Izpiranje toplotnega izmenjevalnika plinskega kotla: metode čiščenja in sredstva za odstranjevanje mineralnih oblog

Topla voda iz pipe in stabilnih +23 °C v hiši, ko je zunaj huda zmrzal – ali ni res, da so te dobrine civilizacije že postale običajne? Zdaj odgovorite na preprosto vprašanje: ali je bilo opravljeno izpiranje toplotnega izmenjevalnika plinskega kotla po prejšnji kurilni sezoni? Če je vaš odgovor »ne« – tvegate, da boste pozimi ostali brez toplote.

Da se to ne zgodi, preberite naš članek o boju proti vodnemu kamnu in o preprečevanju kopičenja mineralnih usedlin. Pri nas so podrobno opisane v praksi preizkušene metode boja proti kalcijevi oblogi, zaradi katere se znižuje izkoristek (KPD) agregata in narašča poraba goriva. Naši nasveti bodo pomagali povečati oddajanje toplote in podaljšati življenjsko dobo kotla.

Kako nastaja vodni kamen in zakaj je nevaren

Nobena tekočina se ne more primerjati z navadno vodo po specifični toplotni kapaciteti. Odvisno od temperature in tlaka se ta vrednost giblje v območju od 4174 do 4220 J/(kg·°C). Voda ni strupena, je dostopna in poceni, kar jo dela skoraj idealen prenosnik toplote.

Pa vendar ima H₂O bistveno pomanjkljivost – v svojem naravnem stanju vsebuje soli zemljoalkalijskih kovin Ca in Mg. Pri segrevanju na notranjih površinah toplotnoizmenjevalne opreme tvorijo netopne karbonatne ali drugače apnene usedline – vodni kamen.

Trda voda je značilna za večji del Rusije in zlasti za srednji pas, kjer stopnja mineralizacije doseže maksimum.

Negativne posledice nastajanja vodnega kamna so naslednje:

• zmanjšuje se izkoristek (KPD);
• zmanjšuje se tlak vode;
• pospešuje se obraba kotla;
• povečujejo se stroški.

Gospodinjski ogrevalni kotli in pretočni grelniki vode so večinoma opremljeni s površinskimi toplotnimi izmenjevalniki, v katerih se toplota prenaša skozi površine kovinskih sten. Vendar ima vodni kamen visoko toplotno upornost, to je nizko toplotno prevodnost.

Zaradi tega se v umazanih toplotnih izmenjevalcih zniža koeficient prenosa toplote, kar vodi do znižanja temperature toplotnega nosilca v ogrevalnem krogu in nezadostnega segrevanja vode na izstopu iz kroga za ogrevanje vode.

Če vaš kotel slabo segreva vodo, preverite stanje toplotnega izmenjevalnika. Morda je težava v vodnem kamnu, ki je povzročil znižanje izkoristka.

Trdne usedline debeline le 0,2 mm povečajo porabo goriva za 3 %. Če debelina vodnega kamna doseže 1 mm, presežna poraba plina doseže 7 %.

Ob zmanjšanju prenosa toplote je za vzdrževanje nastavljene temperature vode potrebna večja poraba plina, kar kaže na zmanjšanje izkoristka. Hkrati se s povečanjem porabe goriva povečujejo količine dimnih plinov in povečuje se emisija škodljivih snovi, ki onesnažujejo zrak okoli hiše in ozračje nasploh.

Usedline v celoti ali delno zaprejo pretočni prerez cevi, kar vodi do povečanja hidravličnega upora v sistemu, motenj v kroženju toplotnega nosilca in zmanjšanja dovoda tople vode na mestih odjema.

Pri uporabi vode normalne trdote se v enem letu tvori plast vodnega kamna debeline 2–3 mm. Pri višji mineralizaciji se hitrost usedanja karbonatov poveča.

Motnje v prenosu toplote povzročijo pregrevanje cevi, kar je vzrok za nastanek mikrorazpok – bodočih žarišč korozije. Zaradi delovanja na mejnih režimih agregat prezgodaj odpove.

