Kotły grzewcze są jednymi z najbardziej skomplikowanych urządzeń technicznych w budownictwie. Pracują w bardzo ciężkich i zmiennych warunkach, w których temperatury w komorach spalania przekraczają ponad 1000°C. Koszt paliwa, niezbędnego do wytworzenia energii grzewczej przez kotły, należą do najistotniejszych kosztów jakie ponosimy, utrzymując budynki, w których mieszkamy i pracujemy.

Awarie systemów grzewczych, albo wysokie koszty ich eksploatacji, są dla ludzi bardzo istotne i wpływają na jakość ich życia. Jako firmy i pracownicy branży grzewczej i instalacyjnej musimy wraz z producentami zapewnić komfort, bezawaryjność i optymalny koszt instalacji grzewczych. Tematem artykułu jest przedstawienie wybranych problemów występujących w trakcie przeglądów i konserwacji gazowych, wodnych, niskotemperaturowych kotłów grzewczych w Polsce.

Przeglądy i konserwacje – stan dzisiejszy
Producenci kotłów i innych generatorów ciepła starają się opisać dokładnie swoje wymogi co do instalacji, w których będą one pracować. Wymogi te odnoszą się do wody w obiegach grzewczych, gazu, energii elektrycznej, przewodów powietrzno – spalinowych, materiałów instalacyjnych i wielu innych. Producenckie instrukcje są częściami kotłów i wytyczają zakres corocznych przeglądów i konserwacji, które obejmują mniej więcej podobny zakres czynności, w tym:

• kontrolę szczelności części wodnej, gazowej i powietrzno-spalinowej kotła,
• kontrolę elektrody zapłonowej i jonizacyjnej,
• kontrolę zabezpieczeń kotła, w tym naczynia wzbiorczego,
• kontrolę ciśnienia hydraulicznego,
• kontrolę odpływu kondensatu,
• kontrolę zaworu bezpieczeństwa,
• mechaniczne czyszczenie komory spalania,
• analizę spalin i regulację udziału w nich CO₂,
• wpis o przeglądzie i konserwacji w dokumentacji kotła.

Dla producentów kotłów, obiegi grzewcze i układ podgrzewu wody sanitarnej jest ważny z punktu widzenia jej odgazowania oraz odpowiedniej zasadowości. Przeglądy i konserwacje przeprowadza się co 12 miesięcy, najlepiej po zakończeniu głównego okresu grzewczego.
Ocena aktualnego stanu
Ponieważ wymóg corocznego przeglądu i konserwacji kotła jest warunkiem niezbędnym do uzyskania gwarancji producenta i dystrybutora, która jest znacznie korzystniejsza niż standardowa gwarancja wymagana na terenie UE, oczywistym jest dla prawie wszystkich inwestorów i dostawców, że przeglądy roczne należy wykonywać obowiązkowo. Poprawnie też powinien wyglądać poziom pH, czyli węglanu wapnia i magnezu w wodzie technologicznej w obiegu grzewczym oraz w wodzie do celów sanitarnych pobieranej z sieci wodociągowej – coraz częściej instalacje zaopatrzone są w układy uzdatniania wody. Można więc założyć, że obecnie na rynku wykonuje się dwie czynności:

1. Coroczny przegląd i konserwacje kotła i pompy ciepła;
2. Utrzymanie wody technologicznej (obiegowej) oraz sanitarnej na odpowiednim poziomie pH.

