Nevhodné dávkování chemikálií do otopných soustav

teplonosné látky

Autor, v dalším případu ze své mnohaleté praxe soudního znalce, popisuje postup při hledání příčiny opakované koroze otopných těles a navrhuje opatření k nápravě nevyhovujícího stavu.
V souvislosti s článkem nelze nevzpomenout na přednášku významného odborníka Ing. Jiřího Cikharta, DrSc, který již asi před 50. lety upozorňoval, že dávkování chemie do otopných soustav se neprovádí po lopatách, ale po lžičkách. Tím se snažil naznačit, že není chybou projektanta vytápění obrátit se při pochybnostech na kovaného odborníka či odbornou firmu, která má s dávkováním letitou zkušenost. Tím se dá vyhnout situaci, kdy neodbornou aplikací zničí celou otopnou soustavu.
Tato zásada i po letech stále platí, i když dnes jde spíše o odklon od chemické úpravy vody k úpravě fyzikální, jinými slovy řečeno k úpravě fyzikálně-bioenergetické.

Recenzent: Miloš Bajgar

Úvod

Není-li dávkování chemických přípravků přidávaných jako inhibitor koroze v otopných soustavách v koncentracích doporučených výrobcem chemikálií, může být teplonosná kapalina agresivnější než voda z vodovodního řadu.
V případu, kterým se budeme tentokrát zabývat, je zdrojem tepla pro teplovodní otopnou soustavu výměník typu pára-voda. Opakovaně zde dochází ke korozi otopných těles.

Pro vypracování článku byly použity následující podklady

• Technická zpráva vytápění.
• Schémata výměníkové stanice.
• Místní šetření – prohlídka instalace otopné soustavy.
• Odběr vzorků napájecí vody, oběhové vody a korozních produktů otopných těles.

Popis zdroje tepla

Zdrojem tepla je výměníková stanice typu pára-voda. Parametry páry přiváděné do stanice jsou 0,7 MPa. Teplá voda je vedena z výměníkové stanice do rozdělovače a sběrače. K rozdělovači a sběrači jsou připojeny potrubní větve s otopnými tělesy i vzduchotechnické jednotky.
K rozdělovači a sběrači je připojeno vyrovnávací a doplňovací zařízení.
V otopných tělesech připojených k rozdělovači a sběrači vznikají netěsnosti způsobené korozí.

Popis netěsností otopných těles

Netěsnosti se projevují zejména v připojovacích šroubeních a ve spodních částech otopných těles. Za účelem zjištění příčin vzniku korozních netěsností byl odebrán vzorek teplonosné kapaliny ze zásobníku napájecí a doplňovací vody, vzorek oběhové vody ze sběrače a vzorek korozních produktů otopných těles vyjmutých z otopných soustav.

Pro posouzení kvality kapalin byly provedeny chemické rozbory. Výsledky chemických rozborů jsou uvedeny v tab. 1 až 3, kde najdeme ukazatele důležité pro hodnocení z hlediska korozního působení na konstrukční materiály ve vodním prostředí.

Stanovení vybraných chemických ukazatelů

Napájecí voda je čirá, bez mechanických nečistot.
Oběhová voda je mírně zakalená.
Obsahuje volné plyny. Plyny se usazují na stěnách odběrní nádoby.

Tab. 1 • Stanovení vybraných chemických ukazatelů v napájecí a oběhové vodě

Napájecí a doplňovací voda – vyhodnocení získaných ukazatelů

• Konduktivita je v obvyklých mezích.
• Hodnota pH je přiměřená.
• Voda obsahuje nadměrné množství rozpuštěného kyslíku.
• Tvrdost uhličitanová i tvrdost vápníku jsou nízké.

Obr. 1 • Připojovací potrubí a spodní část deskového otopného tělesa

Oběhová voda – vyhodnocení získaných ukazatelů

• Hodnota pH je nízká.
• Rýznarův index stability i Langeliérův saturační index ukazují na významné porušení vápenatouhličitanové rovnováhy a značnou agresivitu vůči železným kon-
  strukčním materiálům.
• Voda obsahuje nadměrné množství rozpuštěného kyslíku.
• Obsah rozpuštěného železa je ex-trémně vysoký.
• Obsah vápníku a hořčíku je nízký.
• Tvrdost uhličitanová i tvrdost vápníku jsou nízké.
• V otopné soustavě probíhají intenzivní korozní procesy – atakovány jsou zejména ocelové materiály.

Korozní produkty odebrané z poškozených otopných těles

Za účelem zjištění dominantních složek v odebraném vzorku korozních produktů byly odebrány vzorky korozních produktů v místech připojení otopných těles i v místech korozního napadení na spodních částech těles. Výsledky prvkové a fázové analýzy jsou uvedeny v tab. 2.

Tab. 2 • Zastoupení jednotlivých prvků v hmotnostních %

Vyhodnocení získaných ukazatelů

Prvková analýza prokázala převažující obsah železa – 93,76 %. Obsah vápníku a sodíku je způsoben úsadami z teplonosné kapaliny. Ostatní prvky jsou zastoupeny v nepatrném množství.
Byly též stanoveny formy a podíl výskytu majoritních prvků ve vzorku.
Železo se vyskytuje převážně ve formě magnetitu – 60 %. To je nejběžnější forma korozních produktů při agresivním působení teplonosných kapalin. Významné množství železa se vyskytuje ve formě hydroxo-oxidu železitého. Obě tyto formy železa vznikly za působení zvýšeného obsahu kyslíku v teplonosné kapalině i vzdušného kyslíku při vzniklých netěsnostech.

