Zabezpečovací zařízení ohřívačů vody: Teplota nebo tlak?

Datum: 20.3.2017  |  Autor: upraveno podle J. B. Hall, Ph.D., Ing. Petr Blasinski, Ph.D., Ing. Jakub Vrána, Ph.D., Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně  |  Recenzent: Ing. Jakub Vrána, Ph.D.

V článku je shrnut přehled způsobů zabezpečení ohřívačů vody v Evropě, který se stal základem pro návrh jednotné metodiky uplatněné i u nás.

Překlad příspěvku Ing. J. B. Halla, Ph.D, který byl přednesen na konferenci CIB-W62, jež se konala v Brightonu ve Velké Británii v roce 1994.

Článek přeložil Ing. Petr Blasinski, Ph.D. a komentářem psaným kurzívou opatřil Ing. Jakub Vrána, Ph.D.

Anotace

Různé země používají u ohřívačů vody různé způsoby nastavení provozních přetlaků a teplot. Jako maximální teplota pro otevření teplotní pojistné armatury je obecně brána teplota 99 °C. To znamená, že se musí otevřít dříve, než je teplota varu vody při tlaku 1 bar (100 kPa). Toto zabezpečení v případě poruchy zajistí, že nemůže nikdy dojít ke skupenské změně stavu z vody na páru.

Tam, kde se k ochraně ohřívačů vody používají pojistné ventily ovládané tlakem, může nastat situace, kdy je v zásobníku v době poruchy přehřátá voda. V případě, že se nádoba zásobníku protrhne před otevřením pojistného ventilu otevíraného tlakem, může být průběh vypuštění doprovázen výbuchem. Tento článek se zabývá zabezpečovacími zařízeními různých ohřívačů v různých zemích po celém světě.

Také v České republice se zabezpečení ohřívačů vody řeší pojistným ventilem. I u nás v poslední době probíhala diskuse o zabezpečení ohřívačů při přehřátí a vývinu páry. Protože teplotní pojistné armatury byly u nás téměř neznámé, domnívali se někteří odborníci, že zabezpečení ohřívačů vody pro případ vývinu páry i nadměrného přetlaku je možné řešit jedním pojistným ventilem osazeným na výstupu teplé vody z ohřívače nebo v jeho horní části. Evropská norma ČSN EN 806-2 však předepisuje osazovat pojistný ventil na přívod studené vody k ohřívači, protože předpokládá zabezpečení ohřívačů vody proti nadměrné teplotě jiným způsobem. Poněvadž diskuse o zabezpečení ohřívačů vody u nás stále probíhá, byl přeložen a okomentován následující článek britského specialisty Ing. J. B. Halla, Ph.D, který se na tvorbě evropských norem podílel. Obrázky byly překresleny, schémata na nich zobrazená však přesně odpovídají originálu.

1 Úvod

S rozvojem evropských norem pro ohřívače vody a souvisejících zabezpečovacích zařízení se ukázalo, že neexistuje žádný jednotný způsob zabezpečení. Hlavní rozdělení ohřívačů je na tlakově uzavřené a otevřené. Jejich řešení se vzájemně liší. Jak naznačuje tento článek, zabezpečení pro uzavřené tlakové ohřívače není jednotné. Existuje totiž celá řada různých typů ohřívačů vody, např. zásobníkový, smíšený a průtokový.

2 Rozdělení podle druhu ohřevu:

  • Zásobníkový (obr. 1)
    Při tomto způsobu ohřevu teplé vody je v zásobníku pitná (nebo sekundární) voda a ohřívá se na potřebnou teplotu buď přímo (tj. pomocí olejového hořáku, plynového hořáku, popř. elektrické topné spirály), nebo nepřímo (například primární otopnou vodou z kotle). Ohřátá voda je tak připravena pro následné použití.

