Praktické zkušenosti s napojením kotelen s plynovými kondenzačními kotli na komíny

autor: tzb-info

Své patnáctileté zkušenosti s napojováním plynových kondenzačních kotlů na komíny stručně shrnul do přednášky Ing. Jan Soukup ze společnosti Brilon a.s.

  • Výhodou je, že spaliny jsou v poměrně velkém přetlaku, a tak je lze vést malou světlostí spalinové cesty na velkou vzdálenost.
  • Kondenzační kotel je schopen si sám nasávat spalovací vzduch
  • Spaliny jsou poměrně studené, za lze použít plasty, běžně s maximální provozní teplotou do 120 °C
  • Nevýhodou je nutnost zajistit odvod kondenzátu

Dále jsou v přednášce uváděny konkrétní a praktické příklady realizací s upozorněním, jak byly využity výše zmíněné výhody a řešena nevýhoda. Je nutné řešit emise hluku, zásadně v blízkosti obytných prostorů.

Pozornost je věnována i ukázkám nesprávného řešení komínové hlavice, kde nevznikají problémy jen použitím plastů, které nejsou odolné UV záření, ale kdy nesprávné provedení má negativní vliv na funkci kotle.

Pro realizaci nového odvodu spalin lze doporučit systémy, které primárně již svou konstrukci zabraňují vzniku montážních chyb.

K návrhu spalinové cesty lze při znalosti problematiky využít i bezplatně stažitelný software KESA Aladin. Bez ohledu na způsob výpočtu je nutné upozornit na skutečnost, že některé plynové kotle již mají na výstupu spalin integrovánu zpětnou klapku zabraňující zpětnému proudění spalin do kotle. Často se při návrhu spalinové cesty stává, že si projektant tuto skutečnost neověří, někdy o ní ani neví, a tak tam pro jistotu zpětnou klapku navrhne. Ventilátor kotle pak musí zbytečně přemáhat odpor dvou klapek, zvýší se spotřeba elektrické energie, zkrátí se životnost kotle.

Projektování a používání komínových systémů

V kominické veřejnosti jsme zaznamenali několik případů požárů v souvislosti s nesprávným použitím komínového systému-zejména v interiéru stavby.

Žádáme proto projektanty,revizní techniky spalinových cest i kominíky,aby tomuto problému věnovali dostatečnou pozornost a dobře si přečetli montážní návody k systému včetně prohlášení o vlastnostech než nějaký systém navrhnou.

Jako příklad pro pochopení uvádíme výňatky z materiálů Roka-Ráža:

Montáž třívrstvého komínu RS 3600 v interiéru
Pro odvod spalin od pevných paliv s umístěním v interiéru je vhodný pouze systém RS 3600. Je nutné dodržet odstupové vzdálenosti od hořlavých konstrukcí, deklarované v prohlášení o vlastnostech (provětrávaná šachta). V případě prostupu třívrstvého kouřovodu RS 3600 hořlavou konstrukcí bez provětrávání je nutné prostup opatřit typovým prostupem s požární odolností. V prostupu nesmí být umístěny žádné kotvící a vynášecí prvky. V případě prostupu svislého kouřovodu a komínu RS 3600 hořlavou konstrukcí musí být pod prostupem minimálně 500mm výšky provedeno v třívrstvém provedení. Kotvící a vynášecí prvky musí být vzdáleny nejméně 150mm od prostupu hořlavou stěnou.

