UKŁAD ZAMKNIĘTY CZY UKŁAD OTWARTY

Dylemat?

Wybór między montażem kotła na paliwa stałe w układzie otwartym bądź zamkniętym domowej instalacji grzewczej, to aktualny dylemat wielu właścicieli domów jednorodzinnych chcących zbudować sprawny układ grzewczy lub zmodernizować już istniejący. 

Układ otwarty

Myśląc o układzie otwartym centralnego ogrzewania, natychmiast powinny nam nasuwać się do głowy instalacje, które posiadają kotły zasilane na paliwa stałe. Wśród nich wymienić możemy między innymi kotły na węgiel lub drewno. Ich najważniejszym wyróżnikiem jest zainstalowanie przelewowego naczynia wzbiorczego. Jego położenie musi się znajdować najwyżej względem wszystkich pozostałych elementów instalacji. W wyniku powstania niebezpiecznego nadciśnienia, zostaje ono wyrównany poprzez ciągły kontakt z powietrzem atmosferycznym. Często w przypadku zastosowania otwartego systemu centralnego ogrzewania mówimy o zagrożeniu zagotowania się wody. Podczas wrzenia woda zamienia się w parę wodną, która dzięki naczyniu znajduje swoje ujście w atmosferze. Jak wiadomo naczynie wzbiorcze przelewowe jest wypełnione wodą tylko do pewnego poziomu, która również znajduje się w pozostałych elementach całej instalacji grzewczej. Gdyby doszło do zwiększenia się objętości wody, uruchamia się kolejny czynnik zabezpieczający, czyli usunięcie nadmiaru wody do kanalizacji.

Kocioł w układzie otwartym - cechy systemu

Wodne instalacje centralnego ogrzewania systemu otwartego z grawitacyjnym lub wymuszonym obiegiem wody polegają na pozostawieniu pośrednio w stałym połączeniu całej armatury grzewczej z powietrzem.

W systemie znajduje się dodatkowo naczynie wzbiorcze (miejsce połączenia instalacji z powietrzem), mające za zadanie zabezpieczyć instalację przed nadmiernym wzrostem ciśnienia wody podczas przegrzania. Naczynie w połowie wypełnione jest wodą z systemu grzewczego i uzupełnione powietrzem, i jest najwyższym punktem instalacji grzewczej.

W układzie z pompą obiegową na rurze zasilającej/powrotnej powinien być zamontowany zawór różnicowy, tak aby w razie braku dostawy energii elektrycznej czy awarii pompy, zawór mógł się otworzyć, a obieg samoczynnie mógł zacząć pracować w systemie grawitacyjnym.

Zaleca się, aby kocioł został podłączony do układu instalacji grzewczej wyposażonej w zawór trój- lub czterodrożny.

W układzie otwartym zwiększa się prawdopodobieństwo wystąpienia korozji elementów instalacji. W kotłach z funkcją ochrony kotła przed „niskotemperaturową korozją" minimalna temperatura wody powrotnej do kotła nie powinna być niższa niż 55°C.

Generalnie układ otwarty zalecany jest dla instalacji grzewczych ze źródłami ciepła, w których nie można w przypadku zagrożenia przegrzania instalacji natychmiast odciąć źródła ciepła - kotły na paliwa stałe (węgiel, koks, drewno) oraz kominki z płaszczem wodnym.

Układ zamknięty

Standardowo, gdy mówimy o zasilanych automatycznie kotłach grzewczych, możemy mieć na myśli zamknięty układ centralnego ogrzewania. Do tego typu kotłów zaliczamy przede wszystkim takie, które są zasilane na gaz ziemny, prąd elektryczny lub olej. Centralne ogrzewanie w opisywanym układzie posiada zamknięte naczynie ciśnieniowe, nazywane inaczej naczyniem wzbiorczym membranowym. Nazwa wzięła się z obecności gumowej membrany, która wypełnia naczynie znajdujące się w kotle. Samo naczynie najczęściej przybiera spłaszczony kształt, bądź przypomina ono walec. Wbudowana membrana ma kontakt z jednej strony z wodą instalacyjną, natomiast z drugiej strony styka się z gazem, którego ciśnienie jest dokładnie regulowane przez specjalne zabezpieczenie.

