Płukanie wymiennika ciepła kotła gazowego: metody czyszczenia i środki do usuwania osadów mineralnych

Gorąca woda w kranie i stabilne +23°C w domu, gdy za oknem trzaskający mróz – czyż te dobrodziejstwa cywilizacji nie stały się już codziennością? Teraz proszę odpowiedzieć na proste pytanie: czy po poprzednim sezonie grzewczym wykonano płukanie wymiennika ciepła kotła gazowego? Jeśli Pańska odpowiedź brzmi «nie» – ryzykuje Pan/Pani, że zimą zostanie bez ciepła.

Aby do tego nie doszło, proszę przeczytać nasz artykuł o walce z kamieniem kotłowym i o profilaktyce gromadzenia się osadów mineralnych. Szczegółowo opisaliśmy w nim sprawdzone w praktyce metody walki z osadem wapniowym, z powodu którego spada sprawność urządzenia i rośnie zużycie paliwa. Nasze porady pomogą zwiększyć wymianę ciepła i wydłużyć żywotność kotła.

Jak powstaje i czym grozi kamień kotłowy

Żadna ciecz nie może się równać ze zwykłą wodą pod względem ciepła właściwego. W zależności od temperatury i ciśnienia wskaźnik ten waha się w zakresie od 4174 do 4220 Dżuli/(kg·°C). Woda jest nietoksyczna, łatwo dostępna i tania, co czyni ją niemal idealnym nośnikiem ciepła.

A jednak H₂O ma istotną wadę – w swoim naturalnym stanie zawiera sole metali ziem alkalicznych Ca i Mg. Podczas ogrzewania tworzą one na wewnętrznych powierzchniach urządzeń wymiany ciepła nierozpuszczalne osady węglanowe, czyli inaczej kamień kotłowy.

Twarda woda jest charakterystyczna dla znacznej części Rosji, a szczególnie dla strefy środkowej, gdzie stopień mineralizacji osiąga maksimum

Negatywne skutki powstawania kamienia kotłowego są następujące:

• zmniejsza się sprawność;
• spada ciśnienie wody;
• przyspiesza się zużycie kotła;
• rosną koszty.

Domowe kotły grzewcze i podgrzewacze wody są wyposażone głównie w powierzchniowe wymienniki ciepła, w których ciepło przekazywane jest przez powierzchnie metalowych ścianek. Ale kamień kotłowy ma wysoką oporność termiczną, czyli niską przewodność cieplną.

Z tego powodu w zabrudzonych wymiennikach ciepła współczynnik przenikania ciepła spada, co prowadzi do obniżenia temperatury czynnika grzejnego w obiegu grzewczym i niedostatecznego podgrzania wody na wyjściu obiegu ciepłej wody.

Jeśli twój kocioł słabo podgrzewa wodę, sprawdź stan wymiennika ciepła – być może chodzi o kamień kotłowy, który spowodował spadek sprawności.

Twarde osady o grubości zaledwie 0,2 mm zwiększają zużycie paliwa o 3%. Jeśli grubość kamienia kotłowego wyniesie 1 mm, nadmierne zużycie gazu sięgnie 7%.

W przypadku spadku przenikania ciepła, aby utrzymać zadaną temperaturę wody, konieczne jest użycie większej ilości gazu, co świadczy o spadku sprawności. Jednocześnie, przy wzroście zużycia paliwa, zwiększają się objętości gazów spalinowych, nasila się emisja szkodliwych substancji zanieczyszczających powietrze wokół domu i ogólnie atmosferę.

Osady całkowicie lub częściowo zamykają przekrój przepływowy rury, co prowadzi do wzrostu oporów hydraulicznych w systemie, zakłócenia cyrkulacji czynnika grzejnego, zmniejszenia dostarczania ciepłej wody w punktach poboru.

Przy stosowaniu wody o normalnej twardości w ciągu roku tworzy się warstwa kamienia kotłowego o grubości 2-3 mm. Przy wyższej mineralizacji szybkość osadzania węglanów wzrasta.

