Zapewnienie kompleksowego bezpieczeństwa domownikom i użytkownikom jest jednym z najważniejszych wymogów, które wiążą się z eksploatacją urządzeń grzewczych. Kryterium ochronne stanowi kluczowy warunek, który powinien być uwzględniony już w trakcie projektowania i konstruowania kotłów automatycznych na paliwa stałe, w tym na pelet. Na podstawie doświadczeń i symulacji działania, obecnie stosuje się wielokrotne zabezpieczenia przeciwko niewłaściwym stanom pracy urządzeń grzewczych.
Jedną z wyjątkowych sytuacji alarmowych może być cofnięcie się płomienia lub żaru, czego konsekwencją bywa zapłon paliwa w zasobniku. Opisane zdarzenie jest zagadnieniem, które może być spowodowane zbiegiem kilku pechowych okoliczności, takich jak przerwy w dostawie energii elektrycznej, dobór skrajnie niewłaściwych nastaw palnika i układu podającego (czasu podawania, przerwy oraz mocy dmuchawy), wystąpienie nieszczelności wynikających z błędów montażowych lub konstrukcyjnych, zaniedbania użytkownika oraz stosowanie paliwa i dodatków o niewłaściwych parametrach.
Podwójne Zabezpieczenia w Kotłach Peletowych
Sytuacja zapłonu paliwa w zasobniku jest eliminowana w większości kotłów peletowych dostępnych na polskim rynku. Choć urządzenia grzewcze różnią się pod względem konstrukcyjnym (np. umieszczeniem i pozycją zasobnika paliwa, budową wymiennika, czy konstrukcją palnika), sposoby uniknięcia omawianego problemu są zbliżone. Najczęściej stosuje się zabezpieczenie dwustopniowe, tj. mechaniczne i elektroniczne, które razem zapewniają pewną, podwójną ochronę.
Zwyczajowo, zabezpieczenie elektroniczne, czyli te ujęte w algorytmie sterownika, działa priorytetowo, umożliwiając szybkie ponowne uruchomienie kotła po usunięciu problemu. Odmiennie jest natomiast w przypadku zadziałania zabezpieczenia mechanicznego, które często wiąże się ze zniszczeniem któregoś z elementów kotła lub zalaniem zasobnika wodą. Słuszność stosowania podwójnego systemu zabezpieczenia uwidacznia się w problemie przerwy w dostawie energii elektrycznej (lub awarii sterownika). W takim przypadku funkcję odcięcia płomienia lub żaru przejmuje zabezpieczenie mechaniczne, które działa niezależnie od algorytmów sterownika.
Mechaniczne Systemy Zabezpieczające
Wśród dostępnych zabezpieczeń istnieje wiele typów elementów ochronnych, których konstrukcja i działanie są podporządkowane budowie kotła. Na krajowym rynku można wyszczególnić kilka rozwiązań:
"Strażak" z Korkiem Parafinowym
Jednym z rozwiązań jest zbiornik wodny (tzw. strażak), będący pojemnikiem z wodą zakorkowanym zaślepką parafinową. W momencie niebezpiecznego wzrostu temperatury w zasobniku, korek parafinowy mięknie, uwalniając zgromadzoną w pojemniku wodę, która zalewa i wygasza paliwo.
Strażak, jako element zabezpieczający, montowany jest w kotłach, w których układ podający z zasobnikiem jest na stałe zintegrowany z palnikiem. Rozwiązanie to często stosuje się w urządzeniach grzewczych z palnikiem retortowym i rynnowym.
Inne Rodzaje Mechanicznych Zabezpieczeń
- Elastyczna rura z topliwego materiału - giętki przewód spełnia podwójną funkcję: transportującą i ochronną. W przypadku właściwej pracy układu podającego, rura stanowi połączenie pomiędzy palnikiem a zasobnikiem. W stanach wyjątkowych, gdy płomień zacznie się cofać, przewód ulega stopieniu, znacznie ograniczając strefę zagrożenia. Jest to zabezpieczenie powszechnie stosowane w kotłach z palnikiem peletowym.
- Śluza bezpieczeństwa - zamknięte w stalowym korpusie komory podawcze, które stanowią system bezpośredniego podawania peletu z zasobnika. Obrót wału z komorami zapewnia podawanie odpowiedniej ilości paliwa, przy jednoczesnym izolowaniu części zsypu palnika od zasobnika. W momencie wystąpienia zagrożenia i wzrostu temperatury w obrębie śluzy, mechanizm podawczy jest zatrzymywany.
- Zawór termostatyczny (np. STS, VST112, BVTS) - zawór, który w sytuacjach zagrożenia (wzrostu temperatury w obrębie zsypu na rurze zasobnika) otwiera przepływ wody sieciowej. Paliwo zgromadzone w zasobniku jest zatapiane, aż do momentu obniżenia temperatury w miejscu montażu kapilary zaworu. Rozwiązanie to, podobnie jak w przypadku strażaka z korkiem parafinowym, stosowane jest w urządzeniach grzewczych, których zasobnik jest na sztywno połączony z palnikiem.