Kocioł w układzie zamkniętym - cechy systemu

Kotły na paliwo stałe mogą także pracować w zamkniętych instalacjach grzewczych. Do tego celu wykorzystuje się specjalnie przystosowane kotły, które wyposaża się w urządzenia służące do odbioru nadmiaru ciepła, chroniącego układ przed przegrzaniem.

W tym układzie, na miejscu przelewowego naczynia wzbiorczego, zainstalowany jest zamknięty membranowy zbiornik ciśnieniowy. W kotłach o małych rozmiarach funkcję tę pełni wężownica, która schładza system dzięki możliwości przepływu zimnej wody wodociągowej, która następnie wypompowywana jest do kanalizacji. Wężownica ta zlokalizowana jest w wodnej części kotła.

W przypadku układów zamkniętych warto zabezpieczyć się w urządzenia, które ochronią system w razie braku prądu, np. zawór zabezpieczenia termicznego. Nie dopuszcza się jednak wyboru tego modelu instalacyjnego w domach zasilanych w wodę poprzez hydrofor oraz w miejscach narażonych na częste przerwy w dostawie wody. W takich przypadkach należy zrezygnować z montażu kotła w układzie zamkniętym. Modele o mocy grzewczej powyżej 100 kW oraz bez fabrycznego systemu nawiewu i sterowania również nie mogą być wykorzystywane w tego typu podłączeniach.

Zalecana temperatura pracy to 60-80°C, przy czym maksymalna dopuszczalna temperatura wynosi 85°C, a maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze 1,5 bara.

Generalnie układ zamknięty zalecany jest dla instalacji grzewczych opierających się na kotłach z automatyczną dostawą paliwa - kotły gazowe, olejowe, elektryczne. W przypadku zagrożenia przegrzania instalacji taki kocioł można natychmiast (automatycznie) wyłączyć.

Największe różnice

Do największych różnic pomiędzy układem otwartym, a zamkniętym zalicza się:

• W układzie otwartym elementem odpowiedzialnym za regulację ciśnienia jest naczynie wzbiorcze przelewowe, natomiast w układzie zamkniętym rozróżniamy zamknięte naczynie ciśnieniowe.

• Położenie naczynia wzniorczego przelewowego w układzie otwartym musi posiadać maksymalną wysokość nad pozostałymi podzespołami. W układzie zamkniętym ten warunek nie musi być spełniony.

• Zastosowanie układu otwartego nie pozwoli nam na natychmiastowe odcięcie dopływu paliwa do kotła, co jest możliwe przy układzie zamkniętym.

Zalety i wady

Każdy z tych układów posiada swoje specjalnie dopasowane zabezpieczenia przed nagłym wzrostem ciśnienia w kotle, co jak wiadomo może doprowadzić do jego wybuchu. Należy zatem dostosować się do specyfiki konkretnego układu w kontrolowaniu tego czynnika. Wielu specjalistów uważa, że centralne ogrzewanie w układzie zamkniętym, będzie wyróżniać się dłuższą eksploatacją. Ponadto zwracają szczególną uwagę na funkcjonowanie układu otwartego, w którym główną rolę odgrywa woda. Aby nie doprowadzać do powstawania rdzy, można zapobiegać jej poprzez stosowanie inhibitorów korozji. W układzie otwartym często dochodzi do zjawiska parowania wody, dlatego należy ją uzupełniać.

Jak to było?