W czym tkwi problem?
Jak wspomniano wcześniej, wiele już się dzieje, ale nie wszystko i nie zawsze prawidłowo. Wśród wykonawców i użytkowników krąży wiele mitów i uogólnień, które utrudniają postęp. Pomimo, iż kotły są objęte przeglądami i konserwacją, nie osiągają w pełni założonej sprawności, co więcej, wyłączają się w trybie awaryjnym, choć wszystkie ich zespoły wykonawcze są w dobrym stanie. Istnieją 3 równolegle występujące przyczyny tej sytuacji. 
Po pierwsze – stale pogarszająca się jakość powietrza i gazu, a zwłaszcza ilość pyłów w powietrzu. Przeciętny gazowy kocioł wiszący spala na godzinę około 33 m³ powietrza i około 3 m³ gazu. Waga spalin wynosi w tym przypadku około 40 kg/h pracy urządzenia. W przypadku gdy powietrze i gaz są zanieczyszczone, dużo osadów osiada na ściankach komory spalania kotła, tworząc trwałe osady bardzo znacznie obniżające sprawność kotła (Rys. 1).
Po drugie – jakość wody w obiegu grzewczym kotła, czyli tzw. wody technologicznej. Woda ta, wchodząc w reakcję z materiałami, z których zbudowany jest kocioł oraz instalacja grzewcza, wywołuje zjawisko korozji metali. Wg jednego z czołowych producentów środków chemicznych używanych w instalacjach grzewczych w Europie, stałe osady w obiegach grzewczych tworzą w 95% tlenki metali, a nie węglan wapnia! Oznacza to, że dbając o odpowiedni poziom pH, wcale nie likwidujemy większości osadów trwałych w kotle i w obiegu grzewczym, ponieważ poziom pH nie ma wpływu na korozję metali. Ponadto powszechnie stosowane wodne pompy obiegowe posiadają zamontowany magnes, który zanieczyszcza pompę osadami tlenków metali, powodując problemy z jej eksploatacją (Rys. 2).
Po trzecie – namnażające się intensywnie kolonie glonów i bakterii (w instalacji grzewczej podłogowej lub mieszane) j, które po obumarciu osadzają się najczęściej w obiegu wodnym w wymienniku ciepła, dołączając do osadów z tlenków metali (Rys. 3).
Wyżej opisane zjawiska niewiele mają wspólnego z corocznym serwisem kotłów, gdyż nie mieszczą się w standardowym zakresie czynności serwisowych. Obszarami, pozostającymi poza przeglądami są:

• dokładne czyszczenie komór spalania, zwłaszcza wymienników pierwotnych kotłów ze stopu aluminium,
• czyszczenie osadów ze strony obiegu wodnego kotła, czyli wymiennika pierwotnego lub wtórnego,
• czyszczenie i zabezpieczenie antykorozyjne przed osadami trwałymi obiegów grzewczych grzejnikowych i podłogowych wraz z kotłami.

Jak to zrobić?
Coroczne przeglądy i konserwacje są niewątpliwie konieczne, ale należałoby je rozszerzyć o następujące czynności:

• Czyszczenie komór spalania wymienników pierwotnych przy pomocy środków chemicznych. Komora spalania kotła nie powinna być czyszczona przy pomocy mechanicznych środków (np. szczotka), ponieważ porysowanie jej powierzchni powoduje narastanie jeszcze większej ilości osadów trwałych. Ponadto w przypadku komór spalania w wymiennikach pierwotnych ze stopu aluminium, ich powierzchnia jest wypełniona licznymi wypustkami, których zadaniem jest zwiększenie powierzchni wymiany ciepła, co na ogół całkowicie uniemożliwia dostęp do tej skomplikowanej powierzchni części wymiennika. Dlatego odpowiedniej jakości środki czyszczące, będące odpowiedniej jakości produktami chemicznymi, są w stanie całkowicie wyczyścić wymiennik ciepła z trwałych osadów, zwiększając jego sprawność i niezawodność oraz komfort działania. Takimi środkami są z całą pewnością wieloskładnikowe produkty oparte o zasady i o kwasy organiczne. Aby skutecznie użyć środka do czyszczenia komory spalania, należy zużyć od ¼ do ½ l środka, który kosztuje około 30 PLN netto. Usługa ta może być wykonana w trakcie corocznego przeglądu kotła. Czas trwania czynności to około 1 godzina i może być połączona z kontrolą uszczelki palnika. Po 20 minutach od zwilgocenia całej powierzchni komory spalania należy ją dobrze spłukać czystą wodą, odprowadzając ją poprzez instalację odpływu kondensatu.
• Czyszczenie obiegu wodnego wymiennika kotła.
  Jako, że jest to miejsce o najwyższej temperaturze w instalacji grzewczej, to właśnie tu powstają i tu się krystalizują osady stałe. Ta część kotła jest niewidoczna, w związku z tym ocena stanu wymiennika hydraulicznego po stronie wodnej jest możliwa poprzez zmierzenie przepływu i stwierdzeniu hałasów podczas pracy obiegów. Jeśli instalacja ma już kilka lat i nie były do tej pory stosowane żadne inhibitory korozji, jedynym wyjściem jest odcięcie kotła od obiegu wodnego, podłączenie specjalnymi przewodami do zbiornika ciśnieniowego o pojemności 6 l, wlanie do niego 2 litrów środka czyszczącego osady tlenków metali i kamienia kotłowego, następnie uzupełnienie układu wodą i przy pomocy pompy obiegowej kotła (pozycja serwisowa) płukanie obiegu przez około 4 godziny. Przy okazji wypłukany zostanie wymiennik wtórny, pompa obiegowa i inne elementy kotła. W wyniku takiej operacji w naczyniu ciśnieniowym osiądzie około 1 kg osadów trwałych, a wymiennik zacznie pracować jak nowy. Aby zabezpieczyć wymienniki i pompę przed osadami w przyszłości – obieg grzewczy należy zabezpieczyć wg zasad opisanych w następnym punkcie.
• Czyszczenie i zabezpieczenie obiegów grzewczych. Jest to obszar stosunkowo najbardziej zaniedbany. Jak wcześniej wspomniano wszyscy uważamy na węglan wapnia, czyli kamień kotłowy. Natomiast poza obszarem przeglądów i konserwacji są bardzo często osady tlenków metali oraz osady biologiczne (glony i bakterie), które tworzą się w obiegu grzewczym. Problem ten można rozwiązać poprzez zastosowanie kompleksowego systemu ochrony obiegu grzewczego w postaci zestawu, w skład którego wchodzą:
  – magnetyczny filtr wodny z filtrem siatkowym o dużej gęstości;
  – środek chemiczny typu dyspergator, czyli środek chemiczny rozdrabniający tlenki metali i oddzielający je od podłoża;
  – inhibitor korozji, ograniczający utlenianie się metali, jak np. stal, magnez, sód i miedź.