    Obrázek 1 – Schéma ohřevu vody v beztlakém přímo ohřívaném zásobníkovém ohřívači používaném ve Velké Británii. 1 – přívodní potrubí studené pitné vody, které je pod přetlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu, 2 – hlavní uzávěr objektu, 3 – výtoková armatura studené pitné vody pod přetlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu, 4 – uzávěr, 5 – přerušovací (beztlaká) zásobní nádrž s poklopem a plovákovým ventilem, 6 – nízkotlakové rozvodné potrubí studené pitné vody k výtokovým armaturám, 7 – nízkotlakový přívod studené pitné vody do beztlakého ohřívače, 8 – signalizační (přepadové) potrubí, 9 – beztlaký ohřívač vody, 10 – nízkotlakové rozvodné potrubí teplé vody k výtokovým armaturám, 11 – odvzdušňovací potrubí, na kterém se nesmí nacházet žádná uzavírací armatura
    Obrázek 1 – Schéma ohřevu vody v beztlakém přímo ohřívaném zásobníkovém ohřívači používaném ve Velké Británii
    1 – přívodní potrubí studené pitné vody, které je pod přetlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu, 2 – hlavní uzávěr objektu, 3 – výtoková armatura studené pitné vody pod přetlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu, 4 – uzávěr, 5 – přerušovací (beztlaká) zásobní nádrž s poklopem a plovákovým ventilem, 6 – nízkotlakové rozvodné potrubí studené pitné vody k výtokovým armaturám, 7 – nízkotlakový přívod studené pitné vody do beztlakého ohřívače, 8 – signalizační (přepadové) potrubí, 9 – beztlaký ohřívač vody, 10 – nízkotlakové rozvodné potrubí teplé vody k výtokovým armaturám, 11 – odvzdušňovací potrubí, na kterém se nesmí nacházet žádná uzavírací armatura
     
  • Zásobník s otopnou vodou (obr. 2)
    V tomto případě je v zásobníku trvale otopná voda (ohřívána v kotli) a pitná voda se ohřívá v potrubí procházejícím tímto zásobníkem. Jedná se vlastně o průtokový ohřev pitné vody.

    Obrázek 2 – Zásobník s otopnou vodou. 1 – přívod studené vody, 2 – výstup teplé vody, 3 – zásobník otopné vody, 4 – kotel
    Obrázek 2 – Zásobník s otopnou vodou
    1 – přívod studené vody, 2 – výstup teplé vody, 3 – zásobník otopné vody, 4 – kotel
     
  • Průtokový ohřev (obr. 3)
    Pitná voda je ohřívána při průtoku ohřívačem, obvykle pomocí elektrické topné vložky nebo plynovým hořákem a pak je připravena pro použití. Možný je také průtokový ohřev vody v deskovém výměníku.

    Obrázek 3 – Průtokový ohřev vody. 1 – přívod studené vody, 2 – hlavní uzávěr objektu, 3 – přívodní potrubí studené vody k výtokovým armaturám, 4 – průtokový ohřívač vody, 5 – přívodní potrubí teplé vody k výtokovým armaturám
    Obrázek 3 – Průtokový ohřev vody
    1 – přívod studené vody, 2 – hlavní uzávěr objektu, 3 – přívodní potrubí studené vody k výtokovým armaturám, 4 – průtokový ohřívač vody, 5 – přívodní potrubí teplé vody k výtokovým armaturám

3 Beztlaké (odvzdušněné) ohřívače

Beztlaké (odvzdušněné) zásobníkové ohřívače pro přípravu teplé vody se běžně používají ve Velké Británii. Do zásobníkového ohřívače je přivedena studená voda z beztlaké (otevřené) přerušovací zásobní nádrže a zásobníkový ohřívač je odvzdušněn otevřeným odvzdušňovacím potrubím (obr. 1). Otevřené odvzdušňovací potrubí funguje jako prostor pro expanzní vodu a bezpečné vypouštění teplé vody nebo páry v případě poruchy. V případě, že dojde k ucpání odvzdušňovacího a nízkotlakového přívodního potrubí studené vody (např. kusem ledu), a nebyl by odstaven přívod tepla, např. v důsledku selhání termostatu, který řídí napájení topné vložky, hrozí výbuch zásobníkového ohřívače.

