Preplachovanie výmenníka tepla plynového kotla: metódy čistenia a prostriedky na odstránenie minerálnych usadenín

Horúca voda z kohútika a stabilných +23 °C v dome, keď vonku poriadne mrzne – nie je pravda, že tieto vymoženosti civilizácie sú už samozrejmosťou? Teraz odpovedzte na jednoduchú otázku: vykonal sa preplach výmenníka tepla plynového kotla po predchádzajúcej vykurovacej sezóne? Ak je vaša odpoveď «nie» – riskujete, že v zime ostanete bez tepla.

Aby sa to nestalo, prečítajte si náš článok o boji s vodným kameňom a o prevencii hromadenia minerálnych usadenín. Podrobne sme opísali v praxi overené metódy boja s kalciovým nánosom, kvôli ktorému klesá účinnosť agregátu a stúpa spotreba paliva. Naše rady pomôžu zvýšiť odovzdávanie tepla a predĺžiť životnosť kotla.

Ako vzniká a čím je nebezpečný vodný kameň

Žiadna kvapalina sa nevyrovná bežnej vode v špecifickej tepelnej kapacite. V závislosti od teploty a tlaku sa tento ukazovateľ pohybuje v rozsahu od 4174 do 4220 J/(kg·°C). Voda je netoxická, dostupná a stojí málo, čo z nej robí takmer ideálne teplonosné médium.

A predsa má H₂O podstatnú nevýhodu – v svojom prirodzenom stave obsahuje soli kovov alkalických zemín Ca a Mg. Pri zahrievaní vytvárajú na vnútorných povrchoch zariadení na výmenu tepla nerozpustné karbonátové, alebo inak vápenaté usadeniny – vodný kameň.

Tvrdá voda je typická pre značnú časť Ruska a najmä pre stredné pásmo, kde stupeň mineralizácie dosahuje maximum.

Negatívne dôsledky tvorby vodného kameňa sú tieto:

• klesá účinnosť;
• klesá tlak vody;
• zrýchľuje sa opotrebovanie kotla;
• zvyšujú sa náklady.

Domáce vykurovacie kotly a ohrievače vody sú prevažne vybavené povrchovými výmenníkmi tepla, v ktorých sa teplo odovzdáva cez povrchy kovových stien. Ale vodný kameň má vysoký tepelný odpor, to znamená nízku tepelnú vodivosť.

Z tohto dôvodu sa v znečistených výmenníkoch tepla znižuje súčiniteľ prestupu tepla, čo vedie k zníženiu teploty teplonosného média vo vykurovacom okruhu a nedostatočnému ohrevu vody na výstupe okruhu ohrevu vody.

Ak váš kotol zle ohrieva vodu, skontrolujte stav výmenníka tepla, možno je príčinou vodný kameň, ktorý spôsobil zníženie účinnosti.

Tvrdé usadeniny s hrúbkou iba 0,2 mm zvyšujú spotrebu paliva o 3 %. Ak hrúbka vodného kameňa dosiahne 1 mm, nadmerná spotreba plynu dosiahne 7 %.

Pri znížení prestupu tepla je na udržanie požadovanej teploty vody potrebné použiť viac plynu, čo signalizuje zníženie účinnosti. Súčasne sa so zvýšením spotreby paliva zväčšujú objemy spalín, zintenzívňuje sa emisia škodlivých látok znečisťujúcich ovzdušie v okolí domu a atmosféru ako celok.

Usadeniny úplne alebo čiastočne uzatvárajú prierez potrubia, čo vedie k zvýšeniu hydraulického odporu v systéme, narušeniu cirkulácie teplonosného média, zníženiu dodávky teplej vody v odberných miestach.

Pri používaní vody normálnej tvrdosti sa za rok vytvorí vrstva vodného kameňa hrúbky 2–3 mm. Pri vyššej mineralizácii sa rýchlosť usadzovania uhličitanov zvyšuje.

Porušenie prestupu tepla vedie k prehriatiu potrubí, čo spôsobuje vznik mikrotrhlín – budúcich ohnísk korózie. V dôsledku práce na hraničných režimoch jednotka predčasne zlyháva.

