Automatické kotle Benekov - Společné požadavky na instalaci a provoz (II)

Požadavky na otopný systém

Otopný systém musí být napuštěn vodou, která splňuje požadavky ČSN 07 7401 a zejména její tvrdost nesmí přesáhnout požadované parametry.

Optimální podmínky pro provoz jsou při uzavřené soustavě, osazené tlakovou expanzní nádobou s membránou. Otopnou soustavu je nutno důkladně propláchnout, aby došlo k vyplavení všech nečistot. Voda z kotle a otopného systému se nesmí odebírat k použití.

Pokud je otopný systém připojen pevným potrubím na zdroj pitné vody pro doplňování vody do systému, musí být připojení provedeno přes speciální oddělovací armaturu (zde nepostačuje zpětný ventil). Nesmí dojít ke znečištění vody zpětným únikem ze systému ÚV. Doplňovat vodu je možno pouze do vychlazeného kotle. V otopném systému musí být v nejnižším místě, a co nejblíže kotle, umístěn vypouštěcí kohout.

TECHNICKÉ PODKLADY k instalacím automatických kotlů na pevná paliva a biomasu BENEKOV.
Příklady doporučených zapojení - hydraulická schémata.

Automatické kotle Benekov – Úspora není jen v nákladech na palivo (I)

Odvod spalin

Na odvod spalin jsou u všech automatických kotlů na tuhá paliva kladeny mimořádné požadavky. Na rozdíl od kotlů na tuhá paliva s ručním přikládáním zde dochází k mnohem častějšímu cyklování. Při startu kotle do vychlazeného komína dochází ke tvorbě kondenzátu a jeho stékání po stěnách komína. Také při krátké době chodu kotle se komín nestačí prohřát. V případě provozu kotle na snížený výkon je popsaný stav ještě výraznější.

Připojení kotle na odtah spalin je nutno provést jako podtlakové. Minimální hodnoty komínového tahu jsou uvedené v Návodech k obsluze jednotlivých kotlů. Spalinová cesta musí být těsná, v tzv. mokrém provedení pro kondenzační provoz. Materiál určuje ČSN 73 4201. Předepsaným materiálem je zde nerezová ocel dle ČSN EN 10088-1, materiál 1.4404, minimální tl. 0,8 mm, nebo materiál 1.4432 minimální tl. 1,0 mm. Zanedbáním výše uvedeného dochází dříve nebo později k poškození komínového tělesa.

Dimenzování komína je zapotřebí provést dle místních podmínek s ohledem na výkon kotle, výšku a způsob vyústění komína, nadmořskou výšku objektu. Do kotelny musí být zajištěn přívod vzduchu. Dimenzování spalinové cesty se provádí na minimální předepsaný tah, uvedený v tabulce u každého kotle. V praxi pak často dochází, zejména u vyšších komínů a v období velkých mrazů, k výraznému navýšení tahu komína. Uvedená skutečnost má za následek změnu spalovacích poměrů v topeništi, kterým pak prochází větší množství vzduchu, než je potřebné pro spalování. Tímto dochází ke snížení účinnosti kotle, poněvadž se přebytečný vzduch pouze ohřívá a následně odchází do komína. Řešením je instalace regulátoru tahu.

Regulátor tahu se montuje na kouřovod, případně do komína, vždy však v místnosti kotelny. Regulátor tahu se seřizuje pomocí tahoměru na hodnotu o 3 – 4 Pa vyšší, než je předepsaný tah komína (provádí obvykle kominík). Při překročení tahu se postupně otevírá klapka regulátoru a tímto se připouští do komína přídavný vzduch. Následkem toho se tah v komínu sníží. Regulátor pracuje spojitě, bez potřeby další energie.

Regulátor tahu je doporučeným příslušenstvím, není přímo předepsán. V případě výrazných změn tahových poměrů v komínovém tělese, kdy by mohlo v extrémním případě docházet až k odtržení plamene, je montáž regulátoru tahu spolehlivým a doporučeným řešením. U automatických kotlů na pelety doporučujeme použít regulátor tahu pro každou instalaci.

V případě, že komín není proveden z nerezové oceli, pomáhá instalace regulátoru tahu k ochraně horní části komínového tělesa. V přestávkách mezi vytápěním je regulátorem tahu přiváděn do zahřátého komínu vzduch, který v dolní části komínu ohřeje a pomáhá vysušovat horní část, tím zabraňuje jeho provlhčení.

V případě připojení více spotřebičů na jeden komínový průduch v různých místnostech nesmí být regulátor tahu použitý. Před uvedením kotle do provozu musí být vystavena revizní zpráva spalinových cest. Revizi spalinové cesty provádí odborně způsobilá osoba, která je držitelem živnostenského oprávnění v oboru kominictví, a která je zároveň revizním technikem. Kontrola se provádí každoročně.

Připojení k elektrické síti

U většiny kotlů je nutné připojení na síť nízkého napětí 1PEN, 230 V / 50 Hz, TN-S. Jen kotel BENEKOV S je připojen na síť nízkého napětí 3PEN, 3 x 400 /230 V, 50 Hz, TN-S. Kotel se připojuje k el. síti pevně připojeným pohyblivým přívodem, ukončeným normalizovanou vidlicí (zástrčkou). Ochrana proti úrazu elektrickým proudem musí být zabezpečena dle platných ČSN EN (jejich soupis viz. Návod k obsluze kotle).

Instalace kotle vzhledem k požárním předpisům

Při instalaci a užívání kotle musí být dodrženy všechny požadavky ČSN 06 1008.

1. Umístění na podlaze z hořlavého materiálu

• kotel postavit na nehořlavou, tepelně izolující podložku přesahující půdorys kotle na stranách o 20 mm.

2. Bezpečná vzdálenost od hořlavých hmot:

• při instalaci i při provozu kotle je nutno dodržovat bezpečnou vzdálenost 200 mm od hořlavých hmot stupně hořlavosti A1, A2, B a C (D);
• pro lehce hořlavé hmoty stupně hořlavosti E (F), které rychle hoří samy i po odstranění zdroje zapálení (např. papír, lepenka, kartón, asfaltové a dehtové lepenky, dřevo a dřevovláknité desky, plastické hmoty, podlahové krytiny) se bezpečná vzdálenost zdvojnásobuje, tzn. na 400 mm;
• bezpečnost vzdálenost je nutné zdvojnásobit také v případě, kdy třída reakce na oheň není prokázána.

Tabulka stavebních hmot podle třídy reakce na oheň

Pojistné ventily

Na výstupní straně kotle musí být osazen pojistný ventil (mimo případ, kdy je pojistné potrubí zavedeno do otevřené expanzní nádrže). Pojistný ventil je zde zabezpečovacím zařízením dle ČSN 06 0830. Maximální vzdálenost umístění pojistného ventilu od kotle je nejvýše 20 x DN výstupního potrubí od hrdla napojení na kotel, tzv. pojistné místo. Mezi kotlem a pojistným ventilem nesmí být osazena uzavírací armatura. Pojistný ventil musí být schválen autorizovanou osobou (zkušebnou).

U všech předmětných kotlů prakticky vyhovuje pojistný ventil 250 kPa.

Pojistným ventilem musí být rovněž opatřena akumulační nádrž a zásobníkový ohřívač TV, pokud jsou instalovány. U zásobníkového ohřívače TV bývá pojistný ventil obvykle součástí dodávky od výrobce zásobníkového ohřívače jako kombinovaný pojistný a zpětný ventil.

Expanzní nádoby

Expanzní nádoba pro otopný systém a akumulační nádrž

Doporučuje se používat tlakové expanzní nádoby s membránou, kde nedochází ke styku teplonosného média (vody) s okolním vzduchem. Dimenzování nádrže se provádí dle hydraulické výšky, vytápěcí teploty a objemu vody v systému.

Expanzní nádoba tvoří v systému ÚV tzv. nulový bod, proto má být vždy připojena na straně sání oběhového čerpadla. V opačném případě oběhové čerpadlo svou výtlačnou výškou snižuje tlak v systému.

Expanzní nádoba musí být chráněna pojistným ventilem s otevíracím přetlakem rovným maximálně konstrukčnímu tlaku expanzní nádoby a na úseku od napojení expanzní nádoby do systému k pojistnému ventilu nesmí být osazena uzavírací armatura. Pro potřeby kontroly a nastavení tlaku v nádobě se osazuje uzavírací armatura před expanzní nádobou. Za uzavírací armaturou (směrem k expanzní nádobě) již není žádný zdroj tlaku. Uzavírací armatura je na straně nádoby osazena výpustným kohoutem.

Pro aplikaci v běžných rodinných domcích, kde není nainstalována akumulační nádrž, dostačuje s rezervou expanzní nádoba o objemu 25 – 30 litrů. Přetlak plynu v nádobě má být upravován každoročně, v praxi to není vždy dodržováno. Proto při větším objemu nádoby jsou na delší dobu pokryty drobné úniky vody při odvzdušňování aj. Přetlak plynu se u všech expanzních nádob průběžně pomalu snižuje. Doporučeno je použití kvalitních nádob s membránou či vakem z materiálu polybutylen, který má výrazně nižší difúzi molekul vzduchu do vody oproti běžnému materiálu EPDM.

Dimenzování expanzní nádoby není předmětem této dokumentace a je předmětem projektu topení.