Filtr magnetyczny jest powszechnie stosowany na terenie państw EU. Wyposażony jest w bardzo mocny magnes o mocy np. 10 000 Gausów oraz filtr cząstek stałych o dużej gęstości. Jego zadaniem jest odfiltrować i przejąć cząstki tlenków metali, które krążą w obiegu grzewczym, jako rezultat korozji i pracy dyspergatora. Konstrukcja filtra zakłada półautomatyczną, okresową obsługę przez użytkownika instalacji grzewczej, zwłaszcza w początkowym okresie jej funkcjonowania (Rys. 4).
Filtr magnetyczny, wraz z wymienionymi powyżej produktami chemicznymi, tworzy zestaw do kompleksowej obsługi obiegów wodnych w nowych instalacjach i instalacjach, w których wymieniono stary kocioł na nowy. Niezwykle ważne jest, aby od początku pracy instalacja była chemicznie konserwowana, cząstki tlenków metali osiadały na regularnie czyszczonym silnym magnesie, a dyspergator oraz inhibitor korozji pracowały razem w obiegu, czyszcząc go przez 365 dni w roku. Zjawisko osadów tlenków metali jest szczególnie groźne w przypadku wymiany starego kotła na nowy w starej instalacji, i ta sytuacja w sposób szczególny wymaga zastosowania środków serwisu chemicznego. W przypadku instalacji ogrzewania podłogowego należy zastosować inhibitor biologiczny, który powstrzyma gwałtowny rozwój kolonii glonów i bakterii oraz wypłucze ewentualne osady trwałe. Ocieplenie klimatu pociąga za sobą zmniejszenie maksymalnej temperatury ogrzewania podłogowego, co powoduje coraz częstsze problemy instalatorów i serwisantów z instalacjami.

Korzyści chemicznego serwisu i konserwacji obiegów grzewczych
Zastosowanie środków chemii serwisowej oraz filtrów magnetycznych powoduje szereg korzyści, których beneficjentami są producenci urządzeń i materiałów instalacyjnych, instalatorzy, serwisanci, a także sami użytkownicy, a tymi korzyściami są:

• zmniejszenie ilości awarii kotłów;
• ograniczenie funkcji „pogotowia technicznego instalacji grzewczych";
• zwiększenie marż handlowych;
• wzrost sprawności instalacji grzewczych o minimum 20%;
• zmniejszenie pracochłonności prac serwisowych przy braku kandydatów do pracy;
• wzrost zaufania użytkowników końcowych do firm
• instalacyjnych i serwisowych, jak również producentów urządzeń.

Jeżeli w Polsce czynnych jest około 5÷6 milionów wodnych, niskotemperaturowych instalacji grzewczych i w każdej z nich zmniejszylibyśmy koszty paliwa o 20%, oszczędności użytkowników wyniosłyby około 4,0 mld PLN. Po odjęciu kosztu serwisu i konserwacji w kwocie 1,5 mld PLN, oszczędności netto użytkowników mogłyby sięgnąć kwoty 2,0÷2,5 mld PLN. Oczywiście są to założenia czysto teoretyczne i o długookresowej perspektywie, ale ich skala jest na tyle poważna, że warto już dzisiaj zainteresować się bardziej zmianą podejścia do przeglądów i konserwacji przez zastosowanie technologii opisanych w artykule.

Autor: Kazimierz Gołecki