Aby sa predišlo poruche zariadenia, je potrebné vodný kameň pravidelne odstraňovať. Plánované čistenie výmenníkov tepla plynových nástenných kotlov a stojacich jednotiek sa vykonáva v termínoch stanovených výrobcom. Jednoduchý postup pomáha udržiavať energetickú účinnosť zariadenia na pôvodnej úrovni, predlžuje medziopravný interval a znižuje celkové náklady na prevádzku.

Sadze na vonkajších povrchoch

Pri nedokonalom spaľovaní plynu sa na vonkajších povrchoch výmenníka tepla usadzujú sadze – amorfná alotropická modifikácia uhlíka. Sadzami viac trpia výmenníky tepla kotlov s otvorenou spaľovacou komorou a prirodzeným ťahom.

Jednou z príčin jej zvýšenej tvorby je zaprášenosť vzduchu v miestnosti, odkiaľ prichádza vzduch na spaľovanie. Veľa prachu sa uvoľňuje pri stavebných prácach. Ak je stavenisko v blízkosti vstupu koaxiálneho komína, môže sa znečistiť aj výmenník tepla kotla s uzavretou spaľovacou komorou.

Koaxiálny komín pozostáva z vnútornej a vonkajšej rúry. Jedna z nich slúži na odvod spalín, druhá na prívod vzduchu do uzavretej spaľovacej komory.

Nedostatočný priemer, nesprávna konfigurácia, upchatia komína vedú k zhoršeniu ťahu. Pri slabom ťahu je odvod spalín sťažený a vo forme sadzí sa usadzujú na spodnej vonkajšej časti výmenníka tepla.

Rovnako ako vodný kameň, aj sadze majú nízku tepelnú vodivosť a znižujú účinnosť výmenníkového zariadenia, vedú k jeho zrýchlenému opotrebovaniu, skracujú medziopravárenské obdobie. Účinnosť výmenníka tepla znečisteného sadzami a vodným kameňom sa môže znížiť o 25 % a viac.

Ako často treba preplachovať výmenník tepla

Frekvencia čistenia je uvedená výrobcom zariadenia v návode na obsluhu. Napríklad výmenníky tepla v kotloch Neva je potrebné čistiť od vodného kameňa každých 12 mesiacov.

Koncentrácia solí alkalických zemín vo vode môže byť rôzna. Ak je koncentrácia vysoká – voda sa nazýva tvrdá. Pri jej používaní sa vodný kameň tvorí rýchlejšie, a preto môže byť potrebné mimoriadne čistenie. Rýchlosť tvorby usadenín tiež závisí od tepelného režimu a intenzity prevádzky kotla.

O prítomnosti vodného kameňa v rúrkach výmenníka tepla a sadzí na jeho rebrovaní svedčí zníženie tepelného výkonu zariadenia. Na zistenie, či skutočný tepelný výkon zodpovedá udávanému v dokumentácii, sa meria teplota a zloženie spalín pomocou analyzátora plynov.

V prípade neprítomnosti prístroja možno o prítomnosti vodného kameňa usudzovať z nepriamych znakov: zníženie teploty a tlaku vody na výstupe z kotla. Ak je v potrubí ohrievača vody normálny tlak vody a z kohútika tečie tenký prúd, skontrolujte, či nie sú usadeniny na vnútorných povrchoch rúrok výmenníka tepla.

Nedostatočný ohrev vody pri štandardnej spotrebe plynu a normálnom tlaku tiež poukazuje na znečistenie výmenníka tepla.

Upozorňujeme, že poruchy v prevádzke zložitého zariadenia môžu byť spôsobené rôznymi príčinami a prítomnosť vodného kameňa je len jednou z možností.

Spôsoby odstránenia nečistôt

Na odstránenie vodného kameňa a sadzí sa používajú mechanické, hydraulické, chemické a iné spôsoby alebo ich kombinácie.

