Kotle se spalinovým výměníkem z AlSi slitiny

teplonosné látky

Otázky 2022/2
vedoucí a recenzent rubriky Miloš Bajgar

Kotle se spalinovým výměníkem z AlSi slitiny

Otázka:

Dobrý den,
v Topin čísle 8/2021 byl na straně 40 publikován článek o nových nástěn-ných kondenzačních plynových kotlech ACV NEXTRA s výkony 40 až 120 kW. Zaujal mne údaj o spalinovém výměníku tepla z hliníko-křemíkové slitiny a údaj o možnosti zapojení kotlů do kaskády buď přes anuloid nebo před deskový výměník tepla. Je známou skutečností, že kotle se spalinovým výměníkem z hliníkové slitiny vyžadují dávkování speciální chemie, u vyšších výkonů i demineralizovanou vodu.

Demineralizovaná voda je do jisté míry schopná ochránit kotel s hliníkovým výměníkem, pro otopnou soustavu má bohužel destruktivní vliv. Chemická reakce mezi kovy s různým elektrochemickým potencionálem ve spojení s kyslíkem má za následek trvalé zavzdušňování otopné soustavy a postupné zničení jak potrubí, tak i regulačních a ostatních armatur.

V roce 2019 byl v časopisu Topin publikován zajímavý článek o fyzikálně--bioenergetické úpravě vody. Mne by jako projektanta zajímalo, zda takový filtr stačí instalovat jeden do okruhu při zapojení s HVDT, nebo dva při zapojení s výměníkem tepla. Měl by ten výměník být nerezový, nebo může být i pájený mědí? Může být účinný filtr i v otopné soustavě, zanesené zplodinami elektrochemické koroze při předchozím provozu s HVDT?

Děkuji za odpověď.

Odpověď:

Výrobci kotlů se spalinovým výměníkem tepla z hliníkových slitin předepisují požadavky na kvalitu teplonosné kapaliny, případně připojení k otopné soustavě prostřednictvím nerezového výměníku tepla.

Většina výrobců kotlů doporučuje dodržení směrnice VDI 2035, list 1 a list 2.

Ve směrnici VDI 2035 list 1 jsou uvedeny směrné hodnoty kapaliny týkající se omezení inkrustace na teplosměnných plochách kotle. Je omezen obsah alkalických látek v plnicí a doplňovací vodě.

U směrných hodnot se vychází z předpokladů, že celkové množství veškeré plnicí a doplňovací vody nepřekročí během životnosti zařízení trojnásobek vodního objemu zařízení a byla provedena všechna opatření k zabránění vodní korozi podle VDI 2035 list 2.

Ve VDI 2035 list 2 jsou uvedeny podmínky pro zamezení přístupu kyslíku do kotlového okruhu otopné soustavy a omezení koroze. Je předepsáno používání tlakových expanzních nádob a odplynění.

Pro kotle s teplosměnnou plochou ze slitin hliníku je předepsána hodnota pH otopné vody v rozmezí 7 až 8,5, vodivost při 25 °C menší než 800 μS·cm^–1, obsah chloridů menší než 150 mg·l^–1. Tvrdost oběhové vody by měla být 5–7° dH.

Přestože jsou splněny požadavky na kvalitu vody, může docházet k intenzivním korozním procesům. Je to způsobeno tím, že v reálné otopné soustavě je obtížné trvale dodržet předepsané podmínky. Je nutné kvalitu teplonosné kapaliny pravidelně kontrolovat a vést o výsledku zkoušek záznam.

Příčinou koroze bývá obsah rozpuštěného kyslíku. Vnikání kyslíku i jiných plynů do otopné soustavy nelze zcela zabránit. Kyslík vniká do kapaliny několika cestami: při napouštění soustavy, při opravách, netěsnostmi na oběhových čerpadlech, automatickými odvzdušňovacími ventily, závitovými spoji armatur, a také difuzí stěnou plastových trubek na základě rozdílu parciálních tlaků plynů v atmosféře a parciálních tlaků plynů rozpuštěných ve vodě.

Místo použití chemických prostředků v otopných soustavách je vhodné upravovat teplonosnou kapalinu zařízením pro fyzikální úpravu.

Principem fyzikální úpravy vody je přepolarizování molekul minerálních i kovových částic. Změní se struktura krystalické mřížky pevných složek. Netvoří se inkrusty. Uvolněné částice ulpí na vnitřním povrchu konstrukčních prvků použitých v otopné soustavě a nepoškozují regulační armatury. Dojde k pasivaci kovů. Otopná voda je stabilní a nevyžaduje další úpravu.

Nejedná se o filtr, ani běžnou magnetickou úpravu vody. Zařízení se instaluje do potrubí. Do DN 40 se vyrábí v závitovém provedení. Větší dimenze jsou s přírubami. Proud teplonosné kapaliny je rozdělen do několika proudů. Uvnitř přístroje je kapalina uváděna do rotace vlivem spirálovité konstrukce kanálků. Tla- kové ztráty zařízení závisí na dimenzi a na průtoku. Dimenze přístroje se určuje v závislosti na průtoku teplonosné kapaliny. Např. přístroj v závitovém provedení AQT40 zvládne průtok až 168 l·min^–1 při tlakové ztrátě 200 mb.

Při použití výše popsané bioenergetické fyzikální úpravy teplonosné kapaliny se výrazným způsobem sníží náklady na údržbu a provoz otopných soustav, odstraní se již vzniklé kaly, nebude docházet k poruchám regulačních armatur. Prodlouží se životnost otopné soustavy a odpadá pravidelná kontrola stavu teplonosné kapaliny či doplňování inhibitorů koroze.

Přístroj je účinný i v otopné soustavě zanesené splodinami elektrochemické koroze při předchozím provozu s HVDT. Stačí jeden.

V případě, že zvolíte připojení nových kotlů prostřednictvím nerezového výměníku tepla, musíte řešit kvalitu teplonosné kapaliny v primárním i v sekundárním okruhu.

Výměník může být pájený mědí.

Odpovídal:
Ing. Jiří Matějček, CSc.,
autorizovaný inženýr pro techniku
prostředí, certifikovaný soudní
znalec v oboru energetika,
člen komory soudních znalců,
Energetická zařízení, Praha; člen
redakční rady Topenářství instalace