03

Teoretická část

Zásobování plynem

1. Plynoměry

Plynoměr je měřící přístroj na měření objemu a zjišťování spotřeby topných plynů. Objem proleklého plynu zaznamenává v m3 v závislosti na pracovním přetlaku. Plynoměry jsou jedinou součástí rozvodu plynu v budovách, která se nepočítá mezi odběrná plynová zařízení. Jsou majetkem dodavatele plynu a zpravidla slouží k měření množství odebraného plynu pro následnou fakturaci. Pro každé odběrné místo se osazuje samostatný plynoměr.


1.1. 
Druhy plynoměrů

V obytných budovách se v drtivé většině používají plynoměry objemové – membránové. Dále existují plynoměry založené na jiných principech měření jako jsou např. plynoměry rychlostní, plynoměry dynamické nebo plynoměry ultrazvukové.

Plynoměry objemové – jsou měřící přístroje založené na principu naplňování a vyprazdňování přesně stanovených odměrných prostorů. Počet naplnění a vyprázdnění je mechanickým systémem převeden na číselník počítadla, které pak již udává průtok plynu přímo v objemových jednotkách. Vyrábějí se jako suché-membránové nebo mokré-bubnové plynoměry.
membránové (obr. 1) - princip měření spočívá v periodickém naplňování a vyprazdňování měrných komůrek (měchů) plynem. Hlavním měřícím prvkem jsou dvě odběrné komory předělené pružnými membránami. Komory se střídavě plní a vyprazdňují. Posuvný pohyb membrán se převádí na rotační pohyb počitadla a zároveň přesouvá řídící šoupátka, která otevírají a uzavírají v příslušném  pořadí přívod a vývod plynu u jednotlivých (obr. 2).                


Obr. 1 Membránový plynoměr
I,II,II,IV – odměrné prostory

Obr. 2 Schéma měření   


Bubnové (obr. 3) – mají odměrné komory, které se otáčejí ve skříni z poloviny vyplněné vodou. Jsou velmi přesné, proto se využívají tam, kde je tato přesnost nezbytná (např. laboratoře, cejchovny plynoměrů apod.) 


Obr. 3 Bubnový plynoměr     


Obr. 4 Rychlostní plynoměr

1 – počitadlo (číselník), 2 – převodové ústrojí, 3 – lopatkové kolo



Rychlostní plynoměry (obr. 4) - prouděním plynu se otáčí lopatkové turbínové kolo a jeho otáčky se přenášejí soukolím na číselník. Tento druh plynoměru není příliš velký, ale vyžaduje delší úsek rovného potrubí. Malá hřídel může být vodorovná i svislá. Jsou méně přesné než objemová měřidla.

Dynamické plynoměry – jsou založeny na jednoduchém principu rozdílného tlaku před a za clonou. Čím větší je průtok plynu, tím větší je rozdíl tlaku před a za clonou. Tyto plynoměry se používají pro měření většího množství plynu (např. v plynárnách nebo na dálkových plynovodech).

Plynoměry ultrazvukové – tyto plynoměry jsou plné elektronické a pracují na principu ultrazvuku. Zvuková vlna od vysílače, šířící se po směru průtoku plynu vyžaduje pro překonání vzdálenosti mezi vysílačem a přijímačem méně času, než při šíření opačným směrem nebo při ustálení pohybu plynu. Tímto rozdílem lze určit množství proteklého plynu.


1.2. 
Umísťování plynoměrů

Pro každé odběrné místo se osazuje samostatný plynoměr pro obchodní měření – například samostatný plynoměr pro každý byt, jeden plynoměr pro jednoho uživatele celé budovy apod. Odběratel plynu může odebírat plyn až po osazení plynoměru plynárenskou společností.
Plynoměry se umisťují na dobře přístupná větraná nebo větratelná místa a nesmí být ohroženy povětrnostními podmínkami nebo mechanickým poškozením. Pro umisťování plynoměrů jsou vhodné stejné prostory jako pro hlavní uzávěry plynu a regulátory – tj. ve výklencích, přístavcích, sloupcích nebo skříňkách. Při umísťování plynoměrů do výklenků musí být dodrženy minimální rozměry dané normou v závislosti na DN potrubí – viz.tabulka a obr. 5.

