Pripojenie plynového kotla k otvorenému systému cez doskový výmenník tepla

1462 Views 2 Liked
Posted on: 18.12.2024
 

✅ Pripojenie plynového kotla pracujúceho v uzavretom systéme k otvorenému systému cez doskový výmenník tepla

Ako prebieha pripojenie plynového alebo kondenzačného kotla, ktorý by mal podľa známych pravidiel pracovať v uzavretom systéme, k otvorenej inštalácii – prostredníctvom doskového výmenníka tepla. Rozoberáme všetky technické a praktické aspekty s tým spojené – vrátane toho, ako vybrať výmenník pre kondenzačný kotol, na čo si dať pozor pri jeho pripojení, a prinášame základné informácie o prepojení otvoreného a uzavretého systému v rámci jedného systému centrálneho vykurovania.

▶️ Upozorňujeme, že v článku používame termíny „plynový kotol“ a „plynová pec“, aj keď odborné pomenovanie by malo byť len to prvé. V bežnej reči sa však rovnako často používa nesprávny termín „plynová pec“.

Plynové kotly sú určené pre uzavretý systém

Plynové kotly ako moderné zariadenia vybavené teplotnými senzormi sú pomerne citlivé v porovnaní so starými liatinovými kotlami alebo dokonca s o niečo novšími kotlami na tuhé palivá. Plynové kotly sú preto určené na prevádzku v uzavretom systéme, aby sa zabezpečila ich ochrana a aby boli oddelené od nečistôt, ktoré sa prirodzene tvoria v otvorených systémoch. Týmto spôsobom tiež oddeľujeme plynový kotol od prístupu vzduchu, ktorý je prítomný v otvorených systémoch (otvorená expanzná nádoba) – čím sa obmedzuje korozívny účinok a spomaľuje proces tvorby kotlového kameňa, hlavného nepriateľa účinných a efektívnych vykurovacích systémov.

Záruka na plynové kotly je zvyčajne podmienená prevádzkou v uzavretom systéme

Prakticky každý výrobca plynových kotlov v záručných podmienkach uvádza, že daný plynový kotol by mal byť používaný v uzavretom systéme. To znamená, že pri jeho inštalácii v otvorenom systéme prakticky strácame záruku. Neoplatí sa to robiť, najmä preto, že existujú spôsoby, ako sa tomu vyhnúť, aj keď máme domácu inštaláciu typu otvoreného systému. Nemáme na mysli prestavbu celej inštalácie na uzavretý systém (čo často vyžaduje vysoké finančné náklady a istú revolúciu v domácnosti), ale skôr možnosti prepojenia oboch systémov relatívne lacným spôsobom, a to použitím doskového výmenníka tepla pre plynový kotol.

Ďalej poskytneme viac informácií na túto tému.

Doskový výmenník tepla na pripojenie plynového kotla k otvorenému systému – niekoľko informácií

Výmenník tepla je zariadenie navrhnuté na prenos tepla z jedného média na druhé. Samozrejme, existuje mnoho typov výmenníkov tepla – napríklad výmenníkom tepla je aj špirálový výmenník v zásobníku teplej úžitkovej vody, existujú rúrkové výmenníky, výmenníky JAD atď. Na pripojenie plynového kotla k otvorenému systému sa používa doskový výmenník tepla – pretože v tomto prípade funguje najlepšie, má kompaktné rozmery a je cenovo dostupný.

Celý princíp fungovania doskového výmenníka tepla spočíva v tom, že cez neho preteká horúce médium z uzavretého okruhu, v ktorom pracuje plynový kotol, a z druhej strany studené médium z otvoreného systému, kde pracujú odoberacie zariadenia tepla – jednoducho povedané: radiátory. Tieto médiá sa vo výmenníku samozrejme nemiešajú, ale teplo z uzavretého systému sa prenáša do otvoreného systému, ktorý ho ďalej odovzdáva radiátorom. Týmto spôsobom umožňuje doskový výmenník tepla pripojenie plynového kotla k otvorenému systému, pričom samotný kotol zostáva v uzavretom systéme. Tento princíp bude podrobnejšie viditeľný na pripojenom schéme zapojenia plynového kotla k otvorenému systému pomocou výmenníka, ktorá je uvedená v ďalšej časti článku.