Zakłócenie przenikania ciepła prowadzi do przegrzania rur, co powoduje powstawanie mikropęknięć – przyszłych ognisk korozji. Z powodu pracy na granicznych warunkach, urządzenie przedwcześnie ulega awarii.

Aby zapobiec awarii sprzętu, kamień kotłowy należy okresowo usuwać. Planowe czyszczenie wymienników ciepła gazowych kotłów wiszących oraz urządzeń stojących wykonuje się w terminach ustalonych przez producenta. Prosta procedura pomaga utrzymać efektywność energetyczną sprzętu na początkowym poziomie, wydłuża okres międzyremontowy, obniża całkowity koszt eksploatacji.

Sadza na powierzchniach zewnętrznych

Przy niepełnym spalaniu gazu na zewnętrznych powierzchniach wymiennika ciepła osadza się sadza – amorficzna odmiana alotropowa węgla. Na sadzę bardziej narażone są wymienniki ciepła kotłów z otwartą komorą spalania i naturalnym ciągiem.

Jedną z przyczyn jej zwiększonego tworzenia jest zapylenie powietrza w pomieszczeniu, skąd pochodzi powietrze do spalania. Dużo pyłu wydziela się podczas prac budowlanych. Jeśli plac budowy znajduje się w pobliżu wlotu komina koncentrycznego, może ulec zanieczyszczeniu również wymiennik ciepła kotła z zamkniętą komorą spalania.

Komin koncentryczny składa się z rury wewnętrznej i zewnętrznej. Jedna z nich służy do odprowadzania produktów spalania, druga – do dostarczania powietrza do zamkniętej komory spalania.

Niewystarczająca średnica, nieprawidłowa konfiguracja, zatory przewodu kominowego prowadzą do pogorszenia ciągu. Przy słabym ciągu odprowadzanie produktów spalania jest utrudnione, a one w postaci sadzy osadzają się na dolnej zewnętrznej części wymiennika ciepła.

Podobnie jak kamień kotłowy, sadza ma niską przewodność cieplną i obniża wydajność urządzeń wymiany ciepła, prowadzi do ich przyspieszonego zużycia, skraca okres międzyremontowy. Sprawność wymiennika ciepła zanieczyszczonego sadzą i kamieniem może spaść o 25% i więcej.

Jak często należy płukać wymiennik ciepła

Częstotliwość czyszczenia jest określana przez producenta urządzenia w instrukcji obsługi. Na przykład wymienniki ciepła w kotłach Newa wymagają usuwania kamienia co 12 miesięcy.

Stężenie soli metali ziem alkalicznych w wodzie może być różne. Jeśli stężenie jest wysokie – wodę nazywa się twardą. Przy jej używaniu kamień tworzy się szybciej, w związku z czym może być wymagane nieplanowane czyszczenie. Również szybkość tworzenia się osadów zależy od reżimu cieplnego i intensywności pracy kotła.

O obecności kamienia w rurach wymiennika ciepła i sadzy na jego ożebrowaniu sygnalizuje spadek wydajności cieplnej urządzenia. Aby ustalić, czy rzeczywista wydajność cieplna odpowiada deklarowanej w dokumentacji, mierzy się temperaturę i skład spalin za pomocą analizatora spalin.

W przypadku braku przyrządu, o obecności kamienia można wnioskować na podstawie pośrednich oznak: obniżenia temperatury i ciśnienia wody na wylocie z kotła. Jeśli w rurociągu podgrzewacza wody jest normalne ciśnienie wody, a z kranu leci cienki strumień, proszę sprawdzić, czy nie ma osadów na wewnętrznych powierzchniach rurek wymiennika ciepła.

Niedostateczne ogrzewanie wody przy standardowym zużyciu gazu i normalnym ciśnieniu również wskazuje na zanieczyszczenie wymiennika ciepła.

Należy zauważyć, że usterki w działaniu skomplikowanych urządzeń mogą być spowodowane różnymi przyczynami, a obecność kamienia to tylko jedna z możliwości.

Sposoby usuwania zanieczyszczeń

Do usuwania kamienia i sadzy stosuje się metody mechaniczne, hydrauliczne, chemiczne oraz inne, lub ich kombinacje.