PROVOZNÍ PODMÍNKY komínů na tuhá paliva

Maximální přípustný nános suchých prašných sazí na vnitřním povrchu komínů a kouřovodů je 4 mm. Dehtové saze jsou nepřípustné. K jejich tvorbě dochází zejména nedokonalým spalováním. Nedokonalé spalování je způsobeno např. použitím jiného druhu paliva, než je předepsáno výrobcem spotřebiče paliv, vlhkým palivem, nedostatečným přívodem spalovacího vzduchu, uzavíráním popelníku místo komínové klapky, předimenzovaným výkonem spotřebiče paliv apod..
Teplota spalin nesmí klesat pod 80°C, teplota vody ve spotřebiči paliv musí být vyšší než 60°C. Při každém vyčištění komína musí být vybrány spadané saze. K čištění se používá pouze čistící nástroj potřebného průměru vyrobený z nerezového nebo nekovového materiálu, aby nedocházelo třením černého materiálu k přenosu částic do nerezového materiálu a následné korozi. Čištění se provádí dle „TPK 03-01 Čištění spalinových cest“.
Dodržením provozních podmínek spotřebiče je potřeba zabránit působení přímého plamene na komínový průduch (např. správným přikládáním paliva, výrobce spotřebiče uvádí maximální hmotnost paliva na jedno naložení).

Teplotní třídy uváděné dle ČSN 1143 v prohlášeních o vlastnostech(POV) výrobců komínových systémů vyjadřují maximální provozní teplotu spalin, nutno při topení dodržet. Zde vzniká problém uživatelů, že přikládají více paliva než udává výrobce ve vztahu k výkonu spotřebiče. Tady je na místě si uvědomit a připomínat to uživatelům, že de facto 3 polínka (3 kg ) je cca 10-12 kW výkonu. Při správném nakládání topenišť suchým palivem nedochází u běžných spotřebičů k překročení provozní teploty spalin.

Z toho vyplývá, že povrchová teplota pláště například  třísložkového komína ve volném prostoru nepřekročí kritických 100° C.

Maximální teplota povrchu třísložkového komína nemá překročit 85°C, ale tato teplota je myšlena při odvětrávaném povrchu pláště, tj. ta vzdálenost hořlavých konstrukcí 50 -100 mm co udávají výrobci.

V případě prostupu komína stavební konstrukcí dojde k nemožnosti přímého ochlazování povrchu komína. Teplo se kumuluje ve stavební konstrukci a teplota se zvyšuje až na 250°C i více.

V případě, že bude hořlavý stavební materiál v kontaktu s pláštěm komína, je zde riziko zahoření.

Při průchodu komínu konstrukcemi (např. stropy či střechami) by odstup od hořlavých částí měl být v případě provětrávaného prostupu minimálně 50 mm.

V případě, že prostup není provětráván, ale je izolován izolačním materiálem, musí být odstup od hořlavých částí dodržen minimálně 200 mm. (polovina mocnosti konstrukce).

 

Přístup spalovacího vzduchu-CIKO

Výhodné varianty zajištění přívodu spalovacího vzduchu komínem.

 

Přívod vzduchu komínem

Praktické výhody soustředného řešení přívodu spalovacího vzduchu v rámci komínového tělesa jsou evidentní, což potvrzuje i výrazný nárůst poptávky po tomto řešení u výrobce komínových systémů CIKO. Tento detail je při realizi komína velmi důležitý, proto přichází CIKO s rozšířením možností dopojení – BOKEM i SPODEM.

Vpravo NOVÁ varianta napojení komína na kamna spodem

Propojení komína a spotřebiče z boku

Z estetického i praktického hlediska je u této varianty důležité správné umístění vývodu vzduchu z komína ve vztahu k umístění hrdla externího přívodu vzduchu na spotřebiči, tedy co nejblíže spotřebiči a pokud možno ve výšce sacího hrdla. Pro vlastní napojení na komínové těleso je praktické použít adaptér přívodu vzduchu, umožňujícího vytvoření rozebíratelného spoje na komínovém plášti při zachování požadované těsnosti detailu.

Propojení komína a spotřebiče spodem

Tato nová varianta řešení reaguje na rozrůstající se sortiment kamen se spodním napojením, kdy je propojení komína a spotřebiče potřeba schovat do skladby podlahy. Vlastní propojení je většinou krátké a nevznikají zde tak komplikace vlivem křížení s jinými technologie a zároveň je celé řešení velmi elegantní a nákladově nenáročné.