Doskový výmenník tepla na pripojenie plynového kotla k otvorenému systému – plynova pec

Doskový výmenník tepla – na pripojenie plynového kotla k otvorenému systému môže pracovať aj opačne, teda prenášať teplo z otvoreného systému (ak v ňom máme nejaký zdroj tepla – napríklad kotol na tuhé palivá) do uzavretého systému (ak naše radiátory alebo podlahové kúrenie pracujú práve v uzavretej inštalácii). Na obrázku doskový výmenník Ba-16-50 značky Nordic Tec – vo verzii s tepelnou izoláciou – schopný obsluhovať plynové kotly bežnej veľkosti s výkonom do 24 kW.

Ako vybrať výmenník tepla na pripojenie plynového kotla k otvorenému systému?

Je to kľúčová záležitosť – aby všetko fungovalo správne a plynový kotol pracoval ekonomicky, je nevyhnutné správne vybrať výmenník tepla, čo podľa praxe, žiaľ, nedokáže urobiť mnoho odborníkov. Výber výmenníka pre plynový kotol by mal byť založený na pomere plochy dosiek výmenníka k výkonu kotla, ktorý je vyjadrený v kW (to znamená, že ❌ výber výmenníka pre plynový kotol by nemal byť založený na porovnaní výkonu výmenníka a výkonu kotla).

Spoločnosť Nordic Tec odporúča, aby v prípade výmenníkov tepla tejto značky na každých 10 kW výkonu plynového kotla pripadalo 0,30 m² plochy dosiek, prípadne o niečo menej (0,25 m²) v prípade vykurovacích systémov v relatívne dobrej kondícii (hoci ide o zriedkavejšiu situáciu, pretože otvorené systémy CO v našej krajine sú spravidla dosť opotrebované).

✅☑️ Uvedený prepočet 0,30 m² dosiek/10 kW výkonu kotla sa vzťahuje na výmenníky tepla značky Nordic Tec. Nemusí však byť kompatibilný s výmenníkmi iných výrobcov (dosky výmenníka môžu mať rôzny stupeň profilovania, rôznu hrúbku a ich efektivita nie je vždy rovnaká).

Napríklad pre plynový kotol s výkonom približne 15 kW je potrebné zvoliť výmenník s plochou dosiek minimálne 0,45 m².

✅ Túto tému sme podrobnejšie rozoberali v nasledujúcich článkoch:

Iné aspekty výberu výmenníkov pre plynové kotly

Okrem plochy výmeny tepla je určite potrebné venovať pozornosť veľkosti pripojenia výmenníka, aby bol čo najviac kompatibilný s plynovým kotlom a inštaláciou. Zvyčajne sa treba riadiť veľkosťou pripojenia, ktoré máme na strane odbernej inštalácie, ku ktorej pripájame plynový kotol – v rodinných domoch v otvorených systémoch je to zvyčajne 1 palec alebo 1 1/4 palca (pričom „zvyčajne“ nemusí znamenať „vždy“). Na strane plynového kotla bude spravidla potrebné napríklad použiť redukciu, ale to sú skôr jednoduché záležitosti, ktoré nespôsobujú zvláštne ťažkosti.

Potrebuje výmenník pre plynový kotol tepelnú izoláciu?

