Jak zapewnić dopływ powietrza do kotłowni gazowej?

Z tekstu dowiesz się:

• jak wygląda proces spalania całkowitego,
• w jaki sposób powinno się doprowadzać powietrze do kotłowni,
• dlaczego ważny jest odpowiedni dopływ powietrza do kotłowni.

Proces spalania całkowitego – zobacz, jak wygląda

Fundamentem prawidłowo działającego kotła gazowego jest odpowiedni proces spalania paliwa gazowego. Jak zapewne wiesz, do tego procesu wymagane jest także powietrze, a konkretniej tlen. W idealnych warunkach laboratoryjnych można uzyskać aż 100% energii ze spalanego paliwa, ponieważ ma tam miejsce utlenienie wszystkich palnych składników. Jeżeli w spalinach nie znajdują się żadne składniki palne, czyli tlenek węgla, spalanie to nazywamy całkowitym.

Najprostsze równanie chemiczne opisujące proces spalania całkowitego wygląda następująco:

CH₄+2O₂ ➔ CO₂ + 2H₂O

Oznacza to, że, w warunkach normalnych na jedną cząstkę spalanego metanu potrzebujesz dwie cząstki tlenu. Produktem tego procesu jest dwutlenek węgla, woda oraz ciepło. Woda zostanie uwolniona w postaci gazowej jako para wodna, gdyż część ciepła z procesu spalania będzie w niej zmagazynowana. Aby odzyskać to ciepło, należy zmienić stan skupienia pary wodnej w ciecz, co nazywane jest efektem kondensacji. Technologia, która szeroko wykorzystuje ten efekt to technologia kondensacji, szeroko wykorzystywana w kotłach gazowych kondensacyjnych.

W warunkach typowej kotłowni domu jednorodzinnego musisz jednak podać powietrze z pewnym nadmiarem, aby uzyskać optymalną mieszankę. Określa ją współczynnik nadmiaru powietrza λ. Przyjmowany najczęściej w granicach 1,1-1,3. Dzięki temu masz pewność, że zachodzi proces spalania zupełnego, co zabezpiecza m.in. przed wytworzeniem niezwykle niebezpiecznego dla ludzi gazu – tlenku węgla, czyli czadu, który powstaje w warunkach niedostatecznego dopływu powietrza niezbędnego do spalania.

Doprowadzenie powietrza do kotła gazowego kondensacyjnego

Najbardziej popularnym sposobem, aby zapewnić odpowiedni dopływ powietrza do kotłowni jest blaszany kanał wyprowadzony na zewnątrz ponad poziomem terenu, który wewnątrz kotłowni ma wylot umieszczony nisko nad podłogą.

Doprowadzenie powietrza do kotła CO z zewnątrz zlokalizowanego najczęściej w podziemnej kondygnacji realizowany jest przez tzw. zetkę. Takie tradycyjne rozwiązanie doskonale funkcjonuje przy użytkowaniu kotłów gazowych z otwartą komorą spalania, gdyż strumień powietrza zewnętrznego kieruje się bezpośrednio do niższej części pomieszczenia, a także co ułatwia cyrkulację powietrza wewnątrz kotłowni. Zgodnie z europejską klasyfikacją, kotły gazowe pobierające z pomieszczenia powietrze potrzebne do spalania, to urządzenia typu B.

Przepisy określają minimalną powierzchnię nawiewu jako 200 cm². Powinno się zapewnić co najmniej 1,6 m³ powietrza na 1 kW mocy kotła do spalania oraz 0,5 m³ na 1 kW powietrza dla wentylacji kotłowni. Oprócz dostarczenia odpowiedniej ilości powietrza konieczne też jest zapewnienie odpowiedniego ciągu kominowego. Połączenie wymaganego nawiewu i ciągu kominowego daje optymalny przepływ przez komorę paleniskową i spalanie nie jest zbyt szybkie ani zbyt wolne. Powinieneś wiedzieć, że zbyt szybkie spalanie powoduje tzw. stratę kominową, czyli część ciepła ucieka z paleniska razem ze spalinami i nie trafia do wymiennika. Z kolei zbyt mały przepływ powoduje spadek jakości mieszanki i powstawanie tlenku węgla w spalinach, a także obniża sprawność kotła.

Inaczej wygląda sytuacja z kotłami z zamkniętą komorą spalania. Takie urządzenia klasyfikowane są jako typ C. W przypadku kotłów typu C stosuje się systemy powietrzno-spalinowe (SPS). Mogą mieć one bardzo dużo różnych sposobów odprowadzenia spalin i dopływu powietrza. Kocioł gazowy z zamkniętą komorą spalania ma wentylatory umieszczone na wylocie spalin z urządzenia lub wentylatory wspomagające pracę palników. Pokonują one jednocześnie opory dopływu powietrza, jak i odprowadzenia spalin.

Najczęstszym rozwiązaniem podczas instalowania kotłów z zamkniętą komorą spalania jest dopływ powietrza realizowany przy użyciu dwuściennych rur powietrzno-spalinowych wyprowadzonych ponad dach budynku lub przez jego ścianę przy mocy nominalnej nieprzekraczającej 21 kw. Takie kotły mogą być instalowane również w innych pomieszczeniach, w których jednak trzeba zapewnić wentylację. W przypadku realizacji dopływu powietrza za pomocą rury dwuściennych należy zwrócić uwagę na wymagania producenta kotłów, co do ich długości i przebiegu. Wynika to z konieczności uzyskiwania wymaganej wydajności przez wentylator, która zmniejsza się na skutek oporów przepływu na długich i krętych przewodach powietrzno-spalinowych.

Niekiedy korzystnym rozwiązaniem doprowadzenia powietrza do takich kotłów będzie rozdzielenie kanału powietrznego i spalinowego za pomocą odpowiedniego adaptera. Można wtedy powietrze doprowadzać oddzielną rurą wyprowadzoną na zewnątrz domu.

Podawanie gazu a dopływ powietrza do kotła z zamkniętą komorą spalania

Powietrze jest bardzo dobrym izolatorem. Płomień jest gazem zjonizowanym, czyli przewodnikiem. Po pojawieniu się płomienia między elektrodą jonizacyjną a palnikiem pojawia się napięcie zależne od przewodności płomienia. Przewodność zależy z kolei od składu zjonizowanego gazu, a więc od ilości jonów, co daje najdokładniejszą kontrolę, ponieważ kontroluje się już nie skład spalin czy przepływ powietrza i gazu, a w efekcie płomień. Daje to możliwość sterowania mocą palnika w zakresie od 10 do 100% np. w kotłach kondensacyjnych dwufunkcyjnych IsoTwin Condens.

Doprowadzenie powietrza do kotłowni jest niezbędne dla właściwego funkcjonowania urządzenia, zapewnienia parametrów spalania, uzyskania wysokiej sprawności spalania oraz bezpiecznej długoletniej eksploatacji. Wymiana powietrza w kotłowni ma zapewnić bezpieczeństwo użytkownikom oraz właściwą temperaturę w pomieszczeniu.

Jak widzisz dopływ świeżego powietrza do kotłowni jest kluczowy. Powinieneś wziąć to pod uwagę zarówno przy projektowaniu pomieszczenia, w którym będzie się on znajdować, budowie samego kotła – bez względu na to, czy wybrałeś kocioł jedno czy dwufunkcyjny, jak i automatyki sterującej.

Przeczytaj też: Na co zwrócić uwagę przy wyborze kotła gazowego?