Na początku lat 90. pojawiły się w Polsce pierwsze kotły z zamkniętą komorą spalania. Ze względu na wysoką cenę tych urządzeń w tamtych czasach, jak i nie do końca zrozumiałe dla użytkowników oraz instalatorów ich zalety, nie podbiły one polskiego rynku. Obecnie są rozwiązaniem pośrednim pomiędzy kotłem standardowym, a kondensacyjnym.
Kotły atmosferyczne a turbo
W kotłach z zamkniętą komorę spalania (turbo) proces spalania odizolowany jest od pomieszczenia, w którym kocioł się znajduje. Urządzenia te nie pobierają powietrza z pomieszczenia, zaś sam proces jego zasysania, a potem wyrzutu spalin wymuszony jest przez wbudowany w kocioł wentylator. Natomiast w kotłach z otwartą komorą powietrze do spalania pobierane jest z pomieszczenia, a przepływ powietrza przez kocioł i wyrzut spalin odbywa się na zasadzie naturalnego ciągu wytwarzanego w kominie.
Zgodnie z przepisami „Prawa budowlanego” minimalna kubatura pomieszczenia w którym można zamontować kocioł bez zamkniętej komory spalania wynosi 8 m3, a turbo 6,5 m3.
Wymagana ilość powietrza do spalania
Warto sobie zdawać sprawę, iż w budynkach z nowoczesną stolarką okienną, okna sa bardzo szczelne i nie ma możliwości, by przez szczeliny pobrać wystarczającą ilość powietrza do spalania. A nie jest ona wcale taka mała np. kocioł gazowy o mocy 20 kW na godzinę swojej pracy zużywa 2,3 m3 gazu i ponad 30 m3 powietrza. Aby więc doprowadzić je do pomieszczenia w odpowiedniej ilości, należy wykonać nawiewny kanał wentylacyjny, zwany potocznie „zetką”. Niestety w związku z tym, szczególnie w zimie np. gdy temperatura na zewnątrz spada do -20°C, pojawia się problem bezpośredniego napływu zimnego powietrza do pomieszczenia. Kąpiel w tak wychłodzonej łazience nie będzie na pewno należała do przyjemności. Ponadto dostarczanie do komory spalania powietrza z dużą ilością pary wodnej oraz związków chemicznych z mydeł, proszków, czy dezodorantów niekorzystnie wpływa na elektronikę urządzenia, czujniki i elektrody. Dlatego, jeśli kocioł przewidziany jest do montażu w łazience lub kuchni, należy wybrać wersję z zamkniętą komorą spalania, która nie wymaga naturalnej wentylacji nawiewnej. Nie bez znaczenia jest również fakt, że kotły turbo umożliwiają zastosowanie wentylacji mechanicznej w pomieszczeniu.
Wsteczny ciąg kominowy
Zdarza się, iż wsteczny ciąg kominowy w kotłach atmosferycznych jest przyczyną blokady - wyłączenia urządzenia z pracy. W skrajnych sytuacjach dochodziło do zamrożenia i uszkodzenia takich głównych elementów urządzenia, jak wymiennik czy pompa. Problem ten zupełnie nie występuje w kotłach z zamkniętą komorą spalania.
Sposób wyprowadzenia przewodów kominowych
Ważnym atutem kotłów z zamkniętą komorą jest to, że spaliny z kotła o mocy nie przekraczającej 21 kW możemy wyprowadzić przez zewnętrzną ścianę budynku. Dotyczy to jednorodzinnych budynków wolno stojących. W przypadkach, gdy moc kotła przekracza 21 kW lub obiekt nie jest jednorodzinnym budynkiem wolno stojącym spaliny należy wyprowadzić nad dach (wymaganie to nie dotyczy budynków przemysłowych i magazynowych).
W kotłach turbo mamy też możliwość montażu współśrodkowych koncentrycznych przewodów powietrzno-spalinowych. W przewodach tych zasysane do kotła powietrze ogrzewa się od ścianki spalinowego przewodu środkowego. Natomiast w kotłach atmosferycznych przepływające przez niego powietrze odbiera ciepło z wymiennika pierwotnego, co prowadzi do jego schłodzenia. W konsekwencji termostat urządzenia spowoduje jego włączenie do pracy, nawet jeśli nie występuje zapotrzebowanie na ciepło ze strony instalacji grzewczej.
Jak widać bilans ciepła jest bardziej niekorzystny dla kotła z otwartą komorą spalania.
Moc potrzebna do ogrzania powietrza do spalania i na wentylację pomieszczenia to 0,5 kW, zaś strata ciepła wynikająca z przepływu powietrza przez kocioł to wartość rzędu 0,1 kW. W związku z tym, dla domu o powierzchni 180 m2, którego straty ciepła wynoszą 12 kW suma 0,5 kW + 0,1 kW stanowi aż 5% całego zapotrzebowania na ciepło budynku. Zwróćmy też uwagę, że sprawność kotłów z zamkniętą komorą spalania podawana przez producentów jest większa o 3% od w wersji z otwartą.