Okrem toho sa oplatí premýšľať o izolácii pre výmenník tepla, ak má slúžiť práve pre plynový kotol. Plynové kotly sú zdroje tepla určené na nízkoteplotnú prevádzku – možnosť nastaviť na kotle teplotu o 1-2 stupne nižšiu už spôsobí významný rozdiel v spotrebe plynu (teda v našich účtoch za vykurovanie). Na to je však potrebný efektívny vykurovací systém bez zbytočných tepelných strát. Neizolovaný doskový výmenník tepla nainštalovaný niekde v pivnici alebo v kotolni zbytočne odovzdáva teplo ako malý radiátor. Aby toto teplo vzniklo, spaľuje sa plyn, za ktorý platíte. Náklady na izoláciu sú 100-150 PLN a v dnešných podmienkach sa investícia rýchlo vráti.

Schéma pripojenia plynového kotla k otvorenému systému s doskovým výmenníkom tepla

Samotná schéma zobrazujúca umiestnenie plynového kotla v nami popisovanom systéme by mala vyriešiť väčšinu pochybností. Upozorňujeme, že ide o zjednodušenú schému, ktorá je iba ideovým znázornením prepojenia otvoreného a uzavretého systému v rámci jedného vykurovacieho systému.

Schéma pripojenia plynového kotla k otvorenému systému s doskovým výmenníkom tepla

V centralnom bode schémy sa nachádza doskový výmenník tepla, ktorý spája obe časti systému. Dá sa povedať, že cez výmenník prebieha hranica medzi nimi – všetko, čo sa nachádza naľavo od výmenníka, patrí do uzavretej časti, v ktorej pracuje plynový kotol. Naopak, všetko, čo je napravo, patrí do otvoreného systému, kde sa nachádzajú radiátory.

Nižšie vysvetlenie jednotlivých prvkov schémy:

  1. Plynový kotol pracujúci v uzavretom systéme
  2. Obehové čerpadlá, v tomto prípade jedno na každej strane
  3. Doskový výmenník tepla zabezpečujúci prenos tepla z plynového kotla
  4. Odberná inštalácia, teda radiátory

Schéma inštalácie s plynovým kotlom a doskovým výmenníkom tepla je veľmi zjednodušená a môže byť prispôsobená podľa špecifík našej budovy a vykurovacieho systému. Môžeme napríklad dodať, že plynový kotol nemusí byť jediným zdrojom tepla – v mnohých prípadoch si majiteľ budovy chce ponechať ako záložné riešenie kotol na tuhé palivá (tzv. „smoliar“), ktorý, ako vieme, by mal pracovať v otvorenom systéme. V takejto situácii by systém vyzeral tak, ako je znázornené nižšie.

Schéma pripojenia plynového kotla a kotla na tuhé palivo pomocou výmenníka tepla

Schéma pripojenia plynového kotla a kotla na tuhé palivo s kľúčovou úlohou výmenníka tepla by vyzerala nasledovne. V zásade je potrebné si uvedomiť, že ideová schéma by mohla byť podobná vo viacerých prípadoch. Namiesto plynového kotla (1) je možné použiť akýkoľvek zdroj tepla (pracujúci v uzavretom systéme) – a schéma by vyzerala rovnako. Môže to byť napríklad tepelná čerpadlo alebo elektrický kotol. Na druhej strane namiesto kotla na tuhé palivo (4) môže byť pokojne použitý napríklad krb s vodným plášťom v otvorenom systéme.

Schéma pripojenia plynového kotla a kotla na tuhé palivo pomocou výmenníka tepla

Nižšie popis jednotlivých bodov schémy:

  1. Plynový kotol v tlakovom, teda uzavretom systéme
  2. Obehové čerpadlá podporujúce obeh vody
  3. Doskový výmenník tepla zabezpečujúci prenos tepla z plynového kotla
  4. Doplnkový zdroj tepla v otvorenom systéme, v tomto prípade kotol na tuhé palivo
  5. Odberný systém tepla / radiátory.

Upozorňujeme, že schéma je aj tak zjednodušená a v niektorých prípadoch môže byť potrebný aj anuloid (na strane odberného systému), aby sa predišlo problémom s príliš nízkym tlakom v systéme a aby sa vytvoril nezávislý podokruh s obehovým čerpadlom pre druhý zdroj tepla.