Czyszczenie mechaniczne urządzeń wymiany ciepła wykonuje się za pomocą pręta, szczotki drucianej, skrobaka. Stosuje się zarówno narzędzia ręczne, jak i z napędem elektrycznym lub pneumatycznym.

Zastosowanie metody hydraulicznej jest możliwe tylko przy posiadaniu urządzenia wysokociśnieniowego, które zapewni podanie silnego strumienia cieczy, zdolnego do usunięcia osadów i wyprowadzenia ich na zewnątrz.

Metoda chemiczna przewiduje użycie specjalnych środków, które spulchniają i rozpuszczają zanieczyszczenia.

Podczas płukania wymienników ciepła metodą chemiczną można użyć zestawów pompowych do podawania reagenta do obiegu wodnego, jest to skuteczniejsze niż zwykłe moczenie.

Metody magnetyczne, elektromagnetyczne, ultradźwiękowe są stosunkowo nowe i polegają na zastosowaniu filtrów-przetworników oraz innych środków technicznych.

Do czyszczenia wymienników ciepła domowych podgrzewaczy wody i kotłów grzewczych najczęściej stosuje się połączenie metod mechanicznej i chemicznej. Po namoczeniu (trawieniu) w środku czyszczącym pozostałości kamienia są usuwane mechanicznie. Coraz większą popularność zyskują również nowoczesne metody, o których wspomniano powyżej.

Środki chemiczne do czyszczenia i profilaktyki

Środki do usuwania kamienia zawierają kwasy organiczne lub nieorganiczne. Przy produkcji środków do użytku domowego najczęściej stosuje się kwas adypinowy i ortofosforowy. W warunkach domowych przygotowuje się wodne roztwory kwasu cytrynowego lub octowego.

Kwasy są reagentami – są zdolne do wchodzenia w reakcję z solami ziem alkalicznych i tworzenia innych, rozpuszczalnych w wodzie soli, które następnie są usuwane poza obręb urządzenia wymiennika ciepła.

Stosuje się także zasady, na przykład sodę kalcynowaną lub sodę kaustyczną, które umożliwiają rozluźnianie osadów węglanowych i sadzy, ułatwiając późniejsze czyszczenie mechaniczne i chemiczne. Roztwory zasadowe są również używane do neutralizacji pozostałości kwasu w wymienniku ciepła po usunięciu kamienia.

Większość reagentów dostarczana jest klientom w postaci wysokostężonych roztworów wodnych i wymaga dodatkowego rozcieńczania wodą w określonych proporcjach, podanych w instrukcji obsługi.

Należy przestrzegać zaleceń producenta dotyczących przygotowania roztworu roboczego i nie przekraczać stężenia środka. W przeciwnym razie kontakt materiałów urządzenia wymiennika ciepła z agresywną substancją doprowadzi do przyspieszenia korozji.

Przy wyborze środków bierze się pod uwagę materiał, z którego wykonany jest wymiennik ciepła. Zazwyczaj jest to miedź, stal nierdzewna lub żeliwo. Na przykład Aminat D przeznaczony jest do wymienników ciepła ze stali nierdzewnych i węglowych. Inny reagent z tej samej serii Aminat D(K) jest używany do czyszczenia powierzchni miedzianych.

W wielu kotłach produkcji krajowej zainstalowane są wymienniki ciepła z miedzi. Wybierając środek przeciwko kamieniowi, upewnij się, że można go stosować do metali nieżelaznych.

Do uniwersalnych środków należą kwas cytrynowy, ocet, Medesk-Plus, Trylon B. Stosuje się je do płukania wymienników ciepła z metali nieżelaznych i stali nierdzewnej.

Trylon B – to sól disodowa kwasu etylenodiaminotetraoctowego. Ma postać białego krystalicznego proszku. Podczas reakcji Trylonu B z solami ziem alkalicznych (kamieniem) następuje zastąpienie jonów wapnia i magnezu jonami sodu. W rezultacie powstają sole sodowe, które dobrze rozpuszczają się w wodzie.