Da bi preprečili okvaro opreme, je treba vodni kamen redno odstranjevati. Planirano čiščenje toplotnih izmenjevalnikov plinskih stenskih kotlov in talnih agregatov se izvaja v rokih, ki jih je določil proizvajalec. Preprost postopek pomaga ohranjati energetsko učinkovitost opreme na prvotni ravni, podaljšuje obdobje med popravili in znižuje skupne stroške obratovanja.

Saje na zunanjih površinah

Pri nepopolnem zgorevanju plina se na zunanjih površinah toplotnega izmenjevalnika usedajo saje – amorfni alotrop ogljika. Zaradi saj bolj trpijo toplotni izmenjevalniki kotlov z odprto zgorevalno komoro in naravnim vlekom.

Eden od vzrokov za njeno povečano nastajanje je prašnost zraka v prostoru, od koder prihaja zrak za zgorevanje. Veliko prahu se sprošča med gradbenimi deli. Če je gradbišče v bližini vhoda koaksialnega dimnika, se lahko umaže tudi toplotni izmenjevalnik kotla z zaprto zgorevalno komoro.

Koaksialni dimnik je sestavljen iz notranje in zunanje cevi. Ena od njih služi za odvod produktov zgorevanja, druga pa za dovod zraka v zaprto zgorevalno komoro.

Premajhen premer, nepravilna konfiguracija, zamašitve dimnika povzročajo poslabšanje vleka. Pri slabem vleku je odvod produktov zgorevanja otežen in se v obliki saj usedajo na spodnji zunanji del toplotnega izmenjevalnika.

Tako kot vodni kamen ima tudi saja nizko toplotno prevodnost in zmanjšuje učinkovitost toplotnoizmenjevalne opreme, vodi v njeno pospešeno obrabo ter skrajša obdobje med popravili. Izkoristek toplotnega izmenjevalnika, onesnaženega s sajami in vodnim kamnom, se lahko zmanjša za 25 % ali več.

Kako pogosto je treba izpirati toplotni izmenjevalnik

Pogostost čiščenja določi proizvajalec opreme v navodilih za uporabo. Na primer, toplotne izmenjevalnike v kotlih Neva je treba očistiti vodnega kamna vsakih 12 mesecev.

Koncentracija zemnoalkalijskih soli v vodi je lahko različna. Če je koncentracija visoka – vodo imenujemo trda. Pri njeni uporabi nastaja vodni kamen hitreje, zato je lahko potrebno nenačrtovano čiščenje. Tudi hitrost nastajanja usedlin je odvisna od toplotnega režima in intenzivnosti delovanja kotla.

O prisotnosti vodnega kamna v ceveh toplotnega izmenjevalnika in saj na njegovih rebrastih površinah signalizira zmanjšanje toplotne zmogljivosti opreme. Da bi ugotovili, ali dejanska toplotna zmogljivost ustreza navedeni v dokumentaciji, se izmerita temperatura in sestava dimnih plinov s pomočjo plinskega analizatorja.

Če instrumenta ni, lahko o prisotnosti vodnega kamna sklepamo po posrednih znakih: zmanjšanju temperature in tlaka vode na izhodu iz kotla. Če je v cevovodu grelnika vode normalen tlak vode, iz pipe pa teče tanek curek, preverite, ali ni usedlin na notranjih površinah cevi toplotnega izmenjevalnika.

Nezadostno segrevanje vode pri standardni porabi plina in normalnem tlaku prav tako kaže na onesnaženje toplotnega izmenjevalnika.

Opozorimo, da so lahko težave pri delovanju zapletene opreme posledica različnih vzrokov in prisotnost vodnega kamna je le ena od možnosti.

Načini odstranjevanja onesnaženj

Za odstranjevanje vodnega kamna in saj se uporabljajo mehanski, hidravlični, kemični in drugi načini ali njihove kombinacije.

