Znowelizowane Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 56/2009 poz. 461), które wchodzi w życie 7 lipca 2009 r., dopuszcza kotły stałopalne o mocy do 300 kW w instalacjach zamkniętych, pod warunkiem dodatkowego wyposażenia kotła w urządzenie do odprowadzenia nadmiaru ciepła.

Odprowadzenie nadmiaru ciepła z kotła na paliwo stałe, w sytuacji awaryjnej, wymaga zastosowania odpowiedniej instalacji działającej automatycznie i niezależnie od innych czynników zewnętrznych, np. prądu elektrycznego. Obowiązują również zabezpieczenia takie jak; zawór bezpieczeństwa, czujnik przegrzewu (STB), regulator paleniska itp. W miejsce naczynia przelewowego, stosowanego w instalacjach otwartych, instalacje zamknięte należy wyposażyć w naczynie przeponowe.

Kotły stałopalne w zamkniętych instalacjach centralnego ogrzewania montowane są od wielu lat w krajach ościennych, takich jak Niemcy czy Czechy. Mamy na kim się wzorować. Jednak okazuje się, że na naszym rynku nie brakuje odpowiednich urządzeń i odpowiedniej wiedzy na ten temat, którą łatwo można znaleźć m.in. w internecie.

Potrzeba odprowadzenia nadmiaru ciepła zachodzi w sytuacji gdy kocioł wytwarza więcej ciepła niż go pobiera instalacja grzewcza i wewnątrz kotła występuje wzrost temperatury powyżej dopuszczalnego poziomu. W przypadku kotłów zasilanych gazem lub olejem w takiej sytuacji następuje odcięcie paliwa. Kocioł przestaje wytwarzać ciepło natychmiast i groźna sytuacja jest opanowana. Zakończenie pracy nie jest możliwe w kotłach stałopalnych. Nawet, gdy nastąpi całkowite odcięcie powietrza do spalania, nie powoduje to w kotle stałopalnym natychmiastowego zakończenia wytwarzania ciepła. Jednym sposobem na obniżenie temperatury kotła jest odbiór ciepła. A jedynym rozwiązaniem jest dodatkowa instalacja hydrauliczna odbioru ciepła uruchamiana automatycznie. Występuje kilka rozwiązań instalacji termicznego zabezpieczenia kotła stałopalnego. Każda instalacja zawiera zawsze dwa niezbędne elementy: źródło wody chłodzącej oraz zawór sterowany temperaturą kotła.

Źródłem zimnej wody jest najczęściej instalacja wodociągowa, jako najbardziej stabilne źródło wody nie wymagająca dodatkowych urządzeń elektrycznych, takich jak pompa.

Przepływ wody przez chłodzony kocioł powinien być odpowiednio dobrany, nie może być za mały, ani zbyt intensywny. Szybkie schładzanie kotła może prowadzić do jego uszkodzenia. Na dopływie wody chłodzącej do kotła stosuje się również odpowiednie reduktory ciśnienia. W budynku, w którym nie ma instalacji, a źródłem wody jest hydrofor, który wymaga zasilania elektrycznego, może być problem z właściwym zabezpieczeniem termicznym kotła stałopalnego. Rozwiązaniem może być dodatkowy zbiornik wody ulokowany powyżej kotła, czyli własna wieża ciśnień lub zbiornik wody z poduszką powietrzną, podobny do zbiornika buforowego, ulokowany na poziomie kotła.

Zawory wody chłodzącej sterowane są temperaturą kotła. Występują na rynku w prostszej postaci lub w bardziej złożonej, z skład których wchodzą: zawór zwrotny, reduktor ciśnienia, sterowany termicznie zawór dopełniający i wyrzutowy oraz czujnik temperatury z kapilarą. Czujnik temperatury powinien być ulokowany w najcieplejszym miejscu kotła. Zawór zabezpieczenia termicznego otwiera się po przekroczeniu ustawionej temperatury, np. 97°C, i pozostaje otwarty do czasu, gdy temperatura kotła spadnie np. do 88°C. Jego działanie polega na utrzymywaniu bezpiecznej temperatury kotła, a nie na "zrzucaniu" całego ciepła i całkowitego wychłodzenia kotła.

Poza wyżej wymienionymi elementami instalacji zabezpieczenia termicznego kotła konieczny jest jeszcze wymiennik ciepła. Wymiennik ciepła ma za zadanie przekazać ciepło z kotła do wody chłodzącej. Znajduje się ona zawsze wewnątrz kotła. Może to być wymiennik główny kotła, wewnętrzny zasobnik ciepłej wody użytkowej lub dodatkowy wymiennik, służący tylko do zabezpieczenia kotła przed przegrzaniem.

Na rynku występują kotły stałopalne, które fabrycznie zostały wyposażone w dodatkowy wymiennik (chłodnica) dla termicznego zabezpieczenia kotła. Chłodnica jest zwykle zbudowana z rury w kształcie serpentyny ułożonej w jednej poziomej płaszczyźnie i ulokowana w górnej części kotła. W takim przypadku można oczekiwać, że producent określa w dokumentacji kotła odpowiednie zasady i warunki instalacji i regulacji termicznego zabezpieczenia kotła, łącznie z przedstawieniem możliwych do realizacji schematów montażowych.

Dobrym i polecanym rozwiązaniem jest zastosowanie bufora do zmagazynowania zrzucanego ciepła z kotła na paliwo stałe w przypadku przegrzewu. W instalacjach grzewczych o kilku źródłach ciepła takie urządzenie znajduje się z definicji i służy do zmagazynowania ciepła; z instalacji solarnej, z kotła gazowego lub olejowego i z kotła na paliwo stałe. Bufor pozwala następnie dysponować ciepłem na rzecz różnych odbiorników.

ŹRÓDŁO: Artykuł ukazał się w "Magazynie instalatora" nr 7-8 (131-132) lipiec-sierpień 2009. Autorem jest Pan dr inż. Jan Siedlaczek