 

B

H

T

a

b

c

 

cm

cm

cm

cm

cm

cm

G2,5; G4

40

53

25

7,5

9

3

G6

48

66

30

10

12

4

G10; G16

56

76

31

11

17

6

G25

56

90

36

11

17

6


Obr. 5 Montážní rozměry plynoměru


Plynoměry pro odběratele v domácnostech a provozovnách se přednostně umísťují mimo tyto prostory do chodeb, sklepů schodišť, výklenků v obvodové zdi nebo na ohradní zdi apod. Pro vyloučení zásahu nepovolaných osob se doporučuje uložit plynoměr včetně uzávěru do uzavíratelného prostoru – např. skříňka s dvířky (obr. 6). Číselník plynoměru má být ve výšce 1 až 1,8 m, u plynoměrů osazených do výklenků v ohradní zdi je tato výška menší. Plynoměr se do rozvodu osazuje tak, aby vstup do plynoměru byl vždy z levé strany z pohledu číselníku. Na vstupu musí být osazen uzávěrem. Dodavatel plynu opatřuje plynoměr a jeho připojovací šroubení plombami. Provoz plynoměru s porušenou plombou je považován za neoprávněný odběr plynu, na který jsou stanoveny zákonné sankce. Plynoměry se nesmí umístit do chráněných únikových cest, větracích šachet, v blízkosti zdrojů tepla nebo v prostředím s nebezpečím výbuchu nebo požáru.


Obr. 6 Společné umístění plynoměru, regulátoru a HUP v uzavíratelné skříňce


Plynoměry musejí být periodicky cejchovány, aby jejich měření nevykazovalo přílišné odchylky od skutečné hodnoty prošlého plynu.


2. Hořáky

Hořáky pro spalování plynu jsou zařízení, ve kterých se chemická energie plynu přeměňuje spalováním na energii tepelnou a slouží jako zdroj tepla pro plynové spotřebiče. Tato přeměna se může uskutečňovat oxidací vzduchem (vzdušným kyslíkem), vzduchem obohaceným kyslíkem nebo samotným kyslíkem. Při této chemické reakci vzniká teplo, které se označuje jako spalné teplo, popř. výhřevnost. Hořák se skládá obvykle z trysky, což je přesně kalibrovaný otvor, kterým se přivádí plyn do hořáku, dále ze směšovacího zařízení pro přípravu směsi plynu a vzduchu a z ústí (hlavy) hořáku, kde se směs spaluje. Hořák je součástí plynového spotřebiče, nebo se může používat samostatně (např. u laboratorních kahanů nebo ručních hořáků).


2.1. 
Druhy hořáků

Hořáky se rozdělují podle různých hledisek, z nichž nejdůležitější jsou rozdělení podle:

Tlaku zemního plynu – základní rozdělení plynových hořáků vychází z přetlaku zemního plynu na vstupu do hořáku. Rozlišujeme tedy nízkotlaké hořáky s přetlakem zemního plynu do hodnoty 5 kPa a středotlaké hořáky s přetlakem zemního plynu v rozsahu 5 až 400 kPa.

Přívodu spalovacího vzduchu do hořáku – podle tohoto hlediska se plynové hořáky dělí na hořáky ejekční, do kterých je spalovací vzduch přiváděn ejekčním účinkem zemního plynu, a na hořáky s nuceným přívodem spalovacího vzduchu, jehož zdrojem je obvykle radiální ventilátor.

Pro nízkotlaké ejekční hořáky (Δp1 ≤ 5 kPa) se vžil název atmosférické hořáky. Do směšovačů atmosférických hořáků se nasává pouze část stechiometrického objemu spalovacího vzduchu, přičemž zbývající spalovací vzduch je přiváděn do spalovacího prostoru tahem spotřebiče.

Středotlaké ejekční hořáky, tzv. injektorové hořáky, mají vlivem vyššího tlaku zemního plynu (Δp1 = 50 až 150 kPa) dostatečnou energii pro nasátí veškerého spalovacího vzduchu, potřebného pro úplné spálení zemního plynu.

