Jak provést uzemnění pro plynový kotel: požadavky na uzemnění a návod k montáži

Instalace plynového kotle pomůže vyřešit otázku vytápění, teplé vody a optimalizace vnitřního mikroklimatu v domě podle Vašeho uvážení. Aby se však předešlo poruchám a eliminovalo riziko vznícení plynu, musí být montáž a další provoz takového výkonného elektrického zařízení prováděn v souladu se všemi předpisy. Souhlasíte?

My vám poradíme, jak provést uzemnění plynového kotle v souladu se stavebními normami a doporučeními PUE. V námi nabízeném článku je podrobně rozebrána montážní technologie. Naše rady ohledně výběru materiálu a provedení předběžných výpočtů vám umožní bezchybně uzemnit zařízení.

Proč je nutné uzemňovat plynový kotel?

Povinným prvkem zařízení každého plynového kotle je kovový plášť, na jehož povrchu vznikají statické náboje při připojení zařízení k síti.

A pokud se nepostaráte o „cesty odvodu“ pro elektřinu, může v jednom nepříznivém okamžiku selhat celá elektronická součást zařízení nebo její jednotlivé prvky. Například deska nebo řídicí systém.

Aby k tomu nedošlo, je kotel „pojištěn“ uzemněním – vodičem, který spojuje elektrické zařízení s uzemňovačem, a ten pak přímo s půdou. Země má vlastnost „pohlcovat“ elektrický proud, proto její prostředí bude zárukou bezpečnosti před selháním zařízení při přepětí nebo zkratech v síti.

Ať už zvolíte jakýkoli typ kotle – plynový, na tuhá paliva, elektrický – správná montáž zařízení není možná bez vybudování uzemňovacího okruhu

Uzemnění je nutné, aby:

• Snížit výbušnost zařízení – statická elektřina se často stává příčinou samovznícení zařízení pracujících s plynem, a to ještě pod tlakem.
• Vyloučit pravděpodobnost úrazu – kovový kryt někdy „prorazí“ a při dotyku může člověk pocítit zásah elektrickým proudem od lehkého brnění až po silný výboj s následným smrtelným následkem.
• Předejít poruše automatiky – desky plynových kotlů jsou citlivé na přepětí a jejich výměna vyjde minimálně na třetinu ceny samotného zařízení.

Kromě toho bude mít pracovník bez uzemnění kotle mnoho otázek od inspektorů plynárenské služby, které mohou vyústit v citelné pokuty a nucené odpojení zařízení. Proto se vyplatí vybavit uzemňovací okruh v každém případě, protože nejde jen o ekonomické nuance, ale i o vaši bezpečnost.

Jemnosti uspořádání okruhu

Uzemňovací systém může být přirozený nebo umělý. K první variantě patří konstrukce z kovu nebo železobetonu, které jsou v přímém kontaktu se zemí. Může to být základ budovy, potrubí nebo jiné podzemní komunikace.

Ale pro plynový kotel přirozené uzemnění předpokládá alespoň dva kontakty s jednotlivými částmi tělesa, přičemž potrubí kanalizace, topení a plynovod jsou v tomto případě vyloučeny. Proto se při montáži častěji používá umělý systém, jehož uspořádání si probereme.

Jaký materiál zvolit pro uzemňovače?

Pro umělé uzemnění se vodiči-elektrodami stávají tyče nebo trubky, které jsou vzájemně spojeny kovovými pásy. Jsou instalovány svisle v tloušťce zeminy, aby byla zajištěna funkce systému i v zimním období, kdy horní vrstva země promrzá.

Důležitou podmínkou je, že kovové prvky nesmějí být chráněny proti korozi izolačním materiálem.

Životnost uzemňovacího obvodu do značné míry závisí na přítomnosti antikorozní ochrany na jeho elektrodách – nejdéle vydrží poměděné a nerezové prvky

V prodeji lze nalézt i hotové sady pro uzemňovací systém, které se skládají z ocelových tyčí (obvykle s měděným povlakem) a speciálních špičatých hrotů pro půdu různé hustoty.

Do sady také patří antikorozní prostředek pro ošetření systému před montáží a spojovací prvky – mosazné spojky, svorky. Hlavní výhodou takového řešení je, že obvod lze sestavit bez svařování a dlouhé přípravy.

