Proplachování výměníku tepla plynového kotle: metody čištění a prostředky pro odstraňování minerálních usazenin

Horká voda z kohoutku a stabilních +23 °C v domě, když venku panuje silný mráz – není pravda, že tyto výhody civilizace jsou už samozřejmostí? Nyní odpovězte na jednoduchou otázku: byl proveden proplach výměníku tepla plynového kotle po předchozí topné sezóně? Pokud je vaše odpověď „ne“ – riskujete, že v zimním období zůstanete bez tepla.

Aby k tomu nedošlo, přečtěte si náš článek o boji s vodním kamenem a prevenci hromadění minerálních usazenin. Podrobně uvádíme v praxi osvědčené metody boje s vápenatým povlakem, kvůli kterému klesá účinnost zařízení a roste spotřeba paliva. Naše rady pomohou zvýšit přenos tepla a prodloužit životnost kotle.

Jak vzniká a čím je nebezpečný vodní kámen

Žádná kapalina se nevyrovná běžné vodě, co se týče měrné tepelné kapacity. V závislosti na teplotě a tlaku se tento ukazatel pohybuje v rozmezí od 4174 do 4220 joulů/(kg·K). Voda je netoxická, dostupná a levná, což z ní činí téměř ideální nosič tepla.

Přesto má H₂O podstatnou nevýhodu – ve svém přirozeném stavu obsahuje soli kovů alkalických zemin Ca a Mg. Při zahřívání vytvářejí na vnitřních površích zařízení pro výměnu tepla nerozpustné uhličitanové, neboli vápenaté usazeniny – vodní kámen.

Tvrdá voda je typická pro značnou část Ruska a zejména pro střední pásmo, kde stupeň mineralizace dosahuje maxima

Negativní důsledky tvorby vodního kamene jsou následující:

• klesá účinnost;
• klesá tlak vody;
• urychluje se opotřebení kotle;
• rostou náklady.

Domácí kotle na vytápění a ohřev vody jsou převážně vybaveny povrchovými výměníky tepla, ve kterých se teplo předává přes povrchy kovových stěn. Ale vodní kámen má vysoký tepelný odpor, tedy nízkou tepelnou vodivost.

Z tohoto důvodu se u znečištěných výměníků snižuje součinitel prostupu tepla, což vede ke snížení teploty teplonosné látky v topném okruhu a nedostatečnému ohřevu vody na výstupu okruhu teplé vody.

Pokud Váš kotel špatně ohřívá vodu, zkontrolujte stav výměníku tepla, možná je problém ve vodním kameni, který způsobil snížení účinnosti.

Tuhé usazeniny o tloušťce pouhých 0,2 mm zvyšují spotřebu paliva o 3 %. Pokud tloušťka vodního kamene dosáhne 1 mm, nadspotřeba plynu dosáhne 7 %.

Při snížení prostupu tepla je pro udržení požadované teploty vody nutné použít více plynu, což svědčí o snížení účinnosti. Současně se při zvýšení spotřeby paliva zvyšují objemy spalin, zesiluje se emise škodlivých látek znečišťujících vzduch v okolí domu i ovzduší celkově.

Usazeniny zcela nebo částečně blokují průchodný průřez trubky, což vede ke zvýšení hydraulického odporu v systému, narušení cirkulace teplonosné látky a snížení dodávky teplé vody v odběrných místech.

Při používání vody normální tvrdosti se za rok vytvoří vrstva vodního kamene o tloušťce 2–3 mm. Při vyšší mineralizaci se rychlost usazování uhličitanů zvyšuje.

Porušení prostupu tepla vede k přehřívání trubek, což je příčinou vzniku mikrotrhlin – budoucích ohnisek koroze. Kvůli provozu v mezních režimech jednotka předčasně selhává.

Aby se zabránilo poruše zařízení, je nutné vodní kámen pravidelně odstraňovat. Plánované čištění výměníků tepla plynových nástěnných kotlů a stojacích jednotek se provádí v termínech stanovených výrobcem. Jednoduchý postup pomáhá udržovat energetickou účinnost zařízení na původní úrovni, prodlužuje dobu mezi opravami a snižuje celkové náklady na provoz.

Saze na vnějších površích

Při nedokonalém spalování plynu se na vnějších površích výměníku tepla usazují saze – amorfní alotrop uhlíku. Sazemi více trpí výměníky tepla kotlů s otevřenou spalovací komorou a přirozeným tahem.

Jednou z příčin jejího zvýšeného vzniku je prašnost vzduchu v místnosti, odkud je přiváděn vzduch pro hoření. Mnoho prachu se uvolňuje při stavebních pracích. Pokud se staveniště nachází v blízkosti vstupu koaxiálního komína, může se znečistit i výměník tepla kotle s komorou uzavřeného typu.

Koaxiální komín se skládá z vnitřní a vnější trubky. Jedna z nich slouží k odvodu spalin, druhá k přívodu vzduchu do uzavřené spalovací komory.

Nedostatečný průměr, nesprávná konfigurace, ucpání komína vedou ke zhoršení tahu. Při špatném tahu je odvod spalin ztížen, a ty ve formě sazí usedají na spodní vnější části výměníku tepla.

Stejně jako vodní kámen mají saze nízkou tepelnou vodivost a snižují účinnost zařízení pro výměnu tepla, vedou k jeho zrychlenému opotřebení a zkracují interval mezi opravami. Účinnost výměníku tepla znečištěného sazemi a vodním kamenem může klesnout o 25 % a více.

Jak často je třeba proplachovat výměník tepla

Periodicitu čištění udává výrobce zařízení v návodu k obsluze. Například výměníky tepla v kotlích Něva je nutné čistit od vodního kamene každých 12 měsíců.

Koncentrace solí alkalických zemin ve vodě může být různá. Pokud je koncentrace vysoká, voda se nazývá tvrdá. Při jejím používání se vodní kámen tvoří rychleji, a proto může být nutný mimořádný čisticí zásah. Rychlost tvorby usazenin také závisí na tepelném režimu a intenzitě provozu kotle.

O přítomnosti vodního kamene v trubkách výměníku tepla a sazí na jeho žebrování signalizuje snížení tepelného výkonu zařízení. Pro zjištění, zda skutečný tepelný výkon odpovídá údajům v dokumentaci, se měří teplota a složení spalin pomocí analyzátoru plynů.

Pokud není přístroj k dispozici, lze přítomnost vodního kamene posoudit podle nepřímých příznaků: snížení teploty a tlaku vody na výstupu z kotle. Pokud je v potrubí ohřívače vody normální tlak vody, ale z kohoutku teče tenký proud, zkontrolujte, zda na vnitřních plochách trubek výměníku nejsou usazeniny.

Nedostatečný ohřev vody při standardní spotřebě plynu a normálním tlaku rovněž ukazuje na znečištění výměníku tepla.

Upozorňujeme, že poruchy v provozu složitého zařízení mohou být způsobeny různými příčinami a přítomnost vodního kamene je pouze jednou z možností.

Způsoby odstraňování nečistot

Pro odstraňování vodního kamene a sazí se používají mechanické, hydraulické, chemické a další způsoby nebo jejich kombinace.

Mechanické čištění zařízení pro výměnu tepla se provádí pomocí tyče, drátěného kartáče, škrabky. Používají se jak ruční nástroje, tak s elektrickým nebo pneumatickým pohonem.

Použití hydraulického způsobu je možné pouze za přítomnosti vysokotlakého zařízení, které zajistí dodávku silného proudu kapaliny schopného srazit usazeniny a odstranit je ven.

Chemický způsob zahrnuje použití speciálních prostředků, které uvolňují a rozpouštějí nečistoty.

Při proplachu výměníků tepla chemickým způsobem lze použít čerpací stanice pro dodávku reagencie do vodního okruhu, což je účinnější než prosté namáčení.

Magnetické, elektromagnetické, ultrazvukové způsoby jsou relativně nové a vyžadují použití filtrů-převodníků a dalších technických prostředků.

Pro čištění tepelných výměníků domácích ohřívačů vody a topných kotlů se nejčastěji používá kombinace mechanického a chemického způsobu. Po namočení (leptání) v čisticím prostředku se zbytky vodního kamene odstraňují mechanicky. Také získávají na popularitě moderní metody, o kterých byla řeč výše.

Chemické prostředky pro čištění a prevenci

Chemické prostředky pro odstraňování vodního kamene obsahují organické nebo anorganické kyseliny. Při výrobě prostředků pro domácí použití se nejčastěji používají kyselina adipová a kyselina orthofosforečná. V domácích podmínkách se připravují vodné roztoky kyseliny citronové nebo octové.

Kyseliny jsou reagencie – jsou schopny reagovat s solemi alkalických zemin a tvořit jiné, ve vodě rozpustné soli, které jsou poté odváděny mimo tepelný výměník.

Také se používají zásady, například kalcinovaná nebo louhová soda, které umožňují uvolnit uhličitanové usazeniny a saze, což usnadňuje následné mechanické a chemické čištění. Alkalické roztoky se používají také k neutralizaci zbytků kyseliny, které zůstaly v tepelném výměníku po odstranění vodního kamene.

Většina reagencií je dodávána zákazníkům ve formě vysoce koncentrovaných vodných roztoků a vyžaduje dodatečné ředění vodou v určitých poměrech, uvedených v návodu k použití.

Je nutné dodržovat pokyny výrobce pro přípravu pracovního roztoku a nepřekračovat koncentraci prostředku. V opačném případě povede kontakt materiálů tepelného výměníku s agresivní látkou k urychlení koroze.

Při výběru prostředků se bere v úvahu materiál výroby tepelného výměníku. Obvykle je to měď, nerezová ocel nebo litina. Například Aminát D je určen pro tepelné výměníky z nerezových a uhlíkových ocelí. Další reagencie z téže řady Aminát D(K) se používá k čištění měděných povrchů.

V mnoha kotlích domácí výroby jsou instalovány měděné tepelné výměníky. Při výběru prostředku proti vodnímu kameni se ujistěte, že je povoleno jej používat pro neželezné kovy.

Mezi univerzální prostředky patří kyselina citronová, ocet, Medesk-Plus, Trilon B. Používají se k proplachování tepelných výměníků z neželezných kovů a nerezové oceli.

Trilon B – je to disodná sůl kyseliny ethylendiamintetraoctové. Má vzhled bílého krystalického prášku. Při reakci Trilonu B s solemi alkalických zemin (vodním kamenem) dochází k nahrazení iontů vápníku a hořčíku ionty sodíku. V důsledku toho vznikají sodné soli, které se dobře rozpouštějí ve vodě.

Vyrábějí se prostředky se složitým kompozitním složením. Současně obsahují složky, které čistí vodní kámen a brání jeho tvorbě.

Kompozit KKF se liší od jiných chemických prostředků principem účinku. Není rozpouštědlem jako kyseliny, ale v jeho přítomnosti dochází k samočištění uhličitanových usazenin (vodního kamene).

Za běžných podmínek se krystaly uhličitanu vápenatého tvoří jako minerální zkamenělý povlak. To je vodní kámen. V přítomnosti KKF místo minerálního povlaku vzniká jiná modifikace uhličitanu vápenatého – aragonit.

Jehlicovité krystaly aragonitu při růstu ničí vápenaté usazeniny. Na rozdíl od nich má aragonit slabou adhezi k povrchu výměníku tepla, a proto se snadno odstraňuje při proplachu běžnou vodou.

Účinné látky KKF již v počáteční fázi brání tvorbě krystalů kalcitu. V důsledku toho se tvorba vodního kamene výrazně zpomaluje nebo zcela potlačuje. Tento proces se nazývá inhibice (v překladu z latiny: „zdržovat“).

Aragonit je polymorfní modifikace uhličitanu vápenatého. Jeho krystaly mají jehlicovitý špičatý tvar a snadno ničí vodní kámen, přičemž samy jsou vyplavovány běžnou vodou.

KKF inhibuje nejen vodní kámen, ale i korozi díky vytvoření ochranného filmu na kovovém povrchu. Při nákupu prostředků proti vodnímu kameni nezapomeňte zkontrolovat, zda mají certifikáty Rospotrebnadzoru.

Konstrukční zvláštnosti výměníků tepla

Abyste správně propláchli výměník tepla, musíte znát jeho konstrukci. Všechny informace o vašem kotli naleznete v návodu k obsluze.

Pro případ připomínáme, že pro organizaci autonomního vytápění a ohřevu teplé vody v bytech a rodinných domech se převážně používají plynové kotle a ohřívače vody s výměníky tepla následujících typů:

•  plášťové trubkové;
•  koaxiální;
•  deskové.

V široce rozšířených plášťových trubkových výměnících tepla cirkuluje voda trubkou, která ve tvaru spirály obepíná boční stěny pláště. Toto zařízení je provedené jako pájené nebo svařované, tedy nerozebíratelné.

Plášťový trubkový výměník tepla je jedním z nejúčinnějších a konstrukčně nejjednodušších, snadno ho očistíte od vodního kamene vlastníma rukama.

Výměníky tepla deskového typu se vyskytují méně často. Jejich hlavní konstrukční částí je kovový svazek, ve kterém je sestaveno několik desek.

Například výměníky tepla italských kotlů Westen Zilmet a Baxi obsahují 10 až 16 desek. Předávají své teplo vodě, která mezi nimi proudí kanály. Takové zařízení je třeba před čištěním rozebrat.

Schéma deskového výměníku tepla, kde jsou uvedeny: hrdla pro přívod teplonosného média a ohřívaného média (1, 2, 11, 12); pevná a pohyblivá deska (3, 8); kanály, kterými proudí teplonosné médium (4, 14); malé a velké těsnění (5, 13); teplosměnná deska (6), horní a spodní vedení (7, 15); zadní opora a svorník (9, 10)

Hlavním prvkem koaxiálního (bitermického) výměníku tepla jsou dvě souosé trubky. V nejjednodušším provedení vypadá jako spirála s těsně přiléhajícími závity.

Pro dvouokruhové kotle je typická přítomnost 2–3 výměníků tepla. Například kotel «NEVALUX-8023» je vybaven třemi teplosměnnými zařízeními, z nichž jedno je koaxiální, nikoli však spirálového typu, ale s články zapojenými sériově.

Jak odstranit vodní kámen z deskového výměníku tepla

Vypněte kotel, uzavřete přívod plynu a vody, vypusťte vodu z výměníku a počkejte, až vychladne. Odpojte potrubí, vyšroubujte stahovací svorníky, odsuňte přítlačnou desku, pod kterou jsou umístěny desky.

Opatrně je od sebe oddělte. Každou desku snímejte samostatně, abyste se neporanil/a o ostré hrany, pracujte v pevných ochranných rukavicích. Při práci s kyselinou je vyměňte za gumové.

Připravte nádobu, ve které budete desky máčet, s ohledem na to, že musí být zcela ponořeny v kapalině.

Použijte čisticí prostředek podle přiloženého návodu. Stolní ocet se ředí vodou v poměru 1 : 3. Práškovou kyselinu citronovou v poměru 1 : 10. Vodu pro roztok předem ohřejte na 40 °C. Desky se ponoří do roztoku na 1 hodinu, poté se pod tekoucí vodou kartáčem odstraní zbývající usazeniny.

Po demontáži a čištění umístěte desky v horizontální poloze, aby ležely na stole nebo jiné pracovní ploše.

K vypláchnutí výměníku tepla od vodního kamene není nutné kupovat booster, stačí mít čerpadlo a vše ostatní si snadno vyrobíte vlastníma rukama.

Při demontáži výměníku tepla zároveň zkontrolujte těsnění a těsnicí prvky a v případě poškození je vyměňte za nové. Doporučuje se vyměnit všechna těsnění najednou, i když je opotřebované pouze jedno z nich. Proveďte montáž všech prvků v opačném pořadí než při demontáži. Nainstalujte výměník tepla na místo.

Proplach trubkového výměníku tepla

Vypněte kotel, uzavřete kohouty na přívodních trubkách, aby zůstala voda v topném systému. Vypusťte vodu z výměníku tepla. Od termorelé odpojte vodiče a odpojte trubky teplé vody. Odšroubujte matice a samořezné šrouby, které fixují výměník tepla, a vyjměte jej.

Při pravidelné údržbě kotle a jeho správném provozu se saze tvoří v mírném množství a lze je odstranit běžným zubním kartáčkem.

Pro vyčištění trubkového výměníku tepla od silné vrstvy uhličitanových usazenin je nutné jej vyjmout z tělesa. Proces demontáže nevyžaduje speciální dovednosti.

Vizuálně zkontrolujte povrchy. Pokud je na žebrování nebo na jiných místech saze, ponořte výměník tepla do čisticího prostředku obsahujícího alkalie. Může to být i roztok běžného mýdla.

Pokud není v návodu uvedeno jinak, máčení by mělo trvat asi 15 minut. Poté odstraňte saze kartáčem. Opláchněte výměník tepla pod tekoucí vodou s dobrým tlakem.

Pro odstranění vodního kamene umístěte výměník tepla do mísy nebo jiné nádoby. Do trubky nalijte roztok kyseliny citronové (koncentrace 10 %). Po 12–15 hodinách propláchněte trubky čistou vodou. Také propláchněte nebo vyměňte filtry okruhu teplé vody.

Nasaďte výměník tepla na místo. Po čištění je vhodné také vyměnit všechna těsnění. Pokud jsou těsnění pryžová, použijte silikon k jejich mazání.

Dále je nutné zkontrolovat těsnost výměníku tepla. Na rozebíratelné spoje plynového okruhu se nanáší nasycený mýdlový roztok. Při úniku plynu se na namydlených místech tvoří bublinky.

Po dokončení propláchnutí stojícího kotle se kontroluje jeho těsnost, elektrické spoje a funkčnost v různých režimech, obnoví se nastavení a uvede se do provozu.

Při kontrole vodního okruhu v dvouokruhovém plynovém kotli se samostatně zapíná topný systém a systém teplé vody a kontroluje se každý rozebíratelný spoj. Při zjištění úniku je třeba dotáhnout matici nebo nainstalovat nové těsnění.

Specifika proplachu koaxiálních výměníků tepla

Trubky bimetrického výměníku tepla jsou často vyrobeny z různých kovů. Vnější trubka může být ocelová a vnitřní měděná. Proto je třeba k proplachování použít univerzální prostředek, který se nalije do trubek, nechá se potřebnou dobu působit a slije se. Výměník tepla se propláchne a vrátí na své místo.

Čištění a proplach stojacích kotlů

Odstraňování vodního kamene a sazí se provádí bez demontáže výměníku tepla. Používá se proplachovací čerpadlo (booster). Do jeho nádoby se nalije vodný roztok kyseliny citronové. Na 2 litry teplé vody je potřeba 200 gramů práškové kyseliny citronové.

Před čištěním stojícího plynového kotle uzavřete ventily přívodu plynu a vody, vypusťte vodu z topného okruhu a okruhu teplé vody. Dále je nutné se dostat k výměníku tepla. Sejměte dvířka, odpojte vodiče připojené k piezoelementu, sejměte termočlánek a trysku, demontujte zapalovací systém a hořák.

Odšroubujte matice upevňující horní kryt a sejměte jej. Získali jste přístup k výměníku tepla a můžete jej očistit od sazí kartáčem a drátěnkou.

K trubkám výměníku tepla připojte vývody boosteru, který pod tlakem natlačí do trubky roztok kyseliny citrónové. Cirkulací v okruhu po dobu 4–6 hodin rozpustí vodní kámen. Doba proplachu závisí na stupni znečištění.

Abyste měli proces pod kontrolou, použijte pH metr. Tento přístroj ukáže změnu koncentrace kyseliny v roztoku, ke které dochází v důsledku probíhající chemické reakce rozpouštění uhličitanových usazenin.

Pokud se kyselina neutralizovala a na přístroji se zobrazuje hodnota pH 1, možná bude nutné proces zopakovat od začátku. Stabilní úroveň pH od 2 do 4 svědčí o odstranění vodního kamene.

Na závěr se trubky propláchnou roztokem jedlé sody, aby se neutralizovaly zbytkové stopy činidla. Poté už jen zbývá namontovat díly na svá místa, zkontrolovat těsnost agregátu pomocí namydlení a vizuální kontroly rozebíratelných spojů, nebo pomocí tlakové zkoušky. Při absenci úniků plynu a vody se kotel provozuje v běžném režimu.

Závěry a užitečné video k tématu

Výměník tepla plynového kotle lze snadno propláchnout v domácích podmínkách bez použití profesionálního vybavení:

Jak propláchnout od vodního kamene sekundární výměník tepla dvouokruhového kotle a co k tomu potřebujete:

Moderní metody a prostředky pomáhají účinně bojovat s vodním kamenem a předcházet jeho tvorbě. Hlavní je nezapomínat pravidelně proplachovat výměník tepla, aby skutečné vlastnosti plynového kotle odpovídaly udávaným parametrům po celou dobu životnosti.

Povězte nám, jak jste proplachovali výměník tepla svého plynového kotle. Podělte se o známé účinné metody odstraňování minerálních usazenin. Zanechte prosím komentáře v blokovém formuláři níže, pokládejte otázky a publikujte fotografie k tématu článku.