Produkowane są środki o złożonym składzie kompozytowym. Zawierają one jednocześnie składniki czyszczące kamień kotłowy i zapobiegające jego powstawaniu.

Kompozyt KKF różni się od innych środków chemicznych zasadą działania. Nie jest rozpuszczalnikiem, jak kwasy, ale w jego obecności następuje samooczyszczanie się osadów węglanowych (kamienia kotłowego).

W normalnych warunkach kryształy węglanu wapnia formują się w postaci mineralnego skamieniałego nalotu. To jest właśnie kamień kotłowy. W obecności KKF zamiast mineralnego nalotu powstaje inna modyfikacja węglanu wapnia – aragonit.

Igłowane kryształy aragonitu w procesie wzrostu niszczą osady wapniowe. W przeciwieństwie do nich aragonit ma słabą adhezję do powierzchni wymiennika ciepła i dlatego łatwo usuwa się podczas płukania zwykłą wodą.

Substancje czynne KKF już na początkowym etapie zapobiegają tworzeniu się kryształów kalcytu. W rezultacie powstawanie kamienia kotłowego znacznie spowalnia się lub całkowicie zostaje stłumione. Proces ten nazywa się inhibowaniem (w tłumaczeniu z łaciny: „opóźniać”).

Aragonit jest polimorficzną modyfikacją węglanu wapnia. Jego kryształy mają igłowany, zaostrzony kształt i łatwo niszczą kamień kotłowy, a same są wypłukiwane zwykłą wodą.

KKF inhibuje nie tylko kamień kotłowy, ale również korozję dzięki tworzeniu na powierzchni metalowej ochronnej powłoki. Kupując środki przeciw kamieniowi kotłowemu, nie zapomnij sprawdzić, czy posiadają certyfikaty Rospotrebnadzoru.

Cechy konstrukcyjne wymienników ciepła

Aby prawidłowo przepłukać wymiennik ciepła, należy znać jego konstrukcję. Wszelkie informacje dotyczące Państwa kotła znajdą Państwo w instrukcji obsługi.

Na wszelki wypadek przypominamy, że do organizacji autonomicznego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej w mieszkaniach i domach jednorodzinnych wykorzystuje się głównie kotły gazowe oraz podgrzewacze wody przepływowe z wymiennikami ciepła następujących typów:

• płaszczowo-rurowe;
• koaksjalne;
• płytowe.

W powszechnie stosowanych wymiennikach ciepła płaszczowo-rurowych woda krąży w rurze, która w formie wężownicy opasuje boczne ściany płaszcza. Taki agregat jest wykonany jako lutowany lub spawany, czyli nierozbieralny.

Wymiennik ciepła płaszczowo-rurowy jest jednym z najefektywniejszych i najprostszych konstrukcyjnie, łatwo oczyścić go z kamienia kotłowego własnoręcznie.

Wymienniki ciepła typu płytowego występują rzadziej. Ich główną częścią konstrukcyjną jest metalowy pakiet, w którym zebrano kilka płyt.

Na przykład wymienniki ciepła włoskich kotłów Westen Zilmet i Baxi zawierają od 10 do 16 płyt. Oddają one swoje ciepło wodzie poruszającej się między nimi kanałami. Taki aparat przed czyszczeniem należy rozebrać.

Schemat płytowego wymiennika ciepła, na którym wskazano: króćce do doprowadzania czynnika grzewczego i ogrzewanego medium (1, 2, 11, 12); płyty stała i ruchoma (3, 8); kanały, przez które przepływa czynnik grzewczy (4, 14); mała i duża uszczelka (5, 13); płyta wymiennika (6); prowadnice górna i dolna (7, 15); podpora tylna i śruba (9, 10)

Głównym elementem koaksjalnego (bitermicznego) wymiennika ciepła są dwie współosiowe rury. W najprostszym wykonaniu zewnętrznie przypomina spiralę o ściśle przylegających zwojach.