I když kontrolní orgány prosazují hotové sady pro uzemnění, konstrukci je možné vyrobit svépomocí – nebude to považováno za porušení a vyjde několikanásobně levněji

Pro sestavení systému z dostupných materiálů je třeba zvážit několik důležitých aspektů:

• Kovové konstrukce určené k instalaci do země mohou být vyrobeny z profilové trubky, I-profilu, U-profilu, úhelníku.
• Kov uzemňovače musí být chráněn před zničením pozinkováním, poměděním nebo v krajním případě antikorozní pastou.
• Průřez vodiče spojujícího nulovou fázi rozvaděče s uzemňovacím obvodem závisí na druhu kovu, ze kterého je vyroben. Pro měď je optimální hodnota 1 cm², pro ocel – 7,5 cm² a pro hliník – 16 cm².
• Odpor uzemňovače pro písčitou půdu by neměl překročit 50 Ω, pro jílovitou půdu – maximálně 10 Ω.
• Materiály pro elektrody by měly být voleny také s ohledem na odpor obvodu. Optimální variantou jsou dvoupalcové trubky nebo úhelníky o délce od 2 m a průřezu od 5 cm².
• Uzemňovací přípojnice je provedena z měděného nebo ocelového pásu (hliník je pro tento případ zakázáno použít).

Dodržení těchto požadavků a správně provedená montáž uzemňovacího obvodu pomůže vyloučit námitky ze strany inspektorů plynárenské služby bez ohledu na to, zda jste použili hotový modulární systém nebo jej sestavili vlastnoručně.

Výpočet parametrů okruhu

V seznamu požadavků na uspořádání uzemnění je několik ukazatelů, jejichž způsob zjištění může být nejasný začátečníkovi v oboru elektro – například kolik přesně elektrod bude potřeba pro správný provoz systému nebo jak změřit odpor okruhu. Pokusíme se objasnit základní principy stanovení těchto parametrů.

Zjistit měrný odpor půdy, zemnicích zařízení jakékoli konfigurace a dokonce i přítomnost spojení mezi elektrodami lze pomocí speciálního měřicího přístroje.

Uzemnění se provádí po instalaci plynového kotle v rodinném domě. Fyzikální parametry zemnicího okruhu se volí převážně experimentálně. Tento praktický způsob je vhodný pro ty, kteří se obávají zabřednout do složitých teoretických výpočtů.

Algoritmus provádění prací je následující:

• Vezměme za základ okruh ve tvaru rovnoramenného trojúhelníku ze tří kovových tyčí o délce 3 metry.
• Spojíme vodiče.
• Vezmeme ohmmetr (přístroj pro měření odporu) a změříme hodnoty pro okruh. Za ideální se považuje hodnota 4 Ω.
• Pokud získaný výsledek výrazně překračuje optimální hodnotu – přidáme k okruhu další prvek, znovu zkontrolujeme odpor. Pokračujeme, dokud nedosáhneme ideální hodnoty nebo alespoň maximální přípustné hodnoty pro okruh kotle, kterou je 10 Ω.

Ale lze určit potřebný počet elektrod i pomocí vzorců, výběrem vhodných variant pro svůj případ.

Podle tohoto vzorce lze zjistit odpor pro jednu elektrodu, pokud je na pozemku, kde se dům nachází, půda homogenní a nevrstevnatá.

Do vzorce je třeba dosadit průměrnou hodnotu měrného odporu v závislosti na typu půdy, ve které bude uzemnění umístěno:

• vlhký písek – 500 Ω·m;
• tvrdá hlinitopísčitá půda – 300 Ω·m;
• jílopísčitá směs – 150 Ω·m;
• hlinitá půda – 100 Ω·m;
• polotvrdá jílovitá půda a černozem – 60 Ω·m;
• zahradní zemina – 40 Ω·m;
• plastická hlinitá půda – 30 Ω·m;
• rašelina – 25 Ω·m;
• plastická jílovitá půda a slanisko – 20 Ω·m.

Nejméně vhodné pro instalaci zemnicího okruhu jsou kámen a skalnatá půda. V tomto případě bude nutné vybudovat umělý násyp.

Pro nehomogenní půdu bude výpočet odporů pro jednu elektrodu složitější, ale i to je možné provést dosazením vašich údajů do uvedeného vzorce.