Hořáky s nuceným přívodem spalovacího vzduchu jsou konstruovány buď jako blokové hořáky, kde radiální ventilátor je součástí hořáku, nebo jako hořáky, do kterých je spalovací vzduch přiveden vzduchovým potrubím od společného ventilátoru.

Způsobu směšování plynného paliva se vzduchem - dalším kriteriem pro rozdělení plynových hořáků je způsob směšování zemního plynu se vzduchem, podle kterého rozlišujeme hořáky bez předmísení plynu a spalovacího vzduchu před vstupem do spalovacího prostoru, hořáky s částečným předmísením plynu a vzduchu nebo hořáky s úplným předmísením plynu a vzduchu.

Z praktického hlediska je možno hořáky hodnotit a vzájemně srovnávat podle základního kritéria, kterým je způsob přípravy hořlavé směsi.

Hořáky bez předmísení (obr. 7) – jsou konstrukčně nejjednodušší. Tyto hořáky se vyznačují tzv. difúzním spalováním. Veškerý spalovací vzduch je odebírán pouze z okolí výstupu plynu. Tyto typy hořáků mají měkký plamen se žlutým zabarvením (svítivý plamen) a nižší teplotu spalování.                


Obr. 7 Hořák bez předmísení

Obr. 8 Hořák s částečným předmísením


Hořáky s částečným předmísením (obr.8) – jsou to hořáky, ke kterým je kromě plynu přiváděna i část vzduchu potřebná k hoření. Tento hořák má nesvítivý ostrý plamen o vyšší teplotě ve své horní části. Pokud si tento hořák přisává vzduch z okolní atmosféry, nazývají se tyto hořáky atmosférické. Typickým případem tohoto provedení je vařidlový hořák používaný například u plynových sporáků nebo vařičů (obr. 9).


Obr. 9 Schéma vařidlového hořáku


Hořáky s úplným předmísením (obr. 10) – tvoří další skupinu hořáků. Pojem „úplné předmísení“ nemusí znamenat předmísení teoretické (stechiometrické), ale v praxi se jedná vždy o určitý přebytek vzduchu. Tyto hořáky mohou být provozovány jako atmosférické nebo tlakové. Pro úplné spalování nepotřebují žádný sekundární vzduch.


Obr. 10 Hořák s úplným předmísením


3. Plynové spotřebiče

Plynové spotřebiče jsou zařízení, ve kterých se zemní plyn spaluje pro účely tepelné úpravy pokrmů (vaření, pečení, grilování aj.), vytápění, ohřevu užitkové vody, svícení, centrální výroby tepla a pro nejrůznější technologické účely.

Podle účelu použití se plynové spotřebiče dělí na skupiny:

  1. domácí spotřebiče (např. plynové sporáky a vařiče)
  2. spotřebiče ve službách (např. spotřebiče ve velkokuchyních)
  3. spotřebiče pro výrobu tepla (např. plynové kotle)
  4. průmyslové plynové spotřebiče (např. plynové sklářské pece)
  5. zvláštní spotřebiče (např. plynové lampy)

Z bezpečnostního, hygienického i praktického hlediska je důležité rozdělení plynových spotřebičů na tři skupiny. Podle tohoto rozdělení se řídí jejich umisťování, provoz a připojení na odvod spalin.

Spotřebiče typu A (obr. 11) – jedná se o spotřebiče, které spotřebovávají potřebný vzduch ke spalování z prostoru, ve kterém jsou umístěny a produkty spalování (spaliny) zůstávají v tomto prostoru.