Mehansko čiščenje toplotnoizmenjevalne opreme se izvaja s pomočjo palice, žične krtače, strgala. Uporabljajo se tako ročna orodja kot tudi električno ali pnevmatsko gnana orodja.

Uporaba hidravličnega načina je mogoča le ob prisotnosti aparata visokega tlaka, ki zagotavlja dovod močnega toka tekočine, ki je sposoben odbiti usedline in jih odstraniti.

Kemični način predvideva uporabo posebnih sredstev, ki razrahljajo in raztopijo onesnaženja.

Pri izpiranju toplotnih izmenjevalnikov s kemičnim načinom lahko uporabite črpalne naprave za dovajanje reagenta v vodni krog, kar je učinkovitejše od preprostega namakanja.

Magnetne, elektromagnetne in ultrazvočne metode so relativno nove in vključujejo uporabo filtrov-pretvornikov ter drugih tehničnih sredstev.

Za čiščenje toplotnih izmenjevalcev gospodinjskih grelnikov vode in ogrevalnih kotlov se najpogosteje uporablja kombinacija mehanske in kemične metode. Po namakanju (jedkanju) v čistilnem sredstvu se ostanki vodnega kamna odstranijo mehansko. Prav tako pridobivajo na priljubljenosti sodobne metode, o katerih smo govorili zgoraj.

Kemična sredstva za čiščenje in preventivo

Sredstva za odstranjevanje vodnega kamna vsebujejo organske ali anorganske kisline. Pri proizvodnji sredstev za gospodinjsko uporabo se najpogosteje uporabljata adipinska in ortofosforna kislina. V gospodinjstvih pripravljajo vodne raztopine citronske ali ocetne kisline.

Kisline so reagenti – sposobne so reagirati z zemljoalkalijskimi solmi in tvoriti druge, v vodi topne soli, ki se nato izločijo iz toplotnega izmenjevalca.

Uporabljajo se tudi alkalije, na primer kalcinirana ali kavstična soda, ki omogočajo rahljanje karbonatnih usedlin in saj, s čimer olajšajo kasnejše mehansko in kemično čiščenje. Alkalne raztopine se uporabljajo tudi za nevtralizacijo sledi kisline, ki ostanejo v toplotnem izmenjevalcu po odstranitvi vodnega kamna.

Večina reagentov se strankam dobavlja v obliki visokokoncentriranih vodnih raztopin in zahteva dodatno redčenje z vodo v določenih razmerjih, navedenih v navodilih za uporabo.

Potrebno je upoštevati navodila proizvajalca za pripravo delovne raztopine in ne presegati koncentracije sredstva. V nasprotnem primeru bo stik materialov toplotnega izmenjevalca z agresivno snovjo povzročil pospešeno korozijo.

Pri izbiri sredstev se upošteva material izdelave toplotnega izmenjevalca. Običajno je to baker, nerjavno jeklo ali lito železo. Na primer, Aminat D je namenjen za toplotne izmenjevalce iz nerjavnih in ogljikovih jekel. Drug reagent iz iste serije Aminat D(K) se uporablja za čiščenje bakrenih površin.

V mnogih kotlih domače proizvodnje so nameščeni toplotni izmenjevalci iz bakra. Pri izbiri sredstva proti vodnemu kamnu se prepričajte, da je dovoljeno uporabljati za barvne kovine.

Med univerzalna sredstva spadajo citronska kislina, kis, Medesk-Plus, Trilon B. Uporabljajo se za izpiranje toplotnih izmenjevalcev iz barvnih kovin in nerjavnega jekla.

Trilon B – je dinatrijeva sol etilendiamintetraocetne kisline. Ima obliko belega kristalnega prahu. Pri interakciji Trilona B z zemljoalkalijskimi solmi (vodnim kamnom) pride do zamenjave kalcijevih in magnezijevih ionov z natrijevimi ioni. Posledično nastanejo natrijeve soli, ki se dobro topijo v vodi.