 

Typy komínových systémů

Řešení přívodu vzduchu komínem pro spotřebiče na pevná paliva umožňují 2 komínové systémy firmy CIKO, které přivádí vzduch kanály mezi komínovým pláštěm a tepelnou izolací komínové vložky. Tyto systémy se navzájem liší především materiálem použité komínové vložky:

 

Více informací ZDE

Hlavní úskalí při instalaci kondenzačních kotlů

zdroj: asb portál

Hlavní úskalí při instalaci kondenzačních kotlů

Kondenzační kotle jsou dnes nejúspornější alternativou při vytápění zemním plynem. Abychom při jejich provozu získali maximum energie, je třeba dbát několika důležitých pravidel.

 

Důvodem, proč stále řada zákazníků preferuje klasický konvenční kotel před kondenzačním, je nižší pořizovací cena. Neuvědomují si však, že se jedná o úsporu jednorázovou. Pořízení kondenzačního kotle je sice nákladnější, avšak provozní náklady jsou nižší. Konvenční kotel spotřebuje nejen více paliva, ale také vyprodukuje více spalin s vyšším obsahem škodlivin, proto je větší ekologickou zátěží pro životní prostředí.

Nesmíme rovněž zapomínat, že do roku 2022 musejí všechny české domácnosti vyměnit kotle na tuhá paliva za variantu s nižšími emisemi. Je na specialistovi, aby zákazníkovi, který se rozhoduje, jaký typ vytápěcího kotle si pořídí, ozřejmil všechny tyto aspekty. Pro volbu kondenzačního kotle mluví i další argumenty. V kotli spalujeme uhlovodíková paliva, hlavně zemní plyn. Vodík v palivu shoří na vodu, která odchází ve spalinách jako vodní pára. Konvenční kotle neochladí spaliny na teplotu pod rosným bodem, vodní pára s vysokým obsahem energie tak uniká bez využití komínem. V kondenzačním kotli naopak ochlazením spalin vodní pára zkondenzuje a odevzdá kondenzační teplo. Je to opačný proces než při přeměně vody na páru vařením, skupenské teplo přeměny je však stejné. Při stovkách litrů kondenzátu za rok v kotelně rodinného domu to dává konkrétní představu o množství tepla „zachráněného“ kondenzačním kotlem.

Úspora vůči konvenčnímu kotli:

  • teplo získané kondenzací: až 11 %
  • snížením teploty spalin: dalších 7 %
  • teoretická úspora paliva: 18 % (v praxi okolo 15 %)
  • při náhradě starého kotle s nízkou účinností: úspora do 30 až 40 %

Kondenzační kotel a spolupracující systémy

Kondenzaci a tedy účinnost kotle můžeme ještě zlepšit některými opatřeními. Pokud zabezpečíme ve spolupráci s vytápěcím systémem co nejnižší teplotu otopné a vratné vody, zařízení získá ze spalin maximum vody. V souvislosti s tím doporučujeme vyhnout se klasickým otopným tělesům – potřebují vyšší teplotu, tedy i více paliva. Pokud je přesto zvolíme, je efektivnější předimenzovat jejich výhřevnou plochu, aby jim stačila nižší teplota otopné vody.

Pro úsporný provoz jsou ideální nízkoteplotní systémy – podlahové či stěnové vytápění, které výrazně snižují teplotu kondenzačního kotle. Samozřejmě je žádoucí i zateplení domu, neboť snižuje potřebnou teplotu otopné vody i při stávajícím vytápěcím systému.

K úspornému provozu přispěje rovněž ohřev pitné vody v kondenzačních kotlích s vrstveným zásobníkem vody. Voda se v tomto případě neohřívá přímo v klasickém ohřívači s vinutým trubkovým registrem při vysoké teplotě a provozu kotle bez kondenzace, ale  s využitím deskového výměníku tepla umístěném v samotném kotli. Nabíjecí čerpadlo odebírá nejchladnější vodu z nejnižšího místa zásobníku, dosahuje se tak optimálního vychlazení vratné vody do kotle a dochází ke kondenzaci během ohřevu celého objemu nádrže. Současně je ohřátá voda vedena do zásobníku shora, tvoří vrstvu teplé vody s ostrým rozhraním použitelnou již během chvíle po zahájení ohřevu (obr. 1).