V České republice se tlakově otevřené (beztlaké) ohřívače vody k ohřevu vody pro více odběrných míst nepoužívají. Důvodem je, že se u nás neprovádějí nízkotlaké systémy vnitřního vodovodu zásobované z výše položené nádrže (tzv. instalace typu B podle ČSN EN 806-1). V České republice jsou rozšířeny uzavřené systémy vnitřního vodovodu, které jsou pod tlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu nebo automatické tlakové čerpací stanice (tzv. instalace typu A podle ČSN EN 806-1). Tlakově otevřené ohřívače, nazývané také beztlakými nebo přepadovými ohřívači, se u nás podle ČSN 75 5409 používají pouze pro místní ohřev vody pro jedno odběrné místo (umyvadlo, dřez). Jejich výhodou je, že nevyžadují zabezpečení pojistným ventilem, protože výtok teplé vody je u nich trvale otevřen a přebytečná voda při ohřevu odkapává výtokovou armaturou do zařizovacího předmětu.

4 Tlakové (uzavřené) ohřívače

Tam, kde jsou ohřívače vody napojeny přímo z vodovodu, často přes redukční ventil, se odvzdušňovací potrubí nedá použít, a proto hrozí nebezpečí výbuchu z důvodu přehřátí při tlacích vyšších, než je tlak atmosférický. Způsob zabezpečení tlakových ohřívačů se v různých zemích liší.

Následující odstavce popisují zabezpečení tlakových ohřívačů vody v různých, nejen evropských, zemích a koncepci zabezpečení ohřívačů v evropských normách.

4.1 Velká Británie
Obrázek 4 – Schéma připojení tlakového (uzavřeného) ohřívače vody podle předpisů platných ve Velké Británii. 1 – přívod studené vody, která je pod přetlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu, 2 – uzávěr, 3 – redukční ventil, 4 – přívodní potrubí studené vody k výtokovým armaturám, 5 – zpětný ventil, 6 – expanzní nádoba, 7 – pojistný ventil pro expanzní vodu, 8 – kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura, 9 – odtokové potrubí přerušené volným výtokem (kalichem) zajišťující viditelný odtok vody, 10 – zásobníkový ohřívač vody, 11 – přívodní potrubí teplé vody k výtokovým armaturám, 12 – elektrická topná vložka opatřená regulátorem teploty (termostatem) a omezovačem teploty, 13 – uzávěr se servopohonem, 14 – regulátor teploty (termostat), 15 – omezovač teploty, 16 – přívodní potrubí otopné vody, 17 – zpětné potrubí otopné vody
Obrázek 4 – Schéma připojení tlakového (uzavřeného) ohřívače vody podle předpisů platných ve Velké Británii
1 – přívod studené vody, která je pod přetlakem z vodovodu pro veřejnou potřebu, 2 – uzávěr, 3 – redukční ventil, 4 – přívodní potrubí studené vody k výtokovým armaturám, 5 – zpětný ventil, 6 – expanzní nádoba, 7 – pojistný ventil pro expanzní vodu, 8 – kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura, 9 – odtokové potrubí přerušené volným výtokem (kalichem) zajišťující viditelný odtok vody, 10 – zásobníkový ohřívač vody, 11 – přívodní potrubí teplé vody k výtokovým armaturám, 12 – elektrická topná vložka opatřená regulátorem teploty (termostatem) a omezovačem teploty, 13 – uzávěr se servopohonem, 14 – regulátor teploty (termostat), 15 – omezovač teploty, 16 – přívodní potrubí otopné vody, 17 – zpětné potrubí otopné vody