Pripojenie plynového kotla – vzniká nejaká strata na výmenníku tepla?

Táto otázka sa občas objavuje v diskusiách na internete, kde „odborníci“ tvrdia, že použitie výmenníka tepla znamená stratu 5 až 10 °C. To znamená, že ak kotol pracuje na 50 °C, do odberného systému ide napríklad 40 °C... Je to samozrejme nezmysel a nemá to technické opodstatnenie – pokiaľ teda nebol zvolený príliš malý výmenník tepla, ktorý si nedokáže poradiť s prenosom tepla. Ale tu hovoríme o chybnom výbere zariadení, čo je technicky patologická situácia. Rovnako príliš malý plynový kotol si neporadí s vykurovaním veľkej budovy, čo však nie je problém kotla, ale nesprávneho výberu zariadenia.

Pri správnom výbere výmenníka tepla a správnom pripojení zariadenia je strata zanedbateľná a v stabilizovanom systéme klesne pod 1 °C. Ak tento mýtus rozoberieme na drobné, rýchlo si uvedomíme, že ak by výmenník spôsoboval z akéhokoľvek dôvodu stratu 1/5 teploty, takéto riešenie by sa na trhu neudržalo – nikto by sa preň nerozhodol. Medzitým sa však výmenníky tepla používajú už desaťročia a za posledných 20 rokov si získali mimoriadnu popularitu.

Mýtická strata na doskovom výmenníku tepla sa môže objaviť len dočasne pri spustení vychladnutého systému, napríklad ak vykurovanie nefungovalo niekoľko dní uprostred zimy (vtedy sa do systému vracia pomerne studená voda, ktorá spotrebuje o niečo viac tepla). Po niekoľkých hodinách sa systém vyrovnáva a strata mizne – to sú fyzikálne zákony a nie je na tom nič prekvapujúce.

Pozornejší čitatelia by si mali všimnúť aj ďalší nezmysel obsiahnutý v tomto mýte z pohľadu fyzikálnych zákonov. Konkrétne, čo sa stane s touto, predsa len značnou energiou, ak by výmenník zázračne „odrezal“ 10 °C. Kam by sa podiala, keďže podľa prírody sa nič nestráca? Ako by mohol výmenník vážiaci napríklad 2-3 kg spotrebovať toľko tepelnej energie, koľko by postačovalo na vykurovanie polovice domu? Zrejme netreba vysvetľovať, že ide o neserióznu informáciu – ktorú možno prirovnať napríklad k tvrdeniu, že v domoch, ktoré majú iba podlahové vykurovanie bez radiátorov, je zima...

Montáž výmenníka - na čo si dať pozor

Montáž výmenníka je pomerne jednoduchý úkon, ale niekoľko vecí je potrebné zabezpečiť a venovať im pozornosť.

  • Predovšetkým by mal byť doskový výmenník tepla inštalovaný vo vertikálnej polohe. Pri práci v horizontálnej polohe sa zavzdušní, najmä ak by pracoval s vývodmi smerujúcimi nahor.
  • Doskový výmenník tepla je obvykle zariadenie protiprúdového typu a tak by mal byť aj pripojený - protiprúdovo. To znamená, že tekutina prúdiaca na jednej strane výmenníka tečie zhora nadol, zatiaľ čo druhá tekutina tečie v opačnom smere. Ak zabudneme na protiprúd (čo sa montérom stáva), výmenník stratí 30-40 % výkonnosti - čo je dosť na to, aby systém nefungoval uspokojivo.
  • Výmenník by mal byť namontovaný tak, aby bol k nemu prístup a aby ho bolo možné odpojiť z inštalácie. Odporúča sa nainštalovať pred ním a za ním na oboch stranách uzatváracie ventily (guľové), aby bolo možné v prípade potreby, dokonca aj po rokoch, výmenník odstaviť a demontovať, napr. na prečistenie. Možnosť jeho odpojenia zabezpečí, že nebude potrebné vypúšťať vodu z celej inštalácie.