Dla kotłów dwufunkcyjnych charakterystyczna jest obecność 2-3 wymienników ciepła. Na przykład kocioł «NEVALUX-8023» wyposażony jest w trzy wymienniki ciepła, z których jeden jest koaksjalny, ale nie spiralny, a z połączonymi szeregowo ogniwami.

Jak usunąć kamień kotłowy z wymiennika płytowego

Proszę wyłączyć kocioł, zakręcić dopływ gazu i wody, spuścić wodę z wymiennika ciepła i poczekać, aż ostygnie. Odłączyć rurociągi, odkręcić śruby ściągające, odsunąć płytę dociskową, pod którą znajdują się płyty.

Proszę ostrożnie oddzielić je od siebie. Proszę zdejmować każdą płytę osobno, aby nie zranić się o ostre krawędzie, pracować w grubych rękawicach ochronnych. Podczas pracy z kwasem proszę zmienić je na gumowe.

Proszę przygotować pojemnik, w którym będzie się moczyć płyty, uwzględniając, że muszą być całkowicie zanurzone w cieczy.

Proszę użyć środka czyszczącego zgodnie z dołączoną instrukcją. Ocet stołowy rozcieńcza się wodą w proporcji 1 do 3. Kwasek cytrynowy w proszku – w proporcji 1 do 10. Wodę do roztworu wstępnie podgrzewa się do 40°C. Płyty zanurza się w roztworze na 1 godzinę, po czym pod bieżącą wodą szczotką usuwa się pozostałe osady.

Po demontażu i czyszczeniu proszę umieścić płyty w pozycji poziomej, tak aby leżały na stole lub innej powierzchni roboczej.

Aby przepłukać wymiennik ciepła z kamienia, nie trzeba kupować boostera, wystarczy mieć pompę, a resztę łatwo zrobić własnoręcznie.

Podczas demontażu wymiennika ciepła proszę przy okazji sprawdzić uszczelki i elementy uszczelniające, a w przypadku uszkodzeń wymienić je na nowe. Zaleca się wymienić od razu wszystkie uszczelki, nawet jeśli tylko jedna z nich jest zużyta. Proszę wykonać montaż wszystkich elementów w kolejności odwrotnej do demontażu. Proszę zamontować wymiennik ciepła na miejsce.

Płukanie wymiennika płaszczowo-rurowego

Proszę wyłączyć kocioł, zakręcić zawory na rurach dopływowych, aby utrzymać wodę w systemie grzewczym. Spuścić wodę z wymiennika ciepła. Od termoreleja odłączyć przewody i odłączyć rury ciepłej wody użytkowej. Odkręcić nakrętki i wkręty mocujące wymiennik ciepła, wyjąć go.

Przy regularnej konserwacji kotła i jego prawidłowej eksploatacji sadza tworzy się w umiarkowanych ilościach i można ją usunąć zwykłą szczoteczką do zębów.

Aby przepłukać płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła z grubej warstwy osadów węglanowych, należy go wyjąć z obudowy. Proces demontażu nie wymaga specjalnych umiejętności.

Należy wizualnie sprawdzić powierzchnie. W przypadku obecności sadzy na ożebrowaniu lub innych obszarach, zanurzyć wymiennik ciepła w środku myjącym zawierającym alkalia. Może to być roztwór zwykłego mydła gospodarczego.

Jeśli w instrukcji nie podano inaczej, moczenie powinno trwać około 15 minut. Następnie należy usunąć sadzę szczotką. Przepłukać wymiennik ciepła pod bieżącą wodą z dobrym ciśnieniem.

Aby usunąć kamień, należy umieścić wymiennik w misce lub innym pojemniku. Nalać do rury roztwór kwasu cytrynowego (stężenie 10%). Po 12-15 godzinach przepłukać rury czystą wodą. Należy również przepłukać lub wymienić filtry obiegu ciepłej wody użytkowej.

Należy zamontować wymiennik na miejsce. Po czyszczeniu zaleca się również wymienić wszystkie uszczelki. Jeśli uszczelki są gumowe, należy użyć silikonu do ich nasmarowania.

Następnie wymiennik należy sprawdzić pod kątem szczelności. Na połączenia rozłączne obwodu gazowego nakłada się nasycony roztwór mydła. W przypadku nieszczelności na spienionych obszarach tworzą się pęcherzyki.

