Schemat instalacji CO w układzie otwartym – jak go wykonać?

Schemat instalacji CO w układzie otwartym opiera się na kontakcie wody grzewczej z atmosferą przez naczynie wyrównawcze. Naczynie musi znajdować się w najwyższym punkcie instalacji, a rury bezpieczeństwa powinny tworzyć drożne połączenie z kotłem bez żadnych zaworów odcinających. To podstawowy warunek ochrony kotła stałopalnego przed skutkami wzrostu temperatury i ciśnienia.

Na czym polega układ otwarty?

W układzie otwartym woda grzewcza ma bezpośredni kontakt z atmosferą. Zachodzi on w naczyniu wyrównawczym, które przejmuje zwiększającą się objętość wody podczas nagrzewania. Ciśnienie w instalacji zależy przede wszystkim od wysokości słupa wody, czyli od różnicy poziomów między kotłem a naczyniem oraz odbiornikami ciepła.

Takie rozwiązanie jest często stosowane przy kotłach na paliwo stałe, ponieważ może zachować obieg grawitacyjny podczas zaniku zasilania pompy. Układ otwarty ma jednak większą bezwładność cieplną i zwykle trudniej poddaje się szybkiej regulacji niż układ zamknięty. Nie należy go utożsamiać z instalacją, w której wystarczy zamontować samo naczynie. O bezpieczeństwie decydują także drożne rury bezpieczeństwa, właściwe średnice i poprawne prowadzenie przewodów.

Elementy instalacji CO w układzie otwartym

Podstawowe elementy układu powinny być rozmieszczone tak, aby nadmiar objętości wody oraz ewentualna para mogły bez przeszkód dotrzeć do naczynia i przewodu przelewowego:

Pojemność naczynia wyrównawczego przyjmuje się orientacyjnie na poziomie 3–6% objętości wody w całej instalacji. Ostateczny dobór zależy od zładu wody, układu przewodów, wysokości instalacji i zaleceń projektowych. Naczynie umieszcza się nad źródłem ciepła, a w instalacji pompowej jego położenie trzeba oceniać razem z miejscem montażu pompy i rzeczywistym przebiegiem przewodów.

Jak wykonać schemat instalacji?

Logiczny przebieg instalacji można przyjąć w następującej kolejności:

1. Ustaw kocioł w kotłowni spełniającej wymagania dotyczące wentylacji nawiewnej i odprowadzania spalin.
2. Poprowadź od kotła rury bezpieczeństwa wznośną i opadową możliwie prostą trasą do naczynia. Nie montuj na nich zaworów odcinających, filtrów ani elementów, które mogłyby przerwać przepływ.
3. Umieść naczynie wyrównawcze w najwyższym punkcie instalacji i zabezpiecz je przed zamarzaniem.
4. Wykonaj rurę przelewową oraz odpowietrzającą, zapewniając ich drożność i bezpieczne odprowadzenie wody.
5. Poprowadź przewody zasilające i powrotne do grzejników, rozdzielaczy lub bufora ciepła, zachowując spadki potrzebne do odpowietrzania i pracy grawitacyjnej.
6. Jeżeli instalacja ma pompę obiegową, dobierz jej położenie do całego układu i rozważ zawór różnicowy, który pozwoli na przepływ grawitacyjny po zaniku prądu.

Obieg grawitacyjny a wymuszony

W obiegu grawitacyjnym przepływ powstaje dzięki różnicy gęstości wody gorącej i schłodzonej. Instalacja wymaga wtedy odpowiednio poprowadzonych rur, ograniczonej liczby oporów przepływu oraz właściwych spadków. Pompa obiegowa nie jest konieczna do podstawowej pracy układu.

W obiegu wymuszonym pompa zwiększa przepływ i ułatwia regulację temperatury w odbiornikach. Przy kotle stałopalnym nie może jednak zastępować zabezpieczeń. Zanik energii elektrycznej powinien pozostawić możliwość odprowadzenia ciepła, na przykład przez obieg grawitacyjny. Zawór różnicowy może otworzyć tę drogę, ale jego dobór i montaż muszą odpowiadać konkretnemu schematowi.

Rury i materiały – wymagania techniczne

Pierwszy odcinek przewodów przy kotle jest narażony na najwyższą temperaturę. Rury bezpieczeństwa wznośna i opadowa, a także początkowy odcinek rury przelewowej, powinny być wykonane z materiału odpornego na działanie gorącej wody i pary. W źródłach technicznych wskazuje się dla pierwszego odcinka rury przelewowej długość około 1,5 m, ale dokładne rozwiązanie należy przyjąć według projektu, instrukcji kotła i obowiązujących wymagań.

Najważniejsze ograniczenia dotyczące przewodów są następujące:

• Rury bezpieczeństwa muszą mieć średnicę dobraną do mocy kotła i wymagań producenta, a nie tylko do średnicy króćca przyłączeniowego.
• Przewody powinny mieć możliwie prosty przebieg, bez syfonów, ostrych załamań i przewężeń utrudniających przepływ.
• Na rurach wznośnej i opadowej nie wolno montować zaworów odcinających, ponieważ ich zamknięcie może odciąć kocioł od zabezpieczenia.
• Naczynie oraz przewody prowadzone w nieogrzewanych częściach budynku trzeba chronić przed zamarznięciem, ale bez ograniczania drożności układu.
• Średnice przewodów należy zweryfikować w dokumentacji kotła, projekcie instalacji i właściwych normach, ponieważ sama ogólna reguła nie zastępuje obliczeń.

Układ otwarty różni się od zamkniętego także zabezpieczeniami. W zamkniętym obiegu stosuje się między innymi naczynie przeponowe i zawór bezpieczeństwa, a przy kotłach stałopalnych mogą być wymagane urządzenia odprowadzające nadmiar ciepła. Połączenie układu otwartego z zamkniętym powinno odbywać się przez odpowiednio dobrany wymiennik ciepła i wymaga indywidualnego projektu.

Kontrola przed uruchomieniem kotła

Przed pierwszym rozpaleniem sprawdź najważniejsze elementy zabezpieczenia:

• Rury bezpieczeństwa są drożne i nie mają zaworów odcinających.
• Naczynie wyrównawcze znajduje się w najwyższym punkcie oraz ma pojemność dobraną do objętości instalacji.
• Rura przelewowa jest drożna i odprowadza wodę w bezpieczne miejsce.
• Rura odpowietrzająca nie jest zamknięta ani zablokowana.
• Przewody przy kotle są odporne na wysoką temperaturę i mają właściwe średnice.
• Pompa, zawór różnicowy oraz ewentualne zawory regulacyjne są zamontowane zgodnie z dokumentacją.
• Kotłownia ma sprawną wentylację, a przewód kominowy zapewnia wymagany ciąg.

Jeżeli schemat obejmuje bufor, wymiennik ciepła albo połączenie dwóch różnych układów, nie należy opierać montażu wyłącznie na ogólnym rysunku. W takim przypadku potrzebny jest projekt uwzględniający moc kotła, objętość zładu, wysokość naczynia, średnice rur i sposób odprowadzenia ciepła przy zaniku zasilania.