Hodnota sezónního klimatického koeficientu odporu půdy závisí na lokalitě, kde se nachází váš dům. Běžně se dělí do 4 skupin.

Korekce na klimatické zvláštnosti je obzvláště důležitá pro oblasti s chladnými zimami, protože v promrzlé půdě účinnost uzemnění výrazně klesá.

Existují také složitější algoritmy pro přesné určení parametrů elektrod a dokonce speciální programy pro jejich výpočty. Pro správnou funkci plynového kotle však postačí řídit se obecnými doporučeními pro vybudování standardního uzemňovacího okruhu.

Použití uzemňovačů z měděné oceli umožňuje budovat systémy v půdách s jakýmikoli fyzikálně-mechanickými vlastnostmi:

Montáž uzemňovacího systému pro kotel

Pro instalaci okruhu bude potřeba vyhradit volné místo, které se nachází ve vzdálenosti nejméně jeden metr, ale ne více než 5 metrů od základů domu.

Tento pozemek nelze v budoucnu použít pro stavbu různých přístaveb, sadové úpravy, a vůbec je pro člověka nebezpečné se na něm zdržovat, protože v případě aktivace to může skončit smrtelným úrazem. Proto je vhodné okruh ohraničit obrubníkem a místo zkrášlit nějakou kamennou kompozicí nebo ozdobit zahradní sochou.

Projektování a přípravné práce

K provedení uzemnění plynového kotle se nejprve na vyhrazeném pozemku nakreslí model budoucího okruhu. Nejčastěji se používá schéma, které předpokládá umístění uzemňovačů po stranách rovnoramenného trojúhelníku.

Okruh však může mít také tvar linie, čtverce nebo mnohoúhelníku – vše závisí na vypočteném počtu elektrod a umístění samotné budovy.

Ačkoli se tradičně pro uspořádání obvodu volí rovnoramenný trojúhelník o stranách 0,5–2,5 m, při nedostatku volného místa u domu může být systém i lineární.

Pro sestavení domácí konstrukce budete potřebovat následující nástroje:

• svářečku pro spojení kovových prvků systému;
• brusku na řezání a ostření trubek nebo tyčí;
• příklepovou vrtačku nebo vrtačku pro zavedení zemnícího kabelu do domu.

Dále je třeba připravit nástroj pro kopání. Minimální sada, kterou jistě najdete v zásobě majitelů rodinného domu – rýč a těžké kladivo. Pokud je však na pozemku tvrdá půda, je lepší použít jamkový vrták nebo motorový vrták, které výrazně usnadní „hloubkovou“ fázi práce.

Instalace a připojení okruhu

Nyní si krok za krokem ukážeme, jak vytvořit trojúhelníkový obvod pro uzemnění plynového kotle. Nejprve je třeba vykopat příkopy podél čar předem nakresleného plánu. Optimální šířka každého výkopu je 35–40 cm, hloubka 50–70 cm. Z nejbližšího vrcholu trojúhelníku k domu vede přímý výkop k základům.

Trojúhelníkové schéma je jednoduché a spolehlivé, protože i při poškození kovového propojení mezi tyčemi bude nadále fungovat z druhé strany.

Pomocí těžkého kladiva nebo jamkového vrtáku se do vrcholů trojúhelníku vertikálně zatloukají elektrody – ocelové vodiče z trubek nebo úhelníků. Pro usnadnění tohoto procesu můžete předem na brusce nabrousit spodní okraj každého kusu.

Instalují se do takové hloubky, aby vzdálenost od dna příkopu k hornímu okraji vodiče byla 15–20 cm (tedy celá konstrukce bude později pokryta vrstvou zeminy 30–55 cm).

Dále je třeba elektrody vzájemně propojit. Do výkopů vyhloubených podél stran trojúhelníku položte ocelový vodič o průřezu 4,8–5 cm² nebo pás šířky 4 cm a tloušťky nejméně 4 mm.

Celý postup zařízení zemnícího obvodu zahrnuje řadu standardních kroků:

Hotové sady pro uzemnění lze spojovat šrouby, které jsou součástí balení. U domácích konstrukcí je nejlepším řešením bodové svařování.

Názorné schéma zařízení uzemňovacího obvodu pro plynový kotel, k jehož výrobě byly použity ocelové pásy a tři elektrody.