Bezpieczeństwo pracy
Jak wiemy kotły z zamkniętą komora spalania nie mają zamontowanego czujnika ciągu kominowego, co wcale nie oznacza, iż urządzenie nie będzie wyłączone z pracy np. w wyniku niewłaściwej konfiguracji przewodów powietrzno-spalinowych. W tym celu wyposażono je w presostat, który mierzy różnice ciśnienia na wlocie powietrza i wypływie spalin (powinna zawierać się w odpowiednim zakresie).
Dlatego bezwzględnie należy stosować się do wytycznych producenta kotła, bądź stosowanego systemu powietrzno-spalinowego. Błędne konfigurowanie przewodów powoduje wadliwą pracę urządzenia i jego wyłączenie. Właściwie dobrany system do danego typu kotła to taki, który zapewnia odpowiednie opory na zasysaniu powietrza przez wentylator i odpowiednie opory na tłoczeniu spalin. Spręż wentylatorów w kotłach z zamkniętą komorą wynosi od 80 do 150 Pa.
Systemy przewodów
Najczęściej stosowanym systemem przewodów powietrzno-spalinowych do kotłów turbo jest układ przewodów współśrodkowych koncentrycznych. W rozwiązaniu tym wewnętrzna rura jest rurą spalinową, a przestrzenią między rurą wewnętrzną a zewnętrzną zasysane jest powietrze do kotła. Na rynku dostępne są tego typu systemy w następujących wielkościach: 60/100, 80/125 lub 80/130.
Montaż systemów powietrzno-spalinowych nie należy do skomplikowanych. Rury zewnętrzne łączy się czołowo i uszczelnia opaskę, a spalinowe zazwyczaj zakończone są kielichem i uszczelką. Większość producentów przewiduje inne systemy przewodów do kotłów z zamkniętą komorą spalania, a inne do kotłów kondensacyjnych, gdyż różne są wartości temperatury spalin, jak i pH w obu przypadkach. Przekłada się to oczywiście na odmienne materiały, z których produkowane są rury i uszczelki.
Rozwiązania dla kotłów niekondensacyjnych
Dla poziomego wyprowadzenia przewodów przez ścianę zewnętrzną budynku lub dach należy zachowa spadek od kotła na zewnątrz od 1 do 5%. Długości przewodów w systemach współśrodkowych zależy od mocy kotła oraz oporów przepływu powietrza i spalin. Związane jest to z faktem, że opory te rosną w funkcji kwadratu prędkości (im mniejsza średnica, tym większa prędkość i większe opory).
Maksymalna długość przewodów współśrodkowych dla systemu 60/100 wynosi 6 m (dla 80/130 to 15 m) i należy ją zmniejszyć, uwzględniając każdy opór miejscowy, taki jak np. kolano czy trójnik. Właściwe wykonane zakończenie sytemu powinno rozdzielać zasysanie powietrza od wyrzutu spalin. W przypadku wyjścia nad dach zakończonego daszkiem, kierunek wyrzutu spalin jest poziomy, a powietrze zasysane jest od dołu. Z kolei dla wyrzutu poziomego spaliny wypychane są prosto, a bocznymi otworami zasysane jest powietrze.
Zastosowanie niewłaściwych zakończeń może spowodować to, iż spaliny zostaną zassane do kotła i zaburzą, a nawet zahamują proces spalania.
System do szachtu
Jeśli mamy do dyspozycji kanał wentylacyjny lub nowy i czysty szacht kominowy, to nie ma konieczności stosowania systemu współśrodkowego. Wystarczy, że prowadzimy tylko rurę spalinową o średnicy np. 80 mm. Powietrze wtedy zasysane jest przestrzenią między rurą spalinową a szachtem (natomiast połączenie między szachtem kominowym, a kotłem wykonujemy rurą współśrodkową). System ten można stosować w szachcie o maksymalnej długości do 9 m. Jeżeli zaś jest dłuższy, korzystamy z tzw. systemu rozdzielnego - połączenie między szachtem a kotłem wykonujemy dwiema rurami 80 mm i specjalną nakładką rozdzielającą. Rurę powietrzną o80 doprowadzamy tak, aby zasysała powietrze z szachtu. Warto pamiętać, iż w przypadku stosowania systemów do szachtu, każda rura musi mieć wspornik centrujący w szachcie. Gdy szacht jest brudny, np. po kotle stałopalnym, nie można z niego pobierać powietrza, systemy współśrodkowe są niewystarczające i zaleca się montować systemy rozdzielne. W systemie rozdzielnym powietrze zasysane jest z zewnątrz rurą o80 i wyrzut spalin pionowo rurą spalinową o takiej samej średnicy. W tym przypadku całkowita długość przewodów dochodzi do ok. 30 m.
Awarie a system odprowadzenia spalin do komina
Kocioł z zamkniętą komorą spalania zostanie wyłączony z pracy jeśli np:
• układ przewodów spalinowych jest nieszczelny i zasysane są spaliny zamiast powietrza;
• zastosujemy niewłaściwy element do poboru powietrza z pomieszczenia -presostat potraktuje to jako rozszczelnienie komory spalania;
• nastąpi zablokowanie przepływu spalin na skutek oblodzenia przewodów lub zgromadzenia się skroplin (powstających ze spalin, jak i z wilgoci z powietrza).