Proizvajajo se sredstva s kompleksno sestavo. Hkrati vsebujejo komponente, ki čistijo vodni kamen in preprečujejo njegovo nastajanje.

Kompozit KKF se po načelu delovanja razlikuje od drugih kemičnih sredstev. Ni topilo kot kisline, ampak v njegovi prisotnosti pride do samočiščenja karbonatnih usedlin (vodnega kamna).

V običajnih pogojih se kristali kalcijevega karbonata oblikujejo v obliki mineralnega okamenenega nanosa. To je vodni kamen. V prisotnosti KKF namesto mineralnega nanosa nastane druga modifikacija kalcijevega karbonata – aragonit.

Igličasti kristali aragonita v procesu rasti uničujejo kalcijeve usedline. Za razliko od njih ima aragonit šibko adhezijo s površino toplotnega izmenjevalca in se zato zlahka odstrani pri izpiranju z navadno vodo.

Aktivne snovi KKF že v začetni fazi preprečujejo oblikovanje kristalov kalcita. Posledično se nastajanje vodnega kamna bistveno upočasni ali popolnoma zavre. Ta proces se imenuje inhibiranje (v prevodu iz latinščine: 'zadrževati').

Aragonit je polimorfna modifikacija kalcijevega karbonata. Njegovi kristali imajo igličasto koničasto obliko in zlahka uničujejo vodni kamen, sami pa se izperejo z navadno vodo.

KKF inhibira ne le vodni kamen, ampak tudi korozijo zaradi tvorbe zaščitnega filma na kovinski površini. Pri nakupu sredstev proti vodnemu kamnu ne pozabite preveriti, ali imajo certifikate Rospotrebnadzorja.

Konstrukcijske značilnosti toplotnih izmenjevalnikov

Da bi pravilno oprali toplotni izmenjevalec, morate poznati njegovo konstrukcijo. Vse informacije o vašem kotlu boste našli v navodilih za uporabo.

Za vsak slučaj naj opozorimo, da se za organizacijo avtonomnega ogrevanja in tople sanitarne vode v stanovanjih in zasebnih hišah pretežno uporabljajo plinski kotli in pretočni grelniki vode s toplotnimi izmenjevalci naslednjih tipov:

• kobulasto-cevasti;
• koaksialni;
• ploščasti.

V široko razširjenih kobulasto-cevastih toplotnih izmenjevalcih voda kroži po cevi, ki v obliki serpentine ovija stranske stene kobula. Takšna naprava je po izvedbi spajkana ali varjena, torej nerazstavljiva.

Kobulasto-cevasti toplotni izmenjevalec je eden najučinkovitejših in najpreprostejših po konstrukciji, enostavno ga je očistiti vodnega kamna z lastnimi rokami.

Toplotni izmenjevalci ploščastega tipa se pojavljajo redkeje. Njihov glavni konstrukcijski del je kovinski paket, v katerem je zbranih več plošč.

Na primer, toplotni izmenjevalci italijanskih kotlov Westen Zilmet in Baxi vključujejo od 10 do 16 plošč. Svojo toploto oddajajo vodi, ki se med njimi premika po kanalih. Takšno napravo je treba pred čiščenjem razstaviti.

Shema ploščnega toplotnega izmenjevalnika, kjer so navedeni: prirobnice za dovod toplotnega nosilca in ogrevane snovi (1, 2, 11, 12); fiksna in premična plošča (3, 8); kanali, po katerih teče toplotni nosilec (4, 14); majhno in veliko tesnilo (5, 13); toplotno izmenjevalna plošča (6), zgornje in spodnje vodilo (7, 15); zadnja opora in vijak (9, 10)

Glavni element koaksialnega (bitermičnega) toplotnega izmenjevalnika sta dve soosni cevi. V najpreprostejši izvedbi je na videz spirala s tesno prilegajočimi se ovoji.

Za dvokrožne kotle je značilna prisotnost 2–3 toplotnih izmenjevalnikov. Na primer, kotel »NEVALUX-8023« je opremljen s tremi toplotno izmenjevalnimi aparati, od katerih je eden koaksialnega tipa, vendar ne spiralnega, temveč z zaporedno povezanimi členi.