Zawór termostatyczny działa w sposób niezawodny niezależnie od temperatury otoczenia, a jego funkcjonowanie nie wymaga dostarczania energii z zewnątrz. Jest aktywowany przez wzrost temperatury. Przykładowo, zawór jest wyregulowany, aby otworzyć się przy temperaturze czujnika 95ºC, a nastawa zaworu jest stała i nie może być zmieniona przez użytkownika. Gdy temperatura wokół czujnika wzrośnie, podgrzaniu ulega również napełnienie czujnika, powodując wzrost ciśnienia. Ciśnienie to poprzez kapilarę jest przenoszone do mieszka i oddziałuje na zawór.
W niektórych systemach „strażak” może być urządzeniem, które oprócz zbiornika na wodę (o pojemności około 6 litrów) posiada w sobie zamontowany zawór termostatyczny (np. firmy Regulus), przeznaczony do montowania w kotłach z podajnikami, szczególnie tych opalanych pelletem, owsem, zrębkami drewnianymi czy wiórami. Taki zawór zapewnia ochronę przed cofnięciem się płomienia przez monitorowanie temperatury w podajniku paliwa. Jeśli temperatura przekroczy 95°C, zawór otwiera się i umożliwia dopływ odpowiedniej ilości wody w celu wygaszenia ognia w podajniku. Po zadziałaniu zawór zamyka się, aby zminimalizować konieczność dalszego czyszczenia i konserwacji.
Parametry techniczne przykładowego zaworu termostatycznego (np. Regulus):- Medium: woda
- Maks. ciśnienie robocze: 10 bar
- Temperatura wody: 5 do 110 stopni C
- Temperatura otwarcia: 95 stopni C
- Histereza: 6 stopni C
- Temperatura otoczenia: 0 do 125 stopni C
- Przepływ: 2,4 m³/h przy ciśnieniu wody min. 1 bar i temp.
Termostat / jak działa? (animacja 3D)
Elektroniczne Systemy Ochronne
Zabezpieczenie wpisane w algorytm sterownika z reguły działa w taki sposób, aby usunąć żar z miejsc zagrożenia. Takie rozwiązanie, w najczęstszym przypadku, skutkuje przejściem ślimakowego układu podającego w niestandardowy tryb pracy ciągłej. Zgodnie z tym, w chwili wystąpienia awarii i cofnięcia się żaru, czujnik temperatury przekazuje informacje do sterownika, który przerywa standardowe działanie kotła. W tym czasie, regulator urządzenia natychmiast wyłącza wentylator i rozpoczyna pracę motoreduktora.
W wyniku uruchomienia ciągłego podawania, ślimak wypycha niebezpieczny żar w kierunku rusztu, gdzie paliwo ulega dopaleniu. W przypadku różnych kotłów i układów podających, usuwanie żarzącego się paliwa może wyglądać trochę inaczej. Co więcej, różne sterowniki mogą inaczej reagować na stan zagrożenia, np. w odmienny sposób prowadząc cykle usuwania żaru - tj. z różnym czasem podawania w trybie ciągłym oraz z różną częstotliwością weryfikacji spadku temperatury w strefie zagrożenia. Po zadziałaniu zabezpieczenia sterownika, ponowne uruchomienie kotła wymaga interwencji użytkownika.
Rola Użytkownika w Zapewnieniu Bezpieczeństwa
Opisując zagrożenia związane z cofnięciem się płomienia w strefy zagrożenia, należy zaznaczyć, że bardzo istotna jest właściwa obsługa kotła. Odpowiednio częste przeprowadzenie konserwacji i oględzin elementów urządzenia grzewczego pozwala znacząco wyeliminować zagrożenie, nie tylko związane z cofnięciem się żaru. Ponadto, czyszcząc kocioł, zapewniamy sobie nie tylko bezpieczeństwo, ale także ekonomiczną pracę urządzenia grzewczego.
Podsumowując, należy zawsze pamiętać, że urządzenia grzewcze nie są zupełnie automatyczne i bezobsługowe. Zgodnie z tym, za właściwą pracę kotłów odpowiada użytkownik. Niezbędne jest zatem, aby osoby obsługujące urządzenia grzewcze zostały właściwie przeszkolone i poinformowane o konsekwencjach niewłaściwej obsługi. Część ze wspomnianych informacji przedstawiona jest w instrukcjach obsługi, z którymi użytkownicy powinni zapoznać się już przed pierwszym uruchomieniem kotła. Niestety, wystąpienie sytuacji alarmowych (opisanych powyżej lub innych) może wynikać z często zwielokrotnionych zaniedbań użytkownika kotła.
tags: #strazak #pieca #z #korkiem #parafinowym