitým ustanovením normy EN 303-5 je konstatování, že všechna zařízení pro odvod přebytečného tepla, jsou přípustná jako součást zdroje tepla pouze u teplovodních kotlů se jmenovitým výkonem maximálně 100 kW pro neodpojitelnou soustavu, resp. se zbytkovým tepelným výkonem nejvýše 100 kW u kotlů s částečně odpojitelnou soustavou. U uzavřené soustavy se zdrojem o vyšším výkonu musí být bezpečnostní omezovač teploty instalován individuálně na výstupním potrubí co nejblíže ke zdroji tepla v souladu s EN 12828.

Normativní požadavky pro lokální topidla

Týkají se krbových kamen (ČSN EN 13240), krbových vložek a kachlových kamen (ČSN EN 13299), varných spotřebičů (ČSN EN 12815), které mají zabudovaný ohřívač k ohřevu pitné vody nebo vody k ústřednímu vytápění. Tyto spotřebiče mají výkon rozdělen na sálavou a teplovodní složku, proto jejich výměník v mnoha případech nedosahuje takové velikosti, aby bylo dosaženo limitní hodnoty součinu PS x V > 50. Proto nemusí být u všech těchto lokálních zdrojů jejich součástí bezpečnostní zařízení proti přehřátí otopné vody. A i když má spotřebič z výroby vestavěný bezpečnostní výměník zajišťující ochranu proti přehřátí, o jeho zapojení často rozhoduje projektant, protože ten stanoví pro celou otopnou soustavu maximální provozní přetlak, který je při minimálním objemu otopné vody ve výměníku často limitující. Proto se také normy „řešící“ tyto lokální zdroje zabývají povinnou ochranou proti přetopení pouze okrajově.

Ve výše citovaných normách jsou mezi základními definicemi uvedeny pojmy výměník zajišťující ochranu proti přehřátí (zařízení, které umožňuje uvolnění přebytku tepla ze spotřebiče) a pojistka proti přehřátí (mechanické zařízení řízené teplotou výstupní vody, které v okamžiku dosažení stanovené teploty otevírá odtok v teplovodní části výměníku zajišťujícího ochranu proti přehřátí). Část norem, která definuje požadavky na bezpečnost provozu zdrojů, se ochraně proti přetopení výměníku vůbec nevěnuje. V části věnované zkoušení je uveden postup zkoušky pojistky proti přehřátí, která se ovšem provádí pouze v případě, že je pojistka proti přehřátí součástí spotřebiče.

Konečné shrnutí

Funkční zařízení k dochlazení kotle v případě havárie musí mít všechny ručně přikládané kotle a lokální topidla s teplovodním výměníkem na pevná paliva, napojené na uzavřenou otopnou soustavu. Naopak nemusí jím být vybaven jakýkoliv kotel automatický. Zde ovšem pozor. Pokud je kotel výrobcem definován jako automatický, ale je v něm možné topit i s ručním přikládáním paliva, byť by to bylo jen doplňkově, musí být tento kotel funkčním dochlazováním vybaven také.

Důležitý je také fakt, že dochlazování musí být funkční. Za to nezodpovídá jenom výrobce, který musí zdroj tepla tímto zařízením vybavit. Ale také instalatér, který zařízení napojí podle pokynů výrobce, tedy tak, že je funkční. A samozřejmě také provozovatel zdroje, který zařízení provozuje v souladu s pokyny výrobce.