Mechanické čistenie výmenníkového zariadenia sa vykonáva pomocou čistiacej tyče, drôtenej kefy, škrabky. Používajú sa ručné nástroje aj nástroje s elektrickým alebo pneumatickým pohonom.

Použitie hydraulického spôsobu je možné len pri prítomnosti vysokotlakového zariadenia, ktoré zabezpečí prívod silného prúdu kvapaliny schopného zraziť usadeniny a dostať ich von.

Chemický spôsob zahŕňa použitie špeciálnych prostriedkov, ktoré uvoľňujú a rozpúšťajú nečistoty.

Pri preplachovaní výmenníkov tepla chemickým spôsobom možno použiť čerpadlové zariadenia na dodávanie reagencie do vodného okruhu; je to efektívnejšie ako jednoduché namáčanie

Magnetické, elektromagnetické, ultrazvukové spôsoby sú relatívne nové a zahŕňajú použitie filtrov-prevodníkov a iných technických prostriedkov.

Na čistenie výmenníkov tepla domácich ohrievačov vody a vykurovacích kotlov sa najčastejšie používa kombinácia mechanického a chemického spôsobu. Po namáčaní (leptaní) v čistiacom prostriedku sa zvyšky vodného kameňa čistia mechanickým spôsobom. Takisto získavajú na popularite moderné metódy, o ktorých sa hovorilo vyššie.

Chemické prostriedky na čistenie a prevenciu

Prostriedky na odstraňovanie vodného kameňa obsahujú organické alebo anorganické kyseliny. Pri výrobe prostriedkov pre domáce použitie sa najčastejšie používajú kyselina adipová a kyselina ortofosforečná. V domácnosti sa pripravujú vodné roztoky kyseliny citrónovej alebo octovej.

Kyseliny sú reaktanty – sú schopné reagovať so soľami alkalických zemín a vytvárať iné, vo vode rozpustné soli, ktoré sa potom odvádzajú mimo výmenníka tepla.

Tiež sa používajú zásady, napríklad kalcinovaná alebo kaus tická sóda, ktoré umožňujú uvoľniť uhličitanové usadeniny a sadze, čím uľahčujú následné mechanické a chemické čistenie. Zásadité roztoky sa používajú aj na neutralizáciu stôp kyseliny, ktoré zostali vo výmenníku tepla po odstránení vodného kameňa.

Väčšina reaktantov sa dodáva zákazníkom vo forme vysoko koncentrovaných vodných roztokov a vyžaduje dodatočné riedenie vodou v určených pomeroch, uvedených v návode na použitie.

Je potrebné dodržiavať pokyny výrobcu týkajúce sa prípravy pracovného roztoku a neprekračovať koncentráciu prostriedku. V opačnom prípade kontakt materiálov výmenníka tepla s agresívnou látkou povedie k urýchleniu korózie.

Pri výbere prostriedkov zohľadňujú materiál výroby výmenníka tepla. Zvyčajne je to meď, nehrdzavejúca oceľ alebo liatina. Napríklad Aminát D je určený pre výmenníky tepla z nehrdzavejúcich a uhlíkových ocelí. Ďalšie činidlo z tej istej série Aminát D(K) sa používa na čistenie medených povrchov.

V mnohých kotloch domácej výroby sú inštalované výmenníky tepla z medi. Pri výbere prostriedku proti vodnému kameňu sa uistite, že je povolené používať ho na farebné kovy.

Medzi univerzálne prostriedky patria kyselina citrónová, ocot, Medesk-Plus, Trilon B. Používajú sa na preplachovanie výmenníkov tepla z farebných kovov a nehrdzavejúcej ocele.

Trilon B – je to dvojsodná soľ kyseliny etyléndiamíntetraoctovej. Má vzhľad bieleho kryštalického prášku. Pri interakcii Trilonu B so soľami alkalických zemín (vodným kameňom) dochádza k nahradeniu iónov vápnika a horčíka iónmi sodíka. V dôsledku toho vznikajú sodné soli, ktoré sa dobre rozpúšťajú vo vode.

Vyrábajú sa prostriedky s komplexným kompozitným zložením. Súčasne obsahujú zložky, ktoré čistia vodný kameň a bránia jeho tvorbe.

Kompozit KKF sa líši od iných chemických prostriedkov princípom účinku. Nie je rozpúšťadlom ako kyseliny, ale v jeho prítomnosti dochádza k samočisteniu karbonátových usadenín (vodného kameňa).

Za bežných podmienok sa kryštály uhličitanu vápenatého formujú ako minerálny skamenený nános. To je vodný kameň. V prítomnosti KKF sa namiesto minerálneho nánosu vytvára iná modifikácia uhličitanu vápenatého – aragonit.

Ihlicovité kryštály aragonitu v procese rastu ničia vápenaté usadeniny. Na rozdiel od nich má aragonit slabú adhéziu k povrchu výmenníka tepla, a preto sa ľahko odstraňuje pri preplachovaní obyčajnou vodou.

Účinné látky KKF už v počiatočnom štádiu bránia tvorbe kryštálov kalcitu. V dôsledku toho sa tvorba vodného kameňa výrazne spomalí alebo úplne potlačí. Tento proces sa nazýva inhibícia (v preklade z latinčiny: «zadržiavať»).

Aragonit je polymorfná modifikácia uhličitanu vápenatého. Jeho kryštály majú ihlicovitú špicatú formu a ľahko ničia vodný kameň, pričom samy sa vyplavujú obyčajnou vodou.

KKF inhibuje nielen vodný kameň, ale aj koróziu vďaka tvorbe ochranného filmu na kovovom povrchu. Pri kúpe prostriedkov proti vodnému kameňu nezabudnite overiť, či majú certifikáty Rospotrebnadzor.

Konštrukčné osobitosti výmenníkov tepla

Aby ste správne prepláchli výmenník tepla, musíte poznať jeho konštrukciu. Všetky informácie o vašom kotli nájdete v návode na obsluhu.

Pre každý prípad pripomíname, že na organizáciu autonómneho vykurovania a teplej vody v bytoch a súkromných domoch sa prevažne používajú plynové kotly a ohrievače vody s výmenníkmi tepla nasledujúcich typov:

•  plášťové rúrkové;
•  koaxiálne;
•  doskové.

V široko rozšírených plášťových rúrkových výmenníkoch tepla cirkuluje voda potrubím, ktoré v tvare špirály obopína bočné steny plášťa. Takýto agregát je prevedený ako spájkovaný alebo zváraný, teda nerozoberateľný.

Plášťový rúrkový výmenník tepla je jedným z najúčinnejších a najjednoduchších konštrukčne, ľahko ho vyčistíte od vodného kameňa svojpomocne.

Výmenníky tepla doskového typu sa vyskytujú zriedkavejšie. Ich hlavnou konštrukčnou časťou je kovový balík, v ktorom je zhromaždených niekoľko dosiek.

Napríklad výmenníky tepla talianskych kotlov Westen Zilmet a Baxi obsahujú 10 až 16 dosiek. Odovzdávajú svoje teplo vode, ktorá medzi nimi prúdi kanálmi. Takýto prístroj je pred čistením potrebné rozobrať.

Schéma doskového výmenníka tepla, kde sú uvedené: príruby na prívod teplonosnej kvapaliny a ohrievanej kvapaliny (1, 2, 11, 12); pevná a pohyblivá doska (3, 8); kanály, ktorými preteká teplonosná kvapalina (4, 14); malé a veľké tesnenie (5, 13); teplovýmenná doska (6); horné a dolné vedenie (7, 15); zadná opora a svorník (9, 10)

Hlavným prvkom koaxiálneho (bitermického) výmenníka tepla sú dve sústredné rúry. V najjednoduchšom prevedení z vonkajšej strany predstavuje špirálu s husto priliehajúcimi závitmi.

Pre dvojokruhové kotly je typická prítomnosť 2-3 výmenníkov tepla. Napríklad kotol «NEVALUX-8023» je vybavený tromi teplovýmennými zariadeniami, pričom jedno z nich je koaxiálne, nie špirálového typu, ale s postupne spojenými článkami.

Ako odstrániť vodný kameň z platňového výmenníka tepla

Vypnite kotol, uzavrite prívod plynu a vody, vypustite vodu z výmenníka tepla a počkajte, kým vychladne. Odpojte potrubia, uvoľnite stahovacie svorníky, odsuňte prítlačnú dosku, pod ktorou sú umiestnené platne.

Opatrne ich oddeľte od seba. Každú platňu snímajte samostatne, aby ste sa neporanili o ostré hrany, pracujte v pevných ochranných rukaviciach. Pri práci s kyselinou ich vymeňte za gumové.

Pripravte nádobu, v ktorej budete namáčať platne, s ohľadom na to, že musia byť úplne ponorené v kvapaline.

Použite čistiaci prostriedok podľa priloženého návodu. Stolový ocot sa riedi vodou v pomere 1 ku 3. Práškovú kyselinu citrónovú v pomere 1 ku 10. Vodu pre roztok vopred zohrejte na 40 °C. Platne sa ponoria do roztoku na 1 hodinu, potom sa pod tečúcou vodou kefou odstránia zvyšné usadeniny.

Po demontáži a čistení umiestnite platne do vodorovnej polohy, tak aby ležali na stole alebo inej pracovnej ploche.

Na prepláchnutie výmenníka tepla od vodného kameňa nemusíte kupovať booster, stačí mať čerpadlo a všetko ostatné si ľahko vyrobíte vlastnými rukami.

Pri demontáži výmenníka tepla zároveň skontrolujte tesnenia a tesniace prvky a v prípade poškodenia ich vymeňte za nové. Odporúča sa vymeniť všetky tesnenia naraz, aj keď je opotrebované iba jedno z nich. Vykonajte montáž všetkých prvkov v opačnom poradí ako pri demontáži. Nasaďte výmenník tepla na miesto.

Preplach plášťového a rúrkového výmenníka tepla

Vypnite kotol, uzavrite kohútiky na prívodných potrubiach, aby ste zachovali vodu v systéme kúrenia. Vypustite vodu z výmenníka tepla. Od termorelé odpojte vodiče a odpojte potrubia teplej vody. Odskrutkujte matice a samorezné skrutky, ktoré upevňujú výmenník tepla, a vyberte ho.

Pri pravidelnej údržbe kotla a jeho správnej prevádzke vznikajú sadze v miernom množstve a možno ich odstrániť bežnou zubnou kefkou.

Aby ste vypláchli rúrkový výmenník tepla od hrubej vrstvy uhličitanových usadenín, musíte ho vybrať z telesa. Proces demontáže nevyžaduje špeciálne zručnosti.

Vizuálne skontrolujte povrchy. Ak je na rebrovaní alebo na iných miestach sadza, ponorte výmenník tepla do čistiaceho prostriedku obsahujúceho zásadu. Môže to byť aj roztok bežného mydla na pranie.

Ak sa v návode neuvádza inak, namáčanie by malo trvať približne 15 minút. Potom kefou odstráňte sadzu. Opláchnite výmenník tepla pod tečúcou vodou s dobrým tlakom.

Na odstránenie vodného kameňa umiestnite výmenník tepla do misy alebo inej nádoby. Do trubice nalejte roztok kyseliny citrónovej (koncentrácia 10 %). Po 12-15 hodinách opláchnite trubice čistou vodou. Taktiež opláchnite alebo vymeňte filtre okruhu teplej vody.

Umiestnite výmenník tepla na svoje miesto. Po čistení je vhodné tiež vymeniť všetky tesnenia. Ak sú tesnenia gumené, použite silikón na ich mazanie.

Ďalej je potrebné skontrolovať tesnosť výmenníka tepla. Na rozoberateľné spoje plynového okruhu sa nanáša nasýtený mydlový roztok. Pri výskyte netesností sa na namydlených miestach vytvárajú bublinky.

Po dokončení preplachovania stojacieho kotla sa kontroluje jeho tesnosť, elektrické spoje a funkčnosť v rôznych režimoch, obnovia sa nastavenia a uvedie sa do prevádzky.

Pri kontrole vodného okruhu v dvojkotúrovom plynovom kotli sa osobitne zapne vykurovací systém a systém teplej vody a skontroluje sa každé rozoberateľné spojenie. Pri zistení netesnosti je potrebné dotiahnuť maticu alebo nainštalovať nové tesnenie.

Osobitosti preplachu koaxiálnych výmenníkov tepla

Často sú rúry bitermického výmenníka tepla vyrobené z rôznych kovov. Vonkajšia rúra môže byť oceľová a vnútorná medená. Preto pri preplachovaní treba použiť univerzálny prostriedok, ktorý sa naleje do rúr, nechá sa pôsobiť potrebný čas a vypustí sa. Výmeník tepla sa prepláchne a vráti na svoje miesto.

Čistenie a preplach podlahových kotlov

Odstraňovanie vodného kameňa a sadzí sa vykonáva bez demontáže výmenníka tepla. Používa sa preplachovacie čerpadlo (booster). Do jeho nádoby sa naleje vodný roztok kyseliny citrónovej. Na 2 litre teplej vody je potrebných 200 gramov práškovej kyseliny citrónovej.

Pred čistením stojacieho plynového kotla uzavrite ventily prívodu plynu a vody, vypustite vodu z vykurovacieho okruhu a okruhu teplej vody. Ďalej je potrebné dostať sa k výmenníku tepla. Odstráňte dvierka, odpojte vodiče pripojené k piezoelementu, odstráňte termočlánok a trysku, demontujte systém zapaľovania a horák.

Odskrutkujte matice, ktoré fixujú horný kryt a odstráňte ho. Získali ste prístup k výmenníku tepla a môžete ho očistiť od sadze kefou a drôtenkou.

K prírubám výmenníka tepla pripojte vývody boostra, ktorý pod tlakom načerpá do rúry roztok kyseliny citrónovej. Cirkuláciou v okruhu počas 4-6 hodín rozpustí vodný kameň. Čas preplachovania závisí od stupňa znečistenia.

Aby ste proces udržali pod kontrolou, používajte pH-meter. Tento prístroj ukáže zmenu koncentrácie kyseliny v roztoku, ku ktorej dochádza v dôsledku prebiehajúcej chemickej reakcie rozpúšťania uhličitanových usadenín.

Ak sa kyselina neutralizovala a na prístroji sa zobrazuje hodnota pH 1, možno bude potrebné zopakovať proces od začiatku. Stabilná úroveň pH od 2 do 4 hovorí o odstránení vodného kameňa.

Na záver sa rúry prepláchnu roztokom jedlej sódy na neutralizáciu zvyškových stôp reagentu. Potom zostáva namontovať diely na svoje miesta, skontrolovať tesnosť agregátu pomocou namydlenia a vizuálnej kontroly rozpojiteľných spojov, alebo pomocou tlakovej skúšky. Pri absencii únikov plynu a vody sa kotol prevádzkuje v bežnom režime.

Závery a užitočné video k téme

Výmenník tepla plynového kotla je možné ľahko prepláchnuť v domácich podmienkach bez použitia profesionálneho zariadenia:

Ako prepláchnuť od vodného kameňa sekundárny výmenník tepla dvojokruhového kotla a čo je na to potrebné:

Moderné metódy a prostriedky pomáhajú účinne bojovať s vodným kameňom a predchádzať jeho tvorbe. Hlavné je nezabúdať pravidelne preplachovať výmenník tepla, aby skutočné vlastnosti plynového kotla zodpovedali údajom v technickom liste počas celej doby prevádzky.

Povedzte nám, ako ste preplachovali výmenník tepla vlastného plynového kotla. Podeľte sa o vám známe účinné metódy odstraňovania minerálneho nánosu. Zanechajte, prosím, komentáre v blokovom formulári nižšie, pýtajte sa otázky a uverejňujte fotografie k téme článku.