Kako odstraniti vodni kamen s ploščnega toplotnega izmenjevalnika

Izklopite kotel, zaprite dovod plina in vode, izpustite vodo iz toplotnega izmenjevalnika in počakajte, da se ohladi. Odklopite cevovode, odvijte zatezne vijake, odmaknite pritiskalno ploščo, pod katero so plošče.

Previdno jih ločite eno od druge. Vsako ploščo snemajte posebej, da se ne poškodujete ob ostrih robovih; delajte v debelih zaščitnih rokavicah. Pri delu s kislino jih zamenjajte z gumijastimi.

Pripravite posodo, v kateri boste namakali plošče, upoštevajoč, da morajo biti popolnoma potopljene v tekočino.

Uporabite čistilo v skladu s priloženimi navodili. Namizni kis razredčite z vodo v razmerju 1 : 3. Praškasto citronsko kislino pa v razmerju 1 : 10. Vodo za raztopino predhodno segrejte na 40 °C. Plošče potopite v raztopino za 1 uro, nato pa pod tekočo vodo s krtačo odstranite preostale usedline.

Po demontaži in čiščenju postavite plošče v vodoraven položaj, tako da ležijo na mizi ali drugi delovni površini.

Za izpiranje vodnega kamna iz toplotnega izmenjevalnika ni treba kupovati boosterja, dovolj je imeti črpalko, vse ostalo pa preprosto naredite sami.

Pri razstavljanju toplotnega izmenjevalnika hkrati preglejte tesnila in tesnilne elemente ter jih po potrebi zamenjajte z novimi. Priporočljivo je takoj zamenjati vsa tesnila, tudi če je obrabljeno le eno od njih. Izvedite montažo vseh elementov v zaporedju, ki je obratno od demontaže. Namestite toplotni izmenjevalnik nazaj na mesto.

Izpiranje cevnega toplotnega izmenjevalnika z ohišjem

Izklopite kotel, zaprite ventile na vstopnih ceveh, da ohranite vodo v ogrevalnem sistemu. Izpustite vodo iz toplotnega izmenjevalnika. Od termoreleja odklopite žice in odklopite cevi za toplo vodo. Odvijte matice in samorezne vijake, ki pritrjujejo toplotni izmenjevalnik, ter ga odstranite.

Pri rednem vzdrževanju kotla in njegovi pravilni uporabi se saje tvorijo v zmernih količinah in jih lahko odstranite z običajno zobno ščetko.

Da bi očistili toplotni izmenjevalnik s cevmi v plašču debele plasti karbonatnih usedlin, ga je treba odstraniti iz ohišja. Postopek demontaže ne zahteva posebnih veščin.

Vizualno preglejte površine. Če je na rebrih ali drugih delih saj, potopite toplotni izmenjevalnik v čistilno sredstvo, ki vsebuje alkalijo. To je lahko tudi raztopina navadnega gospodinjskega mila.

Če ni v navodilih navedeno drugače, naj namakanje traja približno 15 minut. Nato s krtačo odstranite saje. Izperite toplotni izmenjevalnik pod tekočo vodo z dobrim pritiskom.

Za odstranjevanje vodnega kamna postavite toplotni izmenjevalnik v umivalnik ali drugo posodo. V cev nalijte raztopino citronske kisline (10 % koncentracija). Po 12–15 urah cevi sperite s čisto vodo. Prav tako sperite ali zamenjajte filtre kroga sanitarne tople vode.

Postavite toplotni izmenjevalnik na svoje mesto. Po čiščenju je priporočljivo tudi zamenjati vsa tesnila. Če so tesnila gumijasta, za njihovo mazanje uporabite silikon.

Nato je treba preveriti tesnost toplotnega izmenjevalnika. Na spojne priključke plinskega kroga se nanese nasičena milna raztopina. Ob morebitnih puščanjih se na namiljenih mestih tvorijo mehurčki.