Obr. 1 Voda se v tomto případě ohřívá s využitím deskového výměníku tepla umístěném v samotném kotli. Nabíjecí čerpadlo odebírá nejchladnější vodu z nejnižšího místa zásobníku, dosahuje se tak optimálního vychlazení vratné vody do kotle a dochází ke kondenzaci během ohřevu celého objemu nádrže. Současně je ohřátá voda vedena do zásobníku shora, tvoří vrstvu teplé vody s ostrým rozhraním použitelnou již během chvíle po zahájení ohřevu.

Obr. 1 Voda se v tomto případě ohřívá s využitím deskového výměníku tepla umístěném v samotném kotli. Nabíjecí čerpadlo odebírá nejchladnější vodu z nejnižšího místa zásobníku, dosahuje se tak optimálního vychlazení vratné vody do kotle a dochází ke kondenzaci během ohřevu celého objemu nádrže. Současně je ohřátá voda vedena do zásobníku shora, tvoří vrstvu teplé vody s ostrým rozhraním použitelnou již během chvíle po zahájení ohřevu.

 

Pohled pod povrch

Kondenzační kotel se od klasického konvenčního zvenku ničím neodlišuje, ale při pohledu pod povrch najdeme mnoho rozdílů. Kondenzační kotel má vždy odvod kondenzátu přes sifon bránící úniku spalin do okolí. Spálením 1 m³ zemního plynu vznikne teoreticky až 1,6 l kondenzátu, který se musí odvést do kanalizace.

Kondenzát je středně silná kyselina – v rodinných domech se nemusí kondenzát neutralizovat, neboť to udělají zásadité odpadové vody s obsahem mýdla a saponátů. V praxi se setkáme i s nesprávným odvodem kondenzátu. Stává se to při jednoduchém připojení hadice na kondenzát z kotle do odpadu. Při ucpání anebo zamrznutí odpadu pak kondenzát stoupá do kotle a způsobí jeho poruchu. Pokud k ucpání skutečně dojde, do kotle se pak mohou vytlačovat odpadní vody z kanalizace, proto je důležité, aby se odvod kondenzátu řešil se sifonem s nálevkou i ze strany kanalizace (obr. 2). Podle protékajícího proudu kondenzátu umíme posoudit intenzitu kondenzace a odhalit nesprávné nastavení či poruchu. Odtékající kondenzát představuje zachráněné teplo ze spalin.

Obr. 2 Je důležité, aby se odvod kondenzátu řešil se sifonem s nálevkou i ze strany kanalizace.

Obr. 2 Je důležité, aby se odvod kondenzátu řešil se sifonem s nálevkou i ze strany kanalizace.

Pokud v kotelně není odpad do kanalizace, rozhodně není řešením ruční vynášení kondenzátu – je to značné množství vody. V tomto případě pomůže čerpadlo na kondenzát s automatickým spínáním plovákovým systémem. Zařízení má i bezpečnostní spínač, při poruše a přeplnění nádoby vypne kotel.

Součástí kondenzačního kotle je vždy ventilátor, který slouží nejen k přípravě směsi vzduchu s plynem, ale také k překonání odporu spalovací komory a komína. Kondenzát ve spalovací komoře stéká shora dolů, proto je vhodné umístit hořák v horní části spalovací komory, i když se zdá nelogické, že spaliny proudí shora dolů. Teplota spalin je nízká, běžně do 50 °C a vyvolává tak jen slabý tah komínu. Spaliny z kondenzačního kotle chladnou a kondenzují i dále v komíně, proto v tomto případě nelze použít klasický vyvložkovaný komín. Nízká teplota spalin však umožňuje použít plastové potrubí ze stabilizovaného polypropylenu, který je odolný do teploty 120 °C i vůči agresivnímu kondenzátu. Změnou otáček ventilátoru lze měnit výkon kotle v rozsahu 25–100 %, změnou průtoku se mění i průtok plynu při zachování minimálních emisí škodlivin.

