Współpraca kominka z kotłem grzewczym

Mając kominek nowej generacji i dodatkowy element (kocioł) wspomagający, jesteśmy zabezpieczeni na wszelkie kaprysy pogody. Jednym z często pojawiających się układów jest połączenie kominka z płaszczem wodnym wraz z kotłem olejowym bądź gazowym. Warunkiem pracy obu urządzeń jest odpowiednia konfiguracja układu hydraulicznego i automatyki sterującej. Zarówno kocioł, jak i kominek, mają odpowiednie reżimy pracy.

Więcej artykułów o podobnej tematyce znajdziesz w dziale: Kominek plus inne systemy grzewcze

Kominek zaliczany jest do grona urządzeń na paliwo stałe, czyli do takich, które zgodnie z normą PN-91/B-02413 pracują w układzie otwartym (naczynie wzbiorcze otwarte). Związane jest to z zagrożeniem niekontrolowanego wzrostu temperatury w urządzeniu i dużą bezwładnością układu. Kotły na paliwa płynne powinny zaś pracować w układzie zamkniętym (naczynie wzbiorcze z membraną). Większość producentów kotłów wymusza takie zachowanie po to, by kocioł nie został narażony na destrukcyjne działanie tlenu. Tlen w instalacji powoduje znaczną intensyfikację procesów korozyjnych oraz odkładanie się kamienia kotłowego na powierzchniach grzewczych. Brak zachowania wymienionego warunku grozi utratą gwarancji na kocioł. Dla poprawnego wykonania instalacji grzewczej niezbędny jest odpowiedni schemat hydrauliczny. Połączenie układu “otwartego” kominka oraz “zamkniętego ” kotła odbywa się zwykle poprzez wymiennik płytowy o odpowiedniej mocy grzewczej. Obydwa urządzenia pracują w odseparowanych obiegach grzewczych.

Elementy instalacji

1. Naczynie wzbiorcze (typu otwartego).
2. Sterownik kominka.
3. Kominek z płaszczem wodnym.
4. Pompa obiegu kominka.
5. Wymiennik płytowy.
6. Pompa obiegowa.
7. Zawór trójdrożny (przełączny).
8. Naczynie wzbiorcze (typu zamkniętego).
9. Kocioł olejowy/gazowy.
10. Sterownik kotła (regulator).
11. Zdalne sterowanie / termostat.
12. Zasobnik CWU.
13. Pompa ładowania zasobnika CWU.
14. Pompa obiegu grzewczego.
15. Zawór trójdrożny obiegu grzewczego.

Opis działania układu

Po osiągnięciu żądanej temperatury wody grzewczej w płaszczu kominka, sterownik [2] daje sygnał do załączenia pomp [4 oraz 6]. Zawór trójdrożny [7] jest w pozycji otwartej (przelot w lewą stronę). Ciepło z kominka odbierane jest poprzez obieg grzewczy bądź zasobnik CWU [12] w zależności od zapotrzebowania. W wypadku zbyt małej ilości ciepła dostarczanego przez kominek (wygaśnięcie, niska temperatura zewnętrzna), następuje spadek temperatury wody w płaszczu kominka. Sterownik kominka daje sygnał do wyłączenia pomp [4 i 6], a zawór trójdrożny zmienia położenie na przelot w prawą stronę w kierunku kotła. Kocioł grzewczy przejmuje wygrzew CWU oraz zapewnienie ciepła w obiegu grzewczym. Za pracę pompy [13] ładowania zasobnika CWU, obiegową układu grzewczego [14] oraz sterowanie podmieszaniem na zaworze trójdrożnym odpowiada automatyka kotła [10].

Istotną rzeczą, na którą warto zwrócić uwagę, jest stosowanie zasobników buforowych. Schemat nr 1 nie zawiera tego elementu, bufor jest jednak bardzo uniwersalnym rozwiązaniem w przypadku kotłów na paliwa stałe, pomp ciepła, kolektorów słonecznych, jak również kominków. Zasobnik buforowy stanowi zbiornik, zwykle o dobrej izolacyjności cieplnej, z kilkoma króćcami przyłączeniowymi umieszczonymi na różnej wysokości. Zadaniem bufora jest gromadzenie nadmiaru energii i odprowadzanie jej wtedy, gdy mamy jej niedobór bądź chcemy różnicować odbiór ciepła do obiegów przez uwarstwione masy wody o różnych temperaturach. Efektywne oddawanie ciepła z bufora pozwala na zaoszczędzenie znacznej ilości energii zgromadzonej w paliwie (szacunkowo do 30%). Wielu producentów urządzeń na paliwo stałe zaleca stosowanie zasobników buforowych, ponieważ dają one gwarancję poprawnej pracy urządzenia, tzn. brak przegrzewów, stabilny odbiór ciepła, duży komfort pracy instalacji grzewczej, minimalizacja stanów awaryjnych (włączanie zabezpieczeń).