Obr. 11 Příklady spotřebiče typu A


Patří sem např. plynové sporáky, vařiče, některé druhy průtokových ohřívačů apod. Základním požadavkem na bezpečný a hygienický provoz těchto spotřebičů je zajištění dostatečné výměny vzduchu v místnosti. Mohou tedy být umístěny v takových prostorách, které vyhovují svými rozměry a výměnou vzduchu danému výkonu spotřebiče. Základním požadavkem pro splnění výměny vzduchu je větratelnost místnosti a zajištění průvzdušnosti oken nebo balkónových dveří. Příklady nejmenšího požadovaného objemu místnosti je uveden v tabulce:

Spotřebiče provedení A

Nejmenší požadovaný objem místnosti m3

POLOŽKA

I.

bez odsávacích zařízení nad spotřebičem

v bytových jednotkách s více obytnými místnostmi

v bytových jednotkách s jednou obytnou místností

II.

s odsávacím zařízením nad spotřebičem (např. digestoř)

 I.  II.  I.  II.

1

plynový sporák s plynovou nebo el. troubou nebo vestavná jednotka s oddělenou vařidlovou deskou a plynovou troubou

20

15

50

37,5

2

samostatná plynová trouba nebo samostatný plynový vařič s dvěma hořáky

10

7,5

25

18,7

3

plynová chladnička

6

4,5

6

4,5

4

plynový průtokový ohřívač vody do příkonu 10 kW nebo zásobníkový ohřívač do příkonu 2 kW

20

15

20

15

5

plynový průtokový ohřívač vody do příkonu 10 kW, umístěný společně s plynovým sporákem s plynovou nebo elektrickou troubou nebo vestavnou jednotkou s oddělenou vařidlovou deskou a plynovou troubou

26

19,5

80

60

6

plynový průtokový ohřívač vody do příkonu 10 kW umístěný společně se samostatnou plynovou troubou nebo samostatným vařičem s dvěma hořáky nebo plynovou chladničkou

20

15

30

22,5


Hodnoty uvedené v tabulce lze snížit až o 25 %, pokud je nad spotřebičem instalováno odvětrávací zařízení (např.digestoř). Průměrná světlá výška místnosti musí být nejméně 2,3 metru. Objem částí místnosti s nižší výškou se do nejmenšího požadovaného objemu nezapočítává (obr. 12).


Obr. 12 Schematické znázornění započítávaného prostoru pro instalaci spotřebiče


Spotřebiče typu B (obr. 13) – do této skupiny jsou zahrnuty všechny spotřebiče, které odebírají spalovací vzduch s místnosti, ve které jsou instalovány a spaliny vzniklé hořením a jsou odváděny mimo tuto místnost.


Obr. 13 Příklady spotřebiče typu B


Také u těchto spotřebičů jsou poměrně přísné požadavky na zajištění přívodu spalovacího vzduchu do místnosti.


Odvod spalin nesmí být ovlivněn větracím systémem, aby nedošlo ke zpětnému tahu spalin. Nejmenší požadovaný objem místnosti závisí na tepelném příkonu plynového spotřebiče a musí být nejméně 1m3/1 kW. Objem nepřímo větratelné místnosti s plynovým spotřebičem se pro splnění tohoto požadavku neuvažuje, započítávají se objemy přímo větratelných propojených sousedních prostor. Dále musí být zajištěn dostatečný přívod spalovacího vzduchu a to nejméně 1,6 m3/1 kW  tepelného výkonu spotřebiče. Splnění uvedených  podmínek se prokazuje výpočtem.

Do této kategorie plynových spotřebičů patří převážná většina plynových kotlů s atmosférickými hořáky, dále některé typy topidel, průtokové ohřívače vody zapojené do komína nebo s vlastním kouřovodem. Kategorie B má celkem 5 podskupin, které se liší konstrukčním provedením (přirozený odtah spalin, odtah spalin ventilátorem aj.). Například do podskupiny B1 patří v této kategorii spotřebiče, vybavené přerušovačem tahu. Do podskupiny B2 patří spotřebiče bez přerušovače tahu.

Spotřebiče typu C (obr.14) – neodebírají spalovací vzduch z místnosti, ve které jsou umístěny, ale nasávají si ho z venkovního prostředí. Vzniklé spaliny jsou odváděny ven z místnosti.