Po zakończeniu płukania kotła stojącego należy sprawdzić jego szczelność, połączenia elektryczne i działanie w różnych trybach, przywrócić ustawienia i uruchomić go do pracy.

Podczas sprawdzania obiegu wodnego w dwuobwodowym kotle gazowym oddzielnie włącza się system ogrzewania i ciepłej wody użytkowej i ogląda każde połączenie rozłączne. W przypadku wykrycia nieszczelności należy dokręcić nakrętkę lub założyć nowe uszczelnienie.

Specyfika płukania wymienników współosiowych

Często rury wymiennika bitermicznego są wykonane z różnych metali. Zewnętrzna rura może być stalowa, a wewnętrzna miedziana. Dlatego do płukania należy użyć uniwersalnego środka, który wlewa się do rur, utrzymuje przez wymagany czas i wylewa. Wymiennik jest płukany i wracany na swoje miejsce.

Czyszczenie i płukanie kotłów stojących

Usuwanie kamienia i sadzy odbywa się bez demontażu wymiennika. Używana jest pompa płucząca (booster). Do jej zbiornika wlewa się wodny roztwór kwasu cytrynowego. Na 2 litry ciepłej wody potrzeba 200 gramów proszkowego kwasu cytrynowego.

Przed czyszczeniem kotła gazowego stojącego należy zamknąć zawory dopływu gazu i wody, spuścić wodę z obiegu grzewczego i CWU. Następnie trzeba dostać się do wymiennika. Zdjąć drzwiczki, odłączyć przewody podłączone do elementu piezoelektrycznego, zdjąć termoparę i dyszę, zdemontować układ zapłonowy i palnik.

Odkręcić nakrętki mocujące górną pokrywę i zdjąć ją. Uzyskali Państwo dostęp do wymiennika i mogą go oczyścić z sadzy za pomocą szczotki i szczotki drucianej.

Do króćców wymiennika ciepła należy podłączyć przewody boostera, który pod ciśnieniem wtłoczy do rury roztwór kwasu cytrynowego. Krążąc w obiegu przez 4-6 godzin, rozpuści on kamień. Czas płukania zależy od stopnia zabrudzenia.

Aby kontrolować proces, należy używać pehametru. Urządzenie to wskaże zmianę stężenia kwasu w roztworze, która następuje w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej rozpuszczania osadów węglanowych.

Jeśli kwas uległ zneutralizowaniu, a na przyrządzie wyświetla się wartość pH 1, być może trzeba będzie powtórzyć proces od początku. Stabilny poziom pH między 2 a 4 świadczy o usunięciu kamienia.

Na koniec rury płucze się roztworem sody oczyszczonej w celu zneutralizowania pozostałości odczynnika. Następnie pozostaje zamontować elementy na swoje miejsca, sprawdzić szczelność urządzenia poprzez namydlenie i wizualną kontrolę połączeń rozłącznych lub za pomocą próby ciśnieniowej. W przypadku braku wycieków gazu i wody kocioł może być eksploatowany w normalnym trybie.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wymiennik ciepła kotła gazowego można łatwo przepłukać w warunkach domowych bez użycia profesjonalnego sprzętu:

Jak przepłukać z kamienia wtórny wymiennik ciepła kotła dwufunkcyjnego i co jest do tego potrzebne:

Nowoczesne metody i środki pomagają skutecznie walczyć z kamieniem i zapobiegać jego powstawaniu. Najważniejsze, aby nie zapominać o okresowym płukaniu wymiennika ciepła, aby rzeczywiste parametry kotła gazowego odpowiadały danym znamionowym przez cały okres eksploatacji.

Proszę opowiedzieć, jak Państwo płukali wymiennik ciepła własnego kotła gazowego. Proszę podzielić się znanymi Państwu skutecznymi metodami usuwania osadów mineralnych. Prosimy o pozostawianie komentarzy w formularzu poniżej, zadawanie pytań i publikowanie zdjęć związanych z tematem artykułu.