Návrh řešení korozních problémů

U rozsáhlejších otopných a chladicích soustav je výhodné nahradit dávkování chemických prostředků za fyzikální úpravu otopné nebo chladicí vody.
Pro zamezení korozních procesů mohu z vlastní praxe autorizovaného inženýra pro techniku prostředí doporučit k instalaci v otopné soustavě zařízení AQT pro biofyzikální úpravu vody.
Principem fyzikální úpravy vody je přepolarizování molekul minerál-ních i kovových částic. Změní se struktura krystalické mřížky, netvoří se inkrusty, uvolněné částice ulpí na vnitřním povrchu konstrukčních prvků použitých v otopné soustavě a nepoškozují regulační armatury, dojde k pasivaci kovů.

Nejedná se přitom o obvyklou magnetickou úpravu vody. Zařízení se instaluje do potrubí. Proud teplonosné kapaliny je uvnitř zařízení rozdělen do několika dalších proudů.

Obr. 2 • Netěsnosti způsobené korozí se nejčastěji vyskytují v dolních částech otopných těles, kde se usazují korozní produkty

Výhody fyzikální úpravy vody

Výrazným způsobem se 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.

Kapalina po úpravě není agresivní ani vůči všem komponentům v topné/chladicí soustavě, ani ve styku člověka při manipulaci.
Voda je permanentně upravována bez potřeby korigovat její vlastnosti a tím se i výrazně prodlužuje životnost všech komponentů, které přijdou do styku s takto upravenou vodou. Fyzikální úprava vody nepoužívá žádné chemické prostředky.
V zařízení není nic, co by se spotřebovávalo, nebo pohybovalo (opotřebovávalo), tudíž životnost zařízení v podstatě není omezena.

Výhody samotné instalace

Instalace zařízení probíhá za provozu, bez potřeby vypouštět soustavu. Veškeré instalace probíhají v technických prostorech, aniž by bylo nutné zasahovat do chodu budovy. Instalace je jednorázová záležitost, nenese s sebou nutnost aplikace dalších produktů na základě změny vody. Odpadají další provozní náklady spojené s úpravou vody.

Závěr

Zařízení pro úpravu vody AQT-150 bude instalováno do svislé části přívodního potrubí k rozdělovači.
Na základě jmenovitého průtoku teplonosné kapaliny byla určena dimenze zařízení AQT.

Po instalaci zařízení pro úpravu vody bude odstraněno dávkování chemikálií do teplonosné kapaliny. Otopná soustava bude doplňována vodou z vodovodního řadu.

Po 3 měsících uvedení zařízení do provozu doporučuji odebrat vzorek a provést kontrolní rozbor teplonosné kapaliny. Vlastnosti kapaliny dle směrnice VDI 2035 je třeba kontrolovat 1× ročně, o výsledcích zkoušek vést záznam.

Tab. 3 • Formy výskytu majoritních prvků ve vzorku

Literatura

[1] VDI 2035 Blatt 1: Berichtigung Vermeidung von Schäden in Warmwasser--Heizungsanlagen – Steinbildung in Trinkwassererwärmungs – und Warmwasser-Heizungsanlagen – Berichtigung zur Richtlinie VDI 2035 Blatt 1, 2005–12.
[2] VDI 2035 Blatt 2: Vermeidung von Schäden in Warmwasser-Heizungsanlagen – Wasserseitige Korrosion, 2009–08.
[3] BAJGAR, M.: Fyzikálně-bioenergetická úprava vody. Topenářství instalace, 2019, roč. 50, č. 3, s. 50–53. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3IMwsBe>.
[4] MATĚJČEK J.: Požadavky na kvalitu teplonosných kapalin. Topenářství instalace, 2017, roč. 51, č. 5, s. 38–40. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3fq4EI5>.
[5] MATĚJČEK, J.: Fyzikální úprava otopné a chladicí vody. Topenářství instalace, 2018, roč. 52, č. 5, s. 56–57. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3T0xGh5>.
[6] MATĚJČEK, J.: Chemické čištění otopné soustavy nemusí být bez problému. Topenářství instalace, 2018, roč. 52, č. 7, s. 36–38. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3W6AZob>.
[7] MATĚJČEK, J.: Technologie fyzikální úpravy vody – výsledky laboratorního měření. Topenářství instalace, 2021, roč. 55, č. 8, s. 54–57. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/3SQI8b0>.
[8] MATĚJČEK, J.: Splňuje demineralizovaná voda požadavky výrobců kotlů i výrobců otopných těles na kvalitu otopné vody? Topenářství instalace, 2022, roč. 56, č. 8, s. 40–43. ISSN 1244–0906. Dostupné z https://bit.ly/422gdJt>.
[9] Firemní podklady společnosti AQUATECHNOLOGY.

Inappropriate dosing of chemicals into heating systems

In another case from many years of experience as a forensic expert, the author describes the procedure for finding the cause of repeated corrosion of radiators and proposes measures to remedy the unsatisfactory condition.
In connection with the article, it is impossible not to mention the lecture of a prominent expert, Ing. Jiří Cikhart, DrSc., who pointed out about 50 years ago that chemicals dosing into heating systems is not carried out by shovels, but by spoons.
This principle still applies decades later, although today’s theme is more about a shift from chemical water treatment to physical-bioenergetic treatment.

Keywords: dosage of chemical products, corrosion inhibitor, heating system, recommended concentration, heat transfer fluid, radiator, physical and bioenergetic water treatment, laboratory measurements, corrosion processes, water quality.

❑ ❑ ❑