Je tiež dôležité, aby bol výmenník tepla inštalovaný stabilne a zabezpečený proti vibráciám. Odporúča sa zvážiť použitie montážnych sád pre výmenníky ponúkaných spoločnosťou Nordic Tec:

Pracuje plynový kotol lepšie s výmenníkom tepla?

To závisí od viacerých faktorov – ale v mnohých konfiguráciách áno. Keď hovoríme, že plynový kotol môže pracovať lepšie vďaka výmenníku tepla, máme na mysli to, že použitím rozdelenia na dva systémy vzniká pomerne krátky okruh pre plynový kotol. Tým sa eliminuje problém tlaku v okruhu kotla, ktorý nastáva, ak je tento okruh príliš rozsiahly. Problém s tlakom spôsobuje časté vypínanie plynového kotla, ako aj chladnejší návrat (nehovoriac o nedostatočnom vykurovaní niektorých miestností v dome). Preto dlhšie okruhy plynových kotlov niekedy vyžadujú dodatočné použitie hydraulického vyrovnávača pre centrálne vykurovanie.

V prípade použitia výmenníka tepla preberá výmenník funkciu hydraulického vyrovnávača – teda plynový kotol automaticky získa krátky okruh s obehovým čerpadlom, stabilizovaný z hľadiska tlaku a bez chladného návratu. V praxi to znamená, že kotol môže prejsť do režimu najekonomickejšej prevádzky, v ktorom zohrieva médium len v rámci niekoľkých stupňov Celzia, avšak pracuje stabilnejšie a kontinuálne. To často v praxi znamená výrazne nižšiu spotrebu plynu, a teda nižšie účty. Ide teda o riešenie, ktoré sa oplatí zvážiť, ak momentálne nie sme schopní vykonať rozsiahlu rekonštrukciu inštalácie a prechod na uzavretý systém.

 
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené, Kotle na kúrenie a vykurovanie domu kotlom

Zanechajte komentár

★
★
★
★
★
Bezpečnostný kód

Súvisiace príspevky

Nedostatočné dimenzovanie výmenníka tepla - čo to znamená v praxi?
Nedostatočné dimenzovanie výmenníka tepla - čo to znamená v praxi?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené
23.05.2024
957 views 11 Liked
Čo je nedostatočné dimenzovanie výmenníka tepla a čo to znamená pre moju inštaláciu? Je tento jav nebezpečný? Aké...
Čítaj viac
Predimenzovanie výmenníka tepla - na čo to slúži?
Predimenzovanie výmenníka tepla - na čo to slúži?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené
24.05.2024
1061 views 10 Liked
Na mnohých miestach môžete počuť, že správne zvolený výmenník tepla je výmenník s tzv. rezervou, teda predimenzovaný....
Čítaj viac
Tepelná izolácia doskového výmenníka tepla - je potrebná? Mení to niečo reálne?
Tepelná izolácia doskového výmenníka tepla - je potrebná? Mení to niečo reálne?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené
25.05.2024
831 views 8 Liked
Krátka analýza témy - oplatí sa priplatiť za izoláciu výmenníka tepla?
Čítaj viac
Aký výmenník tepla na bazén?
Aký výmenník tepla na bazén?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené
25.05.2024
960 views 14 Liked
Aký typ výmenníka tepla je potrebné použiť pre bazén? Aký výkon? Ako to vypočítať? Aký materiál - oceľ alebo...
Čítaj viac
Ako vybrať výmenník tepla pre plynový kotol?
Ako vybrať výmenník tepla pre plynový kotol?
Posted in: Výmenníky tepla a všetko s nimi spojené
25.05.2024
1278 views 15 Liked
Potrebujete spojiť uzavretý systém s otvoreným systémom? Inštalujete plynový kotol, ale nechcete sa ešte zbaviť...
Čítaj viac