Tlakově uzavřené soustavy přípravy teplé vody s objemem ohřívače nad 15 l byly ve Velké Británii do roku 1966 zakázány. Vyhláškou [1] tykající se ohřívačů vody vydanou roku 1986 [2] byl zákaz zrušen a bylo tedy umožněno navrhovat tlakové (uzavřené) ohřívače vody bez omezení objemu, které jsou připojeny přímo k vodovodnímu potrubí. Účelem vyhlášky pro ohřev vody je zaměření na prevenci zneužití, znečištění a plýtvání vodou. Stavební předpisy z roku 1985 [3] pro Anglii a Wales obsahovaly nový požadavek (část G3), a to nutnost zajištění odpovídajícího zabezpečovacího zařízení pro ohřev vody v tlakově uzavřeném ohřívači o možné teplotě vyšší než 100 °C, a to včetně zajištění vypouštění teplé vody ze zabezpečovacích zařízení, tak aby bylo bezpečné a viditelné. Toto nařízení se nevztahuje na zásobníkové ohřívače o objemu 15 litrů nebo méně, systémy zajišťující pouze vytápění nebo na systém, který ohřívá nebo slouží k akumulaci vody pro účely průmyslového provozu.

Britská legislativa pro tlakově uzavřené ohřívače byla v roce 1994 obsažena ve Stavebním nařízení G 1991 [4] pro Anglii a Wales, nařízení 27 a 28, a standardech P2.6 a P3 [5] pro Skotsko, a nařízeních P5 a P6 [6] pro Severní Irsko.

Požadavky na zabezpečení ohřívačů vody jsou splněny osazením omezovače teploty a teplotní pojistné armatury, v místech, kde chrání akumulovanou vodu před překročením teploty 100 °C. Expanze a ztráty vody jsou ve Velké Británii řešeny příslušnou vyhláškou. Obecně ve Velké Británii platí, že externí expanzní nádoba dimenzována pro akumulaci 4 % expanzní vody se používá spolu s pojistným ventilem pro expanzní vodu, který se otevře v případě, že by došlo k selhání expanzní nádoby (obr. 4). Případně je prostor pro expanzi teplé vody zajištěn výrobcem přímo v zásobníkovém ohřívači.

4.2 Francie

Ve Francii je zabezpečení ohřívačů vody dosaženo hlídáním teploty (omezovač teploty) na zdroji tepla a zabezpečovacími zařízeními (pojistnou skupinou) pro snížení tlaku. Zabezpečovací zařízení má jedinou armaturu, která obsahuje řadu funkcí (uzavírací ventil, zpětný ventil, pojistný ventil, vypouštěcí armatura a odbočka pro tlakoměr). Z bezpečnostního hlediska zamezení výbuchu je spoléháno na regulaci tlaku. To znamená, že při výpadku běžného termostatického zařízení, může být dosaženo při doporučeném nastavení tlaku pojistného ventilu 0,6 MPa (6 bar) teploty 165 °C. I když to může znamenat, že za normálního provozu dojde k bezpečnému vypouštění vodní páry ze systému, mohou vzniknout situace, které povedou k riziku výbuchu, jak je uvedeno níže:

  • Před několika lety nastala ve Francii exploze, kdy selhal termostat hlídající elektrickou topnou vložku. Teplota uvnitř ohřívače se zvýšila na přibližně 180 °C, plastové komponenty uvnitř pojistné skupiny se roztavily a to způsobilo její nefunkčnost. Teplota a tlak rostly, až se změnilo skupenství na páru a došlo k výbuchu ohřívače.
  • Stárnutí ohřívače, který časem degraduje (například tlakem nebo korozí), může zapříčinit jeho prasknutí tím, že odolá menšímu přetlaku, než je otevírací přetlak pojistného ventilu, který byl nastaven na maximální provozní přetlak nového ohřívače. Následně dojde s rostoucím tlakem v systému a doprovodným selháním termostatické regulace k vývinu vodní páry, uvolnění energie a k prasknutí ohřívače.
  • Expanze teplé vody ve Francii je zajišťována pomocí pojistného ventilu. V oblastech s tvrdou vodou může být pojistný ventil ucpán nebo částečně blokován vytvořením vodního kamene, což může mít za následek výbuch ohřívače.