Odvod spalin a přívod spalovacího vzduchu

Důležité je optimálně vyřešit odvod spalin a přívod spalovacího vzduchu. Kotel s tlakovým ventilátorem spalovacího vzduchu umožňuje použít koncentrické potrubí k odvodu spalin a přívodu spalovacího vzduchu. Nesnižuje se tím teplota místnosti, jelikož není ochlazovaná čerstvým vzduchem na spalování. Navíc nám umožňuje získat další teplo ze spalin ohřevem nasávaného vzduchu po celé délce spalinovodu a zvýšit tak účinnost kotle.

Ideální je vedení spalinovodu šikmou střechou (obr. 3a), neboť se jedná o jednoduchý a nenákladný způsob, bez stavebních konstrukcí. Prvky k prostupu střechou, (ne však samotný spalinovod), mají v nabídce i dodavatelé střešních krytin.

Při vedení spalinovodu plochou střechou (obr. 3b) počítejte s instalačním otvorem už při vlastní stavbě střechy. Je třeba si dát pozor na zatékání – hrdlo na zasunutí spalinové trubky se musí dokonale utěsnit.

Obr. 3a) Ideální je vedení spalinovodu šikmou střechou, neboť se jedná o jednoduchý a nenákladný způsob, bez stavebních konstrukcí. b) Při vedení spalinovodu plochou střechou počítejte s instalačním otvorem už při vlastní stavbě střechy. Je třeba si dát pozor na zatékání – hrdlo na zasunutí spalinové trubky se musí dokonale utěsnit. c) Odvod spalinovodu  na fasádu.

Obr. 3a) Ideální je vedení spalinovodu šikmou střechou, neboť se jedná o jednoduchý a nenákladný způsob, bez stavebních konstrukcí.
b) Při vedení spalinovodu plochou střechou počítejte s instalačním otvorem už při vlastní stavbě střechy. Je třeba si dát pozor na zatékání – hrdlo na zasunutí spalinové trubky se musí dokonale utěsnit.
c) Odvod spalinovodu  na fasádu.

Délku vyústění nad střechu je třeba volit podle lokalit a množství sněhu. Krátké vyústění zamrzlé a zapadané sněhem může způsobit mnoho starostí.
Při rekonstrukci stavby lze využít stávající komín i pro přívod spalovacího vzduchu, pokud není vevnitř znečištěný zplodinami nedokonalého spalování z minulosti. V opačném případě se dá i do takovéto šachty instalovat koncentrické potrubí anebo nasávat vzduch z prostoru kotelny vybavené neuzavíratelným přívodem vzduchu. Ústí komína je třeba uzavřít krytem na odvod spalin a nasávání vzduchu do šachty. Na výstupní otvor neumisťujte žádné stříšky, mohlo by hrozit jejich namrzání a ucpání ústí komínu.

Někdy může být překvapujícím zjištěním, že vaše komínová šachta je zalomená (obr. 4). Nejprve si tedy případné zalomení komínu ověřte, až poté nakupujte materiál. Při instalaci do zalomené šachty se musí použít flexibilní trubka, zásadně nedoporučujeme používat různé náhradní hadice, které nejsou schváleny jako spalinovod pro kondenzační kotle. Použití neschválených a nevhodných komponent představuje riziko proděravění účinkem teploty či agresivního kondenzátu anebo dokonce riziko požáru.

Obr. 4 Při instalaci do zalomené šachty se musí použít flexibilní trubka, zásadně nedoporučujeme používat různé náhradní hadice, které nejsou schváleny jako spalinovod pro kondenzační kotle.