Po končanem izpiranju talnega kotla preverijo njegovo tesnost, električne povezave in delovanje v različnih načinih, obnovijo nastavitve in ga zaženejo v obratovanje.

Pri preverjanju vodnega kroga v dvo krogovnem plinskem kotlu ločeno vklopijo sistem ogrevanja in sistem sanitarne tople vode ter pregledajo vsak spojni priključek. Ob odkritju puščanja je treba priviti matico ali namestiti novo tesnilo.

Značilnosti izpiranja koaksialnih toplotnih izmenjevalnikov

Pogosto so cevi bitermičnega toplotnega izmenjevalnika izdelane iz različnih kovin. Zunanja cev je lahko jeklena, notranja pa bakrena. Zato je treba za pranje uporabiti univerzalno sredstvo, ki se vlije v cevi, pusti potreben čas in se nato izlije. Toplotni izmenjevalnik se spere in vrne na svoje mesto.

Čiščenje in izpiranje talnih kotlov

Odstranjevanje vodnega kamna in saj se izvaja brez demontaže toplotnega izmenjevalnika. Uporablja se čistilna črpalka (booster). V njeno posodo se vlije vodna raztopina citronske kisline. Za 2 litra tople vode potrebujete 200 gramov praškaste citronske kisline.

Preden očistite talni plinski kotel, zaprite ventile za dovod plina in vode, izpustite vodo iz ogrevalnega kroga in kroga sanitarne tople vode. Nato je treba priti do toplotnega izmenjevalnika. Odstranite vratca, odklopite žice, povezane s piezoelementom, odstranite termopar in šobo, demontirajte vžigalni sistem in gorilnik.

Odklenite matice, ki pritrjujejo zgornji pokrov, in ga odstranite. Dostopili ste do toplotnega izmenjevalnika in ga lahko očistite saj s krtačo in ščetko.

Na priključke toplotnega izmenjevalca priključite izhode puhala, ki bo pod tlakom črpal v cev raztopino citronske kisline. Krožeč po krogu 4–6 ur bo raztopila vodni kamen. Čas izpiranja je odvisen od stopnje onesnaženosti.

Da bi imeli proces pod nadzorom, uporabljajte pH-meter. Ta naprava bo pokazala spremembo koncentracije kisline v raztopini, ki nastane zaradi potekajoče kemijske reakcije raztapljanja karbonatnih usedlin.

Če se je kislina nevtralizirala in na napravi prikazuje vrednost pH 1, bo morda treba ponoviti postopek od začetka. Stabilna raven pH med 2 in 4 pomeni, da je vodni kamen odstranjen.

Na koncu cevi speremo z raztopino sode bikarbone za nevtralizacijo preostalih sledov reagenta. Nato je treba namestiti dele na svoja mesta, preveriti tesnost naprave z miljenjem in vizualnim pregledom ločljivih povezav ali s pomočjo tlačnega preizkusa. Če ni uhajanja plina in vode, kotel deluje v običajnem načinu.

Zaključki in koristen video na to temo

Toplotni izmenjevalec plinskega kotla je mogoče enostavno sprati doma brez uporabe profesionalne opreme:

Kako sprati vodni kamen iz sekundarnega toplotnega izmenjevalca dvokrožnega kotla in kaj je za to potrebno:

Sodobne metode in sredstva pomagajo učinkovito boj proti vodnemu kamnu in preprečevati njegovo nastajanje. Glavno je, da ne pozabite občasno sprati toplotni izmenjevalec, da bi realne lastnosti plinskega kotla ustrezale navedbam v potnem listu skozi celotno obdobje delovanja.

Povejte, kako ste sprali toplotni izmenjevalec svojega plinskega kotla. Delite znane učinkovite metode odstranjevanja mineralnih oblog. Prosimo, pustite komentarje v spodnjem obrazcu, postavljajte vprašanja in objavite fotografije na temo članka.