Jak je popsáno výše, jsou tyto druhy poruch pravděpodobné u jakéhokoliv druhu ohřívače vody, který je opatřen pouze pojistným ventilem ovládaným tlakem.

4.3 Německo

Německý způsob zabezpečení ohřívačů vody proti výbuchu je pomocí omezovače teploty nebo bezpečnostního omezovače teploty osazeného na zdroji tepla. Například u elektrických ohřívačů vody je možné použít dvoupólový spínač, který je kontrolován během celé životnosti zařízení. Expanze ohřáté vody je zajištěna pojistnou skupinou na přívodu studené vody. Pojistnou skupinu tvoří jediná armatura obsahující uzavírací ventily, zpětný ventil, pojistný ventil pro expanzní vodu, vypouštěcí armaturu a odbočku pro tlakoměr.

4.4 Holandsko

Praxe je podobná jako v Německu u velkých ohřívačů (200 litrů a více) a pojistná skupina se používá k ochraně malých ohřívačů vody (pod 200 litrů).

4.5 Švýcarsko

Omezovač teploty působí na zdroji tepla a pojistný ventil pro expanzní vodu je umístěn na přívodním potrubí studené vody k ohřívači vody pro všechny velikosti ohřívačů vody.

4.6 Itálie

V Itálii existují dvě varianty instalace. Buď je instalatér povinen na přívodu studené vody pro malé ohřívače namontovat pouze pojistný ventil pro expanzní vodu, nebo je nutná pojistná skupina. U velkých ohřívačů vody ve vícepodlažních budovách se používají teplotní pojistné armatury o průměru 6/4“ nebo 2“.

4.7 Španělsko a Portugalsko

Ve Španělsku a Portugalsku neplatí žádné specifické předpisy. Zabezpečení ohřívačů se provádí jako v Německu, Francii nebo Itálii.

4.8 Skandinávské země

Kromě omezovače teploty jsou všechny ohřívače vody vybaveny pojistnou skupinou pro expanzní vodu nebo pojistným ventilem pro expanzní vodu na přívodu studené vody.

4.9 Rakousko a Belgie

Praxe v těchto zemích úzce vyplývá z německých zásad.

4.10 USA a Austrálie

V těchto zemích se pro odstavení přívodu energie používají omezovače teploty a na vrcholu ohřívače (nebo v jeho blízkosti) se osazuje kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura, což je podobná situace jako řešení ve Velké Británii. V USA je povoleno, aby expanzní voda proudila zpět do přívodu studené vody. V některých státech Austrálie jsou používány expanzní nádoby spolu s pojistnými ventily pro expanzní vodu.

4.11 Česká republika

V České republice se před zavedením evropských norem zabezpečení ohřívačů vody provádělo omezovačem teploty na přívodu energie pro ohřev a pojistným ventilem umístěným na přívodu studené vody nebo na vrcholu ohřívače, popř. na výstupu teplé vody z ohřívače (norma ČSN 06 0830 se měnila a upravovala). Umístění pojistného ventilu na vrcholu ohřívače nebo na výstupu teplé vody z ohřívače má zabezpečit odvádění páry při jeho přehřátí.

4.12 Evropské normy

Do tvorby evropských norem týkajících se zabezpečovacích zařízení ohřívačů vody byly zapojeny pracovní skupiny Evropské komise pro normalizaci (CEN a CENELEC), které po mnoho let vydávaly řadu standardů (ENS), jak pro tlakově otevřené, tak pro tlakově uzavřené ohřívače vody. Existuje tedy celá řada specifikací. Například CENELEC /TC 61 vypracovala specifikaci pro elektrické zásobníkové a průtokové ohřívače, CEN/TC 48 návrhy norem pro plynové zásobníkové ohřívače vody a CEN/TC 164 návrhy norem pro nepřímo ohřívané ohřívače vody. Kromě toho CEN/TC 164 představila návrhy norem pro kombinované teplotní a tlakové pojistné armatury, pojistné skupiny, pojistné ventily a pojistné ventily pro expanzní vodu. V informativní příloze norem byla vypracována rozhodovací matice, která je uvedena níže (tabulka 1).

Jak lze vidět z výše uvedených odstavců tohoto článku, neexistuje mezi státy žádná dohoda o řešení zabezpečovacího zařízení ohřívačů vody proti přehřátí.

Tabulka 1 – Rozhodovací matice pro výběr zabezpečovacího zařízení (viz např. ČSN EN 1490)
Tabulka 1 – Rozhodovací matice pro výběr zabezpečovacího zařízení (viz např. ČSN EN 1490)
 
4.13 Směrnice EC

Směrnice pro tlakově uzavřené ohřívače vody se mohou vzájemně překrývat. Práce popsané v CENELEC/TC 61 se provádí podle směrnice o nízkém napětí (LVD) [7] a práce z CEN/TC 48 se provádí podle směrnice o plynových zařízeních (GAD) [8]. Tlakově uzavřené ohřívače vody, jsou jmenovitě uvedeny s „rizikem 5 explozí“ v ID 4 Bezpečnost při užívání hygienických teplovodních zařízeních a ve směrnici ID 6 o stavebních výrobcích (CPD) pro oblast energetiky, ekonomiky a ochrany tepla. Existují také směrnice, jež se týkají tlakových zařízení a tlakových nádob.

Tyto charakteristiky se týkají základních požadavků pro jednotlivé výrobky a je třeba je vzít v úvahu při přípravě evropských norem. Požadavky mohou vyplývat z více než jedné směrnice. A všechny příslušné směrnice musí být vzaty v úvahu. Například standardy pod GAD nemusí mít dostatečný ohled pro CPD.

5 Rizika výbuchu

Důsledky nedostatečného zabezpečení ohřívače vody proti přehřátí jsou obrovské. Regulační termostaty a omezovače teploty mohou selhat nebo být neúčinné, protože byly nesprávně namontovány (např. nejsou zapojeny). Jakmile regulace teploty selže, může být posledním zabezpečovacím zařízením odvzdušňovací potrubí, pojistný ventil nebo teplotní pojistná armatura, popř. kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura.

  • Pokud se odvzdušňovací potrubí ucpe (vytvořením ledu) nebo je zúženo při montáži a hlídání teploty selže, tak je výsledkem výbuch ohřívače.
  • Obsahuje-li pojistný ventil součásti, které nejsou odolné proti vysoké teplotě, nebo je poškozen, je výsledkem výbuch ohřívače.
  • Je-li ovládání teplotní pojistné armatury nebo pojistného ventilu blokováno nebo je nefunkční, je výsledkem výbuch ohřívače.
  • V případě, že je teplotní pojistná armatura nebo pojistný ventil nesprávně navržen s ohledem na výkon ohřívače, tzn. výkon je větší než energie vypouštěná jako teplá voda nebo pára, což umožňuje přehřátí vody, tak je výsledkem výbuch ohřívače.

Kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura podle ČSN EN 1490 pracuje v teplotním rozmezí 90 °C až 95 °C. Jedinou příčinou přehřátí a výbuchu může být nesprávná velikost nebo chybné umístění této armatury (nemožnost detekce maximální teploty vody).

Je proto nezbytné, aby normy pro zabezpečovací zařízení ohřívačů vody určily velikost a umístění kombinované teplotní a tlakové pojistné armatury na ohřívači a aby byla prováděna zkouška výkonnosti ohřívačů vody s kontrolou poruchových stavů regulace teploty. Pokud výrobky opustí výrobní závody se správně namontovanými zabezpečovacími zařízeními, je riziko následného výbuchu minimální.

6 Kolik zabezpečovacích zařízení?

Aby se zabránilo přehřátí, je nezbytná regulace teploty. Podle studie spolehlivosti [10] se tam, kde je možnost vzniku parní exploze, doporučuje použití více než jednoho zabezpečovacího zařízení. Ve Velké Británii se u tlakových zásobníkových ohřívačů vody běžně používá omezovač teploty a kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura. Tato zabezpečovací zařízení jsou navzájem nezávislá, mají různé režimy provozu a působí na různých částech systému.

Omezovač teploty odstaví zdroj tepla (přívod energie) a kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura uvolňuje energii tím, že vypouští teplou vodu z ohřívače. Je nezbytné, aby se zabránilo používání zařízení, která mohou selhat stejným způsobem nebo mají podobné chyby, což je běžná příčina selhání. U zásobníku s otopnou vodou (obr. 2), nemusí být pojistná armatura vhodná a může být použit jiný přístup pomocí dvou teplotně ovládaných zabezpečovacích zařízení s odlišným provozem a jinou konfigurací. Což by mělo být popsáno v příslušné evropské normě.

7 Vyhodnocení

Neexistuje žádná společná norma nebo jednotný přístup pro konstrukci ohřívače vody (v roce 1994) a existuje mnoho druhů jejího ohřevu. Mezi ty hlavní patří zásobníkový a průtokový. Existuje tlakově otevřená nebo uzavřená varianta ohřívače. U tlakově uzavřených ohřívačů jsou po celém světě využívány odlišné přístupy pro řešení zabezpečovacích zařízení proti přehřátí a výbuchu. Tlaková zařízení mohou za normálních podmínek vypouštět páru se zřejmými riziky. Jakmile dojde k degradaci ohřívače vody, například korozí nebo neustálým namáháním tlakem, nemůže mít pojistný ventil již žádnou rezervu na otevření, protože jeho otevírací přetlak by mohl překročit přetlak, při kterém ohřívač praskne.

Kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura bude vždy poskytovat ochranu proti vzniku páry. Bez ohledu na tlak v systému podle ČSN EN 1490 vypouští pří poruše regulace teploty vodu o nastavené teplotě v rozmezí 90 °C až 95 °C. A vypouštění probíhá tak dlouho, dokud studená voda nenaplní ohřívač, který kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura chrání.

Omezovač teploty je druhým nezávislým přístrojem, založeným na jiném principu provozu a osazeným na jiné části systému. Např. omezovač teploty bez zpětného nastavení osazený na zdroji tepla by měl zamezit nebezpečí výbuchu. Zařízení musí splňovat požadavky příslušných evropských norem.

8 Závěr

Za účelem zajištění ochrany proti výbuchu tlakových uzavřených ohřívačů vody je nezbytné, aby:

  • Byly použity dvě zabezpečovací zařízení, která brání přesáhnutí teploty vody nad 100 °C.
  • Zabezpečovací zařízení neměla společný režim poruchy ani selhání na společnou příčinu.
  • Zabezpečovací zařízení byla nastavena a osazena ve výrobním závodě.

Tlakově otevřené ohřívače byly instalovány tak, že přívodní potrubí a odvzdušňovací potrubí nemůže zamrznout. Pro všechna zařízení by měly být použity předepsané montážní postupy.

9 Závěr pro situaci v České republice

Také v České republice proběhla při revizi ČSN 06 0830 diskuse o zabezpečení ohřívačů vody. Od roku 1994, kdy Ing. Hall tento příspěvek napsal, uplynula řada let a evropské normy, které se tehdy připravovaly, jsou již v platnosti. Revidovaná ČSN 06 0830 musela tedy tyto evropské normy respektovat a vhodně jejich požadavky doplnit. I u nás platí koncepce zabezpečení ohřívačů vody odstavením přívodu energie (zdroje tepla) a omezením přetlaku vody. U ohřívačů, jejichž zdroj tepla nemůže při výpadku omezovače teploty způsobit ohřátí vody na teplotu 100 °C a větší, postačí pojistný ventil pro expanzní vodu osazený podle požadavku ČSN EN 806-2 na přívodu studené vody do ohřívače. Ohřívače, které se mohou při výpadku omezovače teploty přehřát na teplotu 100 °C a větší, což jsou plynové nebo elektrické zásobníkové ohřívače o objemu větším než 200 l a všechny ohřívače ohřívané horkou vodou o teplotě nad 110 °C, párou, solární energií, kapalnými nebo tuhými palivy, je, kromě pojistného ventilu na přívodu studené vody předepsaného ČSN EN 806-2, požadována teplotní pojistná armatura nebo kombinovaná teplotní a tlaková pojistná armatura (vyráběná podle ČSN EN 1490), popř. pojistný ventil na vrcholu ohřívače nebo na výstupu teplé vody z ohřívače. Pojistný ventil na vrcholu ohřívače nebo na výstupu teplé vody z ohřívače je druhým pojistným ventilem instalovaným u ohřívače a umožňuje vypouštění páry při přehřátí vody v ohřívači. Tento druhý pojistný ventil nahrazuje teplotní pojistnou armaturu nebo kombinovanou teplotní a tlakovou pojistnou armaturu.

Literatura

  1. Department of the Environment, Scottish Development Department and the Welsh Office. Model Water Byelaws, London, HMSO, 1966.
  2. Department of the Environment, Scottish Development Department and the Welsh Office. Model Water Byelaws, London, HMSO, 1986.
  3. Department of the Environment and the Welsh Office. The Building Regulations 1985, London, HMSO, 1985.
  4. Department of the Environment and the Welsh Office. The Building Regulations 1991, London, HMSO, 1991.
  5. The Scottish Office. The Building Standards (Scotland) Regulations, Edinburgh, HMSO, 1990.
  6. Department of the Environment (Northern Ireland). The Building Regulations (Northern Ireland), Belfast, HMSO, 1990.
  7. Commission of the European Communities. Council Directive 73/23/EEC. Low Voltage, Brussels.
  8. Commission of the European Communities. Council Directive 90/396/EEC. Gas Appliances, Brussels.
  9. Commission of the European Communities. Council Directive 89/106/EEC. Construction Products, Brussels.
  10. O’Connor P D T Practical Reliability Engineering. Second Edition. John Wiley & Sons, 1985.
  11. ČSN EN 806-1 až 5 Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě.
  12. ČSN 75 5409 Vnitřní vodovody.
  13. ČSN EN 1490 Armatury budov – Kombinované teplotní a tlakové pojistné armatury – Zkoušky a požadavky.
  14. ČSN 06 0830 Tepelné soustavy v budovách – Zabezpečovací zařízení.
 
English Synopsis
Security Devices water heaters: The temperature or pressure?

The article summarizes overview of ways to secure water heaters in Europe, which became the basis for design of integrated methodology applied in the Czech Republic.

 

Hodnotit:  

Datum: 20.3.2017
Autor: upraveno podle J. B. Hall, Ph.D.Ing. Petr Blasinski, Ph.D., Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně   všechny články autoraIng. Jakub Vrána, Ph.D., Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně   všechny články autoraRecenzent: Ing. Jakub Vrána, Ph.D.



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Projekty 2017

Partneři - Voda, kanalizace

logo WAVIN EKOPLASTIK
logo NICOLL ČR
logo MEA
logo ASIO
logo GRUNDFOS
logo AUSTRIA EMAIL
 
 

Aktuální články na ESTAV.czMěsta pro lidi nebo pro automobily?Ceny bytů a domů v ČR rostly v 1. čtvrtletí nejrychleji v EUSenát vrátil Sněmovně novelu zjednodušující proces EIAZkušenosti s bydlením v dřevostavbě po deseti letech