Schemat nr 2.

1. Naczynie wzbiorcze (typu otwartego).
2. Sterownik kominka.
3. Kominek z płaszczem wodnym.
4. Pompa obiegu kominka.
5. Wymiennik płytowy.
6. Pompa obiegowa.
7. Zasobnik buforowy.
8. Zawór trójdrożny (przełączny).
9. Naczynie wzbiorcze (typu zamkniętego).
10. Kocioł olejowy/gazowy.
11. Sterownik kotła (regulator).
12. Zdalne sterowanie / termostat.
13. Zasobnik CWU.
14. Pompa ładowania zasobnika CWU.
15. Pompa obiegu grzewczego.
16. Zawór trójdrożny obiegu grzewczego.

Zasada funkcjonowania układu jest bardzo zbliżona do schematu nr 1, z tą różnicą, że niezależnie od ilości drewna wkładanego do kominka, mamy wysoki komfort pracy instalacji (kocioł załącza się rzadziej).

W zależności od stopnia naładowania (wygrzewu) zasobnika buforowego, zawór trójdrożny [8] przełączany jest w odpowiednim kierunku. Kiedy funkcjonuje kominek i energia ma być gromadzona w buforze, zawór trójdrożny [8] przełączany jest na pozycję “w lewo”. Woda wracająca z instalacji CO jest podgrzewana w zasobniku [7] i kierowana do kotła. O ile temperatura wody jest wystarczająca, kocioł [10] nie włącza się i nie dogrzewa. Przy zbyt niskiej temperaturze wody grzewczej, kocioł załącza się i podnosi temperaturę wody grzewczej. Jeżeli kominek [3] nie pracuje bądź temperatura wody w płaszczu kominka jest zbyt niska, zawór trójdrożny przełączany jest do pozycji wyjściowej, czyli w prawo, i kocioł przejmuje w pełni funkcje grzewcze.

Zarówno w kominku, jak i w kotle funkcjonują zabezpieczenia chroniące przed spadkiem temperatury wody powrotnej. “Zimny powrót” może powodować wykraplanie się pary wodnej ze spalin. Woda wraz ze substancjami wytwarzanymi w procesie spalania (tlenki węgla i azotu) tworzy środowisko kwasowe. Działanie kwaśnego kondensatu na powierzchnie wymiany ciepła jest destrukcyjne. W przypadku urządzeń nie przystosowanych do pracy z kondensacją, takie zjawiska są niedopuszczalne.

Jednym z najważniejszych detali, decydujących o poprawnej pracy kotła czy kominka, jest układ spalinowy. Wyprowadzenie spalin z kotła i kominka do jednego kanału spalinowego jest zabronione. Dla kominka przewiduje się odprowadzenie spalin przez kominy z cegły, ceramiczne bądź specjalne wkłady ze stali nierdzewnej o grubości przynajmniej 1 mm. Dla kotłów olejowych/gazowych, w zależności od typu urządzenia, stosuje się wkłady ze stali nierdzewnej do pracy “na sucho” i do pracy “na mokro” (z uszczelkami) lub kanały ceramiczne. Chcąc pogłębić swoją wiedzę na temat prawidłowego prowadzenia instalacji spalinowych, należy sięgnąć do wytycznych zawartych w PN–87/B-02411 (Kotłownie wbudowane na paliwo stałe) – Wymagania, PN-B-02431-1 (Kotłownie wbudowane na paliwa gazowe o gęstości względnej mniejszej niż 1) – Wymagania oraz PN-89/B-10425 (Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły) – Wymagania techniczne i badania przy odbiorze.

Materiał zgromadzono na bazie wytycznych firm CTM Polonia oraz Viessmann.

 mgr inż. Jacek Pokojski