Instalacja kotła na paliwa stałe w zamkniętym układzie przez wiele lat nie była w naszym kraju możliwa. Zabraniało tego polskie prawo, a za nim również sami producenci kotłów, którzy w warunkach gwarancji dopuszczali możliwość montażu ich urządzeń grzewczych wyłącznie w układzie otwartym.

Na szczęście od 2009 roku, polskie przepisy pozwalają na montaż kotła w instalacji zamkniętej co wiąże się z licznymi korzyściami dla użytkownika kotła. Zamknięty układ instalacji c.o. ma lepszą sprawność, nie zapowietrza się, jest także bardziej odporny na korozję. Także wielu producentów grzejników jako jeden z warunków gwarancji wymagają montażu grzejników w układzie zamkniętym instalacji c.o. Niestety nie każdy fachowy instalator wie, że polskie prawo oraz warunki gwarancji kotła nakazują, aby kocioł c.o. montowany w układzie zamkniętym wyposażony był w urządzenie do odprowadzania nadmiaru ciepła, które w sytuacjach awaryjnych zapobiegnie nadmiernemu wzrostowi temperatury wody i jej zagotowaniu się w płaszczu wodnym. Instalując kocioł bez odpowiedniego zabezpieczenia, narażamy się na utratę gwarancji na kocioł oraz działamy wbrew polskim przepisom.

Wężownica schładzająca

Niektórzy producenci, jako takie urządzenie zabezpieczające, montują w swoich kotłach wężownice schładzające, przez które z sieci wodociągowej doprowadzana jest zimna woda mająca odbierać ciepło z wody gorącej znajdującej się w płaszczu wodnym. Następnie ogrzana woda z wężownicy odprowadzana jest do kanalizacji.

Zawór DBV

Rozwiązaniem tańszym, lecz nie mniej skutecznym jest użycie w instalacji dwudrogowego zaworu schładzającego. Dobrym przykładem takiego urządzenia jest zawór DBV1 firmy Regulus stosowany jako zabezpieczenie w naszych kotłach.

Jak to działa?

Jego zasada działania polega na tym, że w momencie gdy temperatura wody w kotle osiągnie wartość bliską 100 oC, zawór zostaje otwarty i z jednego otworu wylotowego następuje wyrzut gorącej wody do kanalizacji, podczas gdy drugim doprowadzana jest do kotła chłodna woda z sieci wodociągowej schładzająca kocioł.

Należy pamiętać aby urządzenie to zamontować najlepiej bezpośrednio na kotle, w miejscu wylotu gorącego czynnika grzewczego, gdyż gwarantuje to odczytanie najbardziej dokładnej temperatury wody przez element termostatyczny umieszczony u jego dołu. Natomiast otwór przyłączeniowy zaworu doprowadzający zimną wodę schładzającą kocioł należy połączyć z króćcem wody powracającej do kotła.

Zastosowanie dwu-drogowego zaworu schładzającego, jest rozwiązaniem znacznie prostszym w użyciu i tańszym, niż zakup kotła z wbudowaną wężownicą, a jednocześnie równie skutecznym i bezpiecznym oraz gwarantującym zgodność naszej instalacji c.o. z przepisami polskiego prawa.

Układ mieszany

W instalacji pracującej w układzie mieszanym kocioł (w układzie otwartym) współpracuje z instalacją za pośrednictwem wymiennika płytowego.

Ze względu na małą pojemność wodną instalacji po stronie układu otwartego zalecany jest montaż zaworu zabezpieczenia termicznego przed przegrzanie. Za wymiennikiem znajduje się instalacja grzewcza pracująca w systemie zamkniętym.

Zawór termostatyczny stanowi zabezpieczenie termiczne kotła instalowanego w układzie otwartym współpracującego z instalacją za pośrednictwem wymiennika płytowego. Z kolei na rurach bezpieczeństwa, wzbiorczej, przelewowej i odpowietrzającej nie wolno instalować żadnych zaworów, a rury te oraz naczynie wzbiorcze należy zabezpieczyć przed zamarznięciem w nich wody.