Poté je třeba k ocelovému vodiči přivařit vodorovný kovový pás, který bude vyveden příkopem na plánované místo pro zavedení uzemnění do samotné budovy. Zvedá se nad úroveň slepé oblasti přibližně o 50 cm (lze použít i ocelový kolík).

Nyní je třeba zavést uzemnění do domu. K tomu se pomocí příklepové vrtačky udělá ve zdi otvor, kterým se provleče měděný drát. K pásu se přivaří šroub M8. Měděný drát se upevní jedním koncem na svorku na uzemňovací liště a druhým na kovovou desku na soklu.

Schéma připojení pomocí třívodičového kabelu k obvodu a sloupu elektrického vedení (pro organizaci takového připojení je nutné získat povolení od místních energetických sítí)

Poté se plynový kotel připojí k rozvaděči přes jednotlivý jistič pomocí třívodičového kabelu. Dále se doporučuje instalovat stabilizátor napětí.

Jak zkontrolovat funkci a získat protokol o uzemnění?

Pomocí měřicího přístroje zjistěte odpor šíření proudu v obvodu. Pokud výsledek měření odporu uzemnění nepřekračuje maximální povolenou hodnotu 10 Ω, lze příkopy zakopat.

Pokud se zjistí odchylky, přidejte potřebný počet elektrod, ujistěte se, že je odpor v normě. Uzemnění je hotové, lze zakopat obvod a zavolat inspekci.

Pro zasypání příkopů s uzemňovači používejte pouze homogenní zeminu, bez příměsí kamenů a stavebního odpadu, a místo vstupu systému do domu chraňte před srážkami PVC krabicí.

Mimochodem, existuje ještě jeden způsob kontroly funkčnosti systému. K tomu budete potřebovat jednoduchou žárovku o výkonu 100 W (nebo větší), kterou zašroubujete do objímky s prodlužovacím kabelem. Pak se jeden konec prodlužovacího kabelu připojí k jedné z vodorovných ocelových pásků umístěných po stranách uzemňovacího trojúhelníku a druhý konec k fázi 220 V.

Porovnáváme výsledek:

• Žárovka svítí jasně, jako by byla připojena do zásuvky – obvod funguje.
• Žárovka svítí, ale světlo je slabé nebo bliká – přivařte ještě jednou spoje konstrukce.
• Žárovka nesvítí – je třeba zkontrolovat integritu celého schématu, od kvality svarů až po připojení k rozvaděči.

Zástupci kontrolních orgánů se obvykle při kontrole připravenosti zařízení k provozu řídí doporučeními PUE uvedenými v bodech 1.7-1.8. Stanovují odpor zeminy a uzemňovacího obvodu, správnost připojení k rozvaděči plynového kotle a další parametry.

Bez aktu a protokolu kontroly od plynárenské služby vám mohou odmítnout připojení vašeho domu k plynové síti.

Pokud jsou všechny ukazatele v normě, vydá se akt o uzemnění. Představuje soubor technické dokumentace zahrnující zprávu o provedených testech s uvedením seznamu použitých měřicích přístrojů, osvědčení o registraci laboratoře, protokol kontroly obvodu mezi uzemňovací smyčkou a kotlem a závadovou listinu.

Se specifiky uzemnění vany v bytě ve vícepodlažním domě vás seznámí následující článek, který doporučujeme přečíst.

Závěry a užitečné video k tématu

A na závěr nabízíme výběr videí, kde můžete získat názornou představu o tom, jak bezpečně uzemnit plynový kotel v rodinném domě.

V tomto videu můžete vidět konstrukci uzemňovací smyčky ze 4 tyčí s cílem dosáhnout odporu až 7 ohmů:

Další možnost uspořádání smyčky plynového kotle pro rodinný dům připojený ze sloupu:

Systém uzemnění je důležitým krokem, který byste při instalaci plynového kotle neměli zanedbat. A pokud si nejste jisti, že dokážete správně nainstalovat a připojit smyčku k rozvaděči, raději neriskujte a obraťte se na stavebníky, protože v sázce není jen zachování drahého zařízení, ale také to nejdůležitější – vaše bezpečnost a dokonce i život.

Povězte nám, jak jste budovali systém uzemnění na svém pozemku. Není vyloučeno, že máte informace, které by mohly být užitečné pro budoucí samostatné montéry uzemňovacích systémů. Pište prosím komentáře, publikujte fotografie k tématu a ptejte se v bloku níže.