Obr. 14 Příklady spotřebiče typu C


Protože nespotřebovávají vzduch z místnosti, nejsou na jejich umisťování kladeny takové požadavky jako u spotřebičů B a A.  Do této kategorie plynových spotřebičů patří převážně plynové kotle s různým konstrukčním provedením přívodu spalovacího vzduchu z vnějšího prostoru a odvodem spalin do vnějšího prostoru. Patří sem především závěsné plynové kotle s přívodem vzduchu a odvodem spalin na fasádu, s přirozeným nebo umělým tahem, dále kotle se samostatným kouřovodem, podokenní plynová topidla aj. Tato kategorie má celkem 8 poskupin podle konstrukčního uspořádání spotřebiče.

Pro všechny tři kategorie (A, B i C) plynových spotřebičů je nutno při jejich umisťování respektovat i některé další předpisy a zejména návod výrobce pro montáž, obsluhu a údržbu. Plynový spotřebič musí být vždy schválen a musí svým provedením vyhovovat danému druhu plynu, a to včetně přetlaku plynu. Je zakázáno připojovat spotřebiče, na nichž byly provedeny neoprávněné zásahy nebo úpravy, popřípadě spotřebiče, které jsou bezpečnostně nevyhovující nebo v dezolátním stavu. Další podmínkou je, že připojení spotřebiče musí provést osoba k této činnosti oprávněná.


3.1. Domácí plynové spotřebiče

3.1.1. Plynové sporáky

Plynový sporák (obr. 15) je plynový spotřebič sloužící k tepelné úpravě pokrmů vařením, pečením, případně grilováním.


Obr. 15 Plynový sporák


Plynový sporák sestává obvykle ze čtyř vařidlových hořáků opatřených vařidlovou mřížkou pro umístění nádob. Vařidlové hořáky jsou nejčastěji čtyři a mají proměnlivé výkony. V tělese sporáku je vestavěna plynová nebo elektrická trouba (kombinovaný sporák). V dolní části plynové trouby je umístěn troubový hořák a v horní části trouby je umístěn grilovací hořák. Moderní plynové sporáky jsou vybaveny dalšími funkcemi jako jsou elektrické osvětlení trouby, pojistky plamene vařidlových hořáků nebo otočný gril. Plynové sporáky se umísťují zpravidla v kuchyních nebo v kuchyňských koutech.


3.1.2. Plynové vařiče

Plynový vařič obvykle sestává z jednoho nebo dvou vařidlových hořáků, vařidlové desky a odnímací nerezové mřížky (obr. 16). Některé typy vařičů jsou vybaveny piezoelektrickým zapalovačem plamene. Pro kempingové účely slouží propan-butanové přenosné vařiče s jedním nebo dvěma vařidlovými hořáky. Vařiče jsou buď přímo našroubovány na 2 kg PB láhvi (obr. 17), nebo jsou s ní spojeny hadicí.


Obr. 16 Plynový vařič

Obr. 17 Vařič na PB lahvi


3.1.3. Průtokové ohřívače vody

Průtokový ohřívač vody je plynový spotřebič s kontinuálním ohřevem vody a stálou teplotou vody při jejím trvalém odběru. Průtokové ohřívače vody jsou obvykle řešeny jako spotřebiče provedení B, t.j. se zaústěním spalin do komínu přes přerušovač tahu a přívodem spalovacího vzduchu z prostředí, v němž je průtokový ohřívač umístěn. Na obrázku (obr. 18) je znázorněno funkční schéma průtokového ohřívače a pojmenovány jeho hlavní části (obr. 19). Průtokové ohřívače jsou zavěšeny na stěně místnosti. Moderní průtokové ohřívače jsou i v provedení C. Funkce hořáku průtokového ohřívače vody spočívá na principu přívodu studené vody do vodní armatury přes Venturiho trubici. Rozdíl tlaků vody ovládá membránový ventil, který otevírá nebo uzavírá ventil plynový, který řídí přívod plynného paliva do hořáku průtokového ohřívače.          


Obr. 18 Schéma průtokového plynového ohřívače vody

1 – rám ohřívače, 2 – usměrňovač tahu, 3 – výměník tepla, 4 – hořák, 5 – plynová armatura, 6  – vodní armatura, 7 – termoelektrická pojistka, 8 – regulátor tlaku plynu, 9  – piezoelektrický zapalovač, 10 – zapalovací hořák, 11 – volič teploty vody, 12 – volič příkonu plynu, 13 – tlačