Havárie otopné soustavy s plynovým kotlem a krbovou vložkou

Instalace zařízení, jakým je krbová vložka s výměníkem tepla bez projektu autorizované osoby (obor technika prostředí staveb – IE01, TE01), jak tomu bylo právě v našem případě, nevěští nic dobrého. Je vždy v zájmu vlastníka nemovitosti, aby si řádně smluvně ošetřil, že realizace/rekonstrukce otopné soustavy bude provedena odborníkem na základě projektu kompetentní osoby.
Když se v malém okruhu potkají současně dvě závady – přestane fungovat oběhové čerpadlo i trojcestný ventil, otopná voda nemůže uniknout jinak, než pojistným ventilem s dramatickým zvukovým doprovodem jako paroplynová směs o teplotě cca 130 °C.
Oblíbenou, topenáři i jinými lidovými „odborníky“ doporučovanou kombinaci dvou zdrojů tepla – plynového kotle a krbové vložky s výměníkem – osobně považuji za jednu z nejsložitějších úloh pro projektanta. Mnohem složitější než vyprojektovat kotelnu nebo výměníkovou stanici.
Množství závažných chyb, které se mohou přihodit při návrhu, montáži, tak i za provozu, je značné.

Recenzent: Miloš Bajgar

Úvod

Článek popisuje nedávný případ z praxe soudního znalce, kdy v ro­dinném domě vznikla škoda nejen na otopné soustavě, ale i na staveb­ním vybavení obytných místností.

Popis otopné soustavy

Instalace kotelny a otopné sousta­vy byla provedena podle projektu a technické zprávy plynoinstala­ce – ústřední vytápění. Dokumenta­ce však neobsahovala schéma pro instalaci krbové vložky a její zabez­pečení proti přehřátí.

Jedná se o teplovodní otopnou sou­stavu. V přízemí je nízkoteplotní podlahové vytápění, v patře jsou desková otopná tělesa. Tepelné ztráty objektu jsou 14,5 kW.

Potrubní rozvody jsou z plastových trubek italské výroby, skládají se z několika vrstev. Jako protikyslí­ková bariéra je použita hliníková vrstva o tloušťce 0,2 mm. Trubky jsou použitelné pro všechny typy in­stalací, tj. pro radiátorové rozvody, podlahové vytápění i pro rozvody teplé i studené vody. Tlaková odol­nost trubek je do 10 bar, pro teploty do 95 °C. Trubky nejsou ohrožová­ny usazováním vodního kamene. Jejich životnost je deklarována na více než 50 let.
Zdrojem tepla pro vytápění objek­tu je krbová vložka a plynový kotel.

Krbová vložka
Tepelný výkon vložky je regulova­telný od 7,4 do 22,5 kW.
Jmenovitý výkon vložky do podla­hové otopné soustavy a otopných těles je max. 17,8 kW.

Plynový kotel
Závěsný plynový kotel o jmenovi­tém výkonu 24 kW je používán jako záložní zdroj tepla pro vytápění.
Teplá voda je připravována samo­statně v horizontálním bojleru.

Zabezpečení krbové vložky proti nízkoteplotní korozi

K zamezení kondenzace par na teplo­směnných plochách krbové vložky je instalován zkrácený okruh. Ten umožní rychlé ohřátí teplonosné ka­paliny nad rosný bod a udržuje tep­lotu ve zpětném potrubí nad teplotou 65 °C. Okruh je vybaven oběhovým čerpadlem a termostatickým třícest­ným směšovacím ventilem. Chod oběhového čerpadla je ovládán ter­mostatickým spínačem.

Pro případ výpadku elektrického proudu je instalován akumulátor, který umožní provoz oběhového čerpadla po dobu několika hodin.

Dobrý stav akumulátoru je udržo­ván pomocí záskokového střídače.

Zabezpečení krbové vložky proti přetopení

V horní části krbové vložky je insta­lován pojistný ventil.

Součástí dodávky krbové vložky je vychlazovací smyčka, která má za úkol odvést přebytečné množství tepla v případě přehřátí výměníku. Smyčka je zabudována přímo ve výměníku. Slouží jako ochrana vložky v případě výpadku proudu, kdy nefunguje oběhové čerpadlo.

Dojde-li k poruše a teplo se nedostává z výměníku do vytápěcího okruhu, zvedne se uvnitř teplota i tlak. V případě přehřátí se otevře termostatický ventil. Do smyčky se pak začne napouštět voda z vodovodního řadu, která výměník ochladí. Vychlazovací smyčka je napojena na studenou vodu vodovodního řadu objektu.

Ve zkráceném okruhu je také pojistný ventil a tlaková expanzní nádoba. Pojistný ventil DN3/4“ je instalován na výstupu z krbové vložky, přívod je DN½“. Otevírací tlak pojistného ventilu je 0,25 MPa. Odtok z pojistného ventilu byl vizuálně kontrolovatelný na podlaze instalační komory.

Technický stav rozvodů tepla

Potrubní rozvody v objektu jsou plastové. Na potrubí není viditelné mechanické poškození. Ke škodám na částech potrubí došlo až po havárii krbové vložky.

Potrubí související s instalací krbové vložky

Zkrácený okruh proti nízkoteplotní korozi krbové vložky je z měděných trubek. Na měděném potrubí nebyly zjištěny netěsnosti způsobené korozí. Na ocelovém připojovacím šroubení oběhového čerpadla je na vnější straně viditelná koroze ocelové fitinky.

Za účelem zjištění kvality otopné kapaliny byl odebrán vzorek uvolněním připojovacího šroubení oběhového čerpadla. Voda vykazuje mírné zakalení rezavé barvy. Po ustálení se úsady shromažďují u dna odběrní nádoby. Úsady jsou v amorfní formě, neobsahují inkrusty, které by mohly způsobit vyřazení oběhového čerpadla nebo selhání termostatického ventilu ochlazovací smyčky. Koroze ani zvápenatění není příčinou vzniklé havárie.

Příčina havárie krbové vložky

V průběhu vytápění došlo k zástavě činnosti oběhového čerpadla. Termostatický ventil ochlazovací smyčky selhal. Vlivem přehřátí vložky došlo k úniku teplonosné kapaliny pojistným ventilem. Přehřátá voda se po průtoku pojistným ventilem částečně mění v páru, která způsobovala rázy.

Intenzivní hluk z pojistného ventilu vystrašil majitele domu natolik, že v panice ručně uvedl do činnosti záložní plynový kotel, který je vybaven vlastním oběhovým čerpadlem.

Neuvědomil si však, že potrubí otopné soustavy je z plastových trubek. Ruční spuštění oběhového čerpadla v plynovém kotli mělo za následek průnik přehřáté vody do plastového podlahové potrubí otopné soustavy a jeho destrukci. Na potrubí jsou viditelné stopy po destrukci nadměrnou teplotou. Při otevíracím tlaku pojistného ventilu 0,25 MPa je bod varu vody 130 °C.
Na vnitřní straně krbové vložky nejsou viditelné deformace způsobené nadměrným tlakem, ani netěsnosti způsobené korozí.

Popis škod

Škody na otopné soustavě

Potrubní rozvody z plastového potrubí
Potrubí je na několika místech poškozeno rázy a nadměrnou teplotou.
Vzhledem k jeho uložení v podlaze a podhledech nebylo možné na místě přesně určit celý rozsah poškození. Na viditelně poškozených místech bude nutné potrubí nahradit s následným provedením tlakové zkoušky a zkoušky těsnosti. Tím se odhalí další doposud nezjištěné netěsnosti. Rozsah poškozeného potrubí byl po prvotním ohledání odhadnut na cca 55 až 60 m.

Výše škody
Předpokládané ceny za materiál činí 13 000 Kč, demontážní a montážní práce lze odhadnout na částku 5000 Kč. Celkové náklady na likvidaci škody na otopné soustavě se tedy budou pohybovat kolem 18 000 Kč vč. DPH.

Škody na vybavení interiéru a stavební části objektu

V obývacím pokoji je v sádrokartonovém stropě několik otvorů, kde majitel na několika místech vyměnil části rozvodu vytápění.

Část obezdění krbové vložky je již odstraněna.

V obývacím pokoji, dětském pokoji a na chodbě jsou poškozeny podlahy. Havárie rovněž poničila kuchyňskou linku.

Pro vysoušení promočených tepelných izolací a podlah byly instalovány 4 ks vysoušečů, které byly v provozu 4 dny.

Výše škody
Celkové náklady na opravu stavební části objektu lze odhadnout na částku 242 000 Kč včetně DPH.

Závěr

Při provozu krbové vložky došlo k zástavě činnosti oběhového čerpadla ve zkráceném okruhu a selhání termostatického pojistného ventilu ovládajícího přívod do ochlazovací smyčky.

Škody způsobilo ruční spuštění oběhového čerpadla v plynovém kotli, průnik parovodní směsi o teplotě 130 °C do plastového potrubí podlahové otopné soustavy a jeho destrukci.

Špatný technický stav lze vyloučit. Koroze, ani zvápenatění nejsou příčinou vzniklých škod.

Celkové náklady na likvidaci škody lze odhadnout na částku 260 000 Kč včetně DPH.

Literatura

[1] ČSN 06 0830. Tepelné soustavy v budovách – Zabezpečovací zařízení. 2014–8 (změna Z1: 2014–11). ÚNMZ. Praha.
[2] ČSN 06 0310. Tepelné soustavy v budovách – Projektování a montáž. 2014–8 (změna Z2: 2017–9). ÚNMZ. Praha.
[3] ČSN EN 12828+A1/2014. Tepelné soustavy v budovách – Navrhování teplovodních tepelných soustav. 2014–11. ÚNMZ. Praha.
[4] ČSN EN 16510–1 ed. 2. Spotřebiče pro domácnost na pevná paliva – Část 1: Obecné požadavky a zkušební metody.2024–8. ČAS. Praha.
[5] Znalecký posudek autora. 2024–2.

---

Accident of the heating system with a combination of a gas boiler and a fireplace insert with a heat exchanger

Installing a device such as a fireplace insert with a heat exchanger without a project by an authorized expert (field of construction environment technology – IE01, TE01), as happened in our case, does not bode well. It is always in the best interest of the property owner to ensure that the realization/reconstruction of the heating system will be carried out by an expert based on the project of a competent person.

When two major faults occur simultaneously in a small circuit – the circulation pump and the three-way valve stop working, the heating water cannot escape other than through the safety valve with a dramatic soundscape as a steam-gas mixture at a temperature of approx. 130 °C.

Although the combination of a gas boiler and a fireplace insert with a heat exchanger is very popular among users and heating engineers, I personally consider it as one of the most difficult tasks for a designer. Much more complicated than designing a boiler room or heat exchanger station.
The number of serious errors that can occur during designing, assembly, and during operation is considerable.

Keywords: hot water heating system, fireplace heat exchanger, gas boiler, circulation pump, three-way valve, heating water, safety valve, defect, accident, damage.

Poznámka recenzenta

Krbová vložka s výměníkem tepla, jak víme, může být jištěna dvěma způsoby. Přívodem studené vody do ochlazovací smyčky výměníku tepla přes uzavírací ventil, který je pod proudem uzavřený. Při výpadku elektrické energie se tento ventil otevře a studená voda z vodovodního řadu začne proudit do ochlazovací smyčky výměníku tepla.

Druhou možností je termostatický ventil ve zkráceném okruhu. Ten se otevírá v případě, že teplota otopné vody ve zpětném potrubí přesáhne hodnotu cca 70° C. Otopná voda po jeho otevření začne proudit do velkého okruhu, který má vlastní oběhové čerpadlo.

Oba okruhy mají vlastní zabezpečovací zařízení, pojistný ventil (PV) a tlakovou expanzní nádobu. PV by měl být 1–2× do roka krátkodobě otevřen, aby se ověřilo, že je funkční a vrátí se do původní polohy, aniž by z něj vytékala voda. Nejlépe je kontrolu provádět před a po topné sezoně. V projektové dokumentaci autorizované osoby by tato, a všechny ostatní, potřebné kontroly měly být podrobně popsány. Mělo by zde být i schéma zapojení obou zdrojů tepla. To může být jak paralelní (vedle sebe), nebo i sériové. V projektu by mělo být dále popsáno, jakým způsobem jsou zdroje tepla schopny provozu (samostatně / společně).

Nejčastější příčinou otevření PV je chybějící přetlak vzduchu nebo dusíku v plynové části expanze. Otopná soustava se pak chová, jako by tam expanze vůbec nebyla a kompenzaci přetlaku při zvyšování teploty otopné vody převezme pojistný ventil.