V případě akumulační nádrže je nutno uvažovat s objemem expanzních nádob 43 litrů na každých 500 litrů jejího objemu. Pokud je do nádrže zavedeno teplo ze solárních kolektorů, může její teplota dosáhnout přes 90°C, nutno objem ještě o něco zvýšit. Uvedené platí pro rodinný dům s hydrostatickou výškou otopného systému do 5m a pojistným ventilem 250 kPa. Pro hydrostatickou výšku 7 m je pak nutný objem expanzních nádob 49 litrů na 500 litrů objemu akumulační nádrže. Do uvedených objemů je nutno započíst také kotel a systém ÚV.

Každou akumulační nádrž je nutno osadit pojistným ventilem, dimenzovaným na pojistný tlak a výkon. Akumulační nádrž je vhodné doplnit samostatnou expanzní nádobou.

Minimální tlak vody v systému ÚV a plnicí tlak expanzní nádoby na straně plynu se nastavuje podle hydrostatického tlaku v systému, respektive podle jeho výšky. Minimální přetlak plynu v prázdné expanzní nádobě volíme o 0,03 MPa vyšší, jako je hydrostatický tlak v systému. Minimální tlak vody v systému ÚV volíme minimálně o 0,06 MPa (6 m vodního sloupce) vyšší, než je hydrostatický tlak v systému. Pokud nám to velikost expanzní nádoby umožňuje, volíme minimální tlak vody v systému přiměřeně vyšší, snižují se tím nároky na četnost kontrol stavu vody a tlaku v expanzní nádrži a doplňování do systému.

Dimenzování expanzní nádoby je předmětem projektu topení.

Expanzní nádoba pro zásobníkový ohřívač TV

Pro ohřev TV v zásobníkovém ohřívači je vhodné osadit na přívodní stranu expanzí nádobu. Tato slouží pro odstranění úkapů vody pojistným ventilem vlivem její roztažnosti při ohřevu. Pro nejběžnější aplikace, kdy je osazen pojistný ventil s otevíracím přetlakem 0,6 MPa, tlak ve vodovodním řádu je pod 0,3 MPa, postačuje objem expanzní nádoby 5 litrů / 100 litrů objemu ohřívače. Plnicí tlak na straně plynu 0,3 MPa.

Zařízení pro odvod přebytečného tepla

Vzhledem k tomu, že vybrané modely našich automatických kotlů umožňují v nouzovém režimu provoz s ručním přikládáním kusového dřeva, mohlo by dojít k situaci, že je kotel naplněn palivem a není z něj odebíráno teplo (výpadek el. proudu, porucha čerpadla aj.). Následně by mohlo dojít k přetopení kotle, které může vyústit až k havárii. Tomuto stavu je nutno zabránit.

Řešením je dvoucestný bezpečnostní ventil DBV 1-02, který slouží k odvádění přebytečného tepla v případě, že dojde k překročení teploty vody v kotli přes 95°C. Zařízení je připojeno na zdroj tlakové studené vody z vodovodního řádu. Na přívodu chladicí vody musí být namontován filtr pro zachycení mechanických nečistot.

V případě přehřátí kotle se současně otevírá vypouštěcí ventil, to znamená, že do kotle proudí studená voda a zároveň se odpouští horká voda z kotle. Při poklesu teploty pod limitní hodnotu se současně uzavře vypouštěcí a dopouštěcí ventil. Chladící voda se mísí s vodou v systému ÚV. V případě otevření dvoucestného bezpečnostního zařízení, kdy může dojít k dopuštění vody, která neodpovídá ČSN 07 7401, je nutno upravit vodu v systému tak, aby této normě opět odpovídala. Minimální tlak vody ve vodovodním řádu musí být vždy větší, než je hodnota odstřiku pojistného ventilu na kotli.

Toto zařízení pro odvod přebytečného tepla je zařízením havarijním, které je závislé na zdroji studené tlakové vody z vodovodního řádu. Kotelna musí být opatřena odpadem, odvod vody z havarijního zařízení musí být proveden tak, aby nemohlo dojít k opaření.

Potrubí a armatury

Ve schématech nejsou uvedeny dimenze potrubí.
Pro kotle s výkonem 15 kW je doporučena dimenze potrubí a armatur DN 20.
Pro kotle s výkonem 20 kW je doporučena dimenze potrubí a armatur DN 25.
Pro kotle s výkonem 45 – 50 kW je doporučena dimenze potrubí a armatur DN 32 až DN 40.
U kotlů s výkonem 99 kW doporučujeme vyvedení výkonu v dimenzi DN 50.

Oběhová čerpadla

Oběhové čerpadlo v primárním okruhu kotle a okruhu ohřevu zásobníku TV volíme běžné, neřízené např. Grundfos UPS řady 100.

Ve směšovacích topných okruzích jsou instalována elektronicky řízená čerpadla např. Grundfos ALPHA 2, která již vyhovují požadavkům evropské normy EuP.

V případě, že jsou v systému osazeny termostatické ventily, je použití elektronicky řízených čerpadel nezbytné.