Obr. 4 Při instalaci do zalomené šachty se musí použít flexibilní trubka, zásadně nedoporučujeme používat různé náhradní hadice, které nejsou schváleny jako spalinovod pro kondenzační kotle.

Obr. 5 a) Jednoduchý komín s jedním průduchem neumožňuje přívod spalovacího vzduchu. Kotel je tehdy závislý na vzduchu z místnosti a ochlazuje místnost studeným vzduchem přiváděným zvenku. b) Další možností, jak neochlazovat místnost vnějším vzduchem, je připojit na kotel samostatné potrubí k nasávání vzduchu.

Obr. 5 a) Jednoduchý komín s jedním průduchem neumožňuje přívod spalovacího vzduchu. Kotel je tehdy závislý na vzduchu z místnosti a ochlazuje místnost studeným vzduchem přiváděným zvenku.
b) Další možností, jak neochlazovat místnost vnějším vzduchem, je připojit na kotel samostatné potrubí k nasávání vzduchu.

Pokud zvolíme k odvodu spalin keramický komín, musí být odolný vůči kondenzátu. Ne všechny typy jsou vhodné, i když jsou značkové a drahé, je rozumné ověřit si to ještě před postavením komínu. Jednoduchý komín s jedním průduchem neumožňuje přívod spalovacího vzduchu. Kotel je tehdy závislý na vzduchu z místnosti a ochlazuje místnost studeným vzduchem přiváděným zvenku (obr. 5a). Komín sloužící k odvodu spalin a přívodu spalovacího vzduchu má koncentrický průřez nebo kanály umístěné vedle sebe. Další možností, jak neochlazovat místnost vnějším vzduchem, je připojit na kotel samostatné potrubí k nasávání vzduchu (obr. 5b). V tomto případě se však nevyužívá ohřev vzduchu spalinami a účinnost kotle je tak nižší. Při odvodu spalin po fasádě nepoužívejte jednoduché plastové potrubí. Není odolné vůči povětrnostním vlivům, UV záření či větru. Komín se může po čase rozpadat a kondenzát v něm při chybějící tepelné izolaci může zamrzat. Vnější potrubí se vyrábí z nerezové oceli, vzduchová mezera vytváří izolaci pro vnitřní plastovou trubku.

Řešení komínu je vhodné předem konzultovat s místním kominíkem, který doporučí vhodný typ systému odvodu spalin. Výrobci kondenzačních kotlů nabízejí celou škálu vhodných typů schválených systémových odkouření, popřípadě kombinovaných vzduchovodů se spalinovody, které jsou pro příslušný typ kotle i přesně stanoveny jak z hlediska dimenze, tak z hlediska celkové ekvivalentní délky.

Pohodlná regulace

Při instalaci kondenzačního kotle hraje velmi důležitou úlohu regulace systému, která zabezpečí komfort bydlení i úsporu paliva. Nedoporučujeme zachraňovat staré regulátory, ztratíte tak výhody moderních kotlů. Jednoduchý pokojový termostat je absolutně nevhodný, kondenzační kotel není žehlička regulovaná systémem „zapni-vypni“. Moderní kondenzační kotle mají vlastní mikroprocesorové regulace a vyžadují adekvátní řídicí systém vytápění. Modulují výkon podle potřeby tepla – snižováním výkonu narůstá účinnost kotle a úspora paliva. Optimální regulace výkonu probíhá podle vnější teploty jako tzv. ekvitermická regulace, proto potřebujeme vnější snímač. Velmi výhodné jsou i úsporné časové programy na vytápění a ohřev vody, při jejichž využívání nemusíte vytápět a ohřívat vodu v čase, kdy to nepotřebujete (obr. 6).

Obr. 6 Moderní kondenzační kotle mají vlastní mikroprocesorové regulace a vyžadují adekvátní řídicí systém vytápění.

Obr. 6 Moderní kondenzační kotle mají vlastní mikroprocesorové regulace a vyžadují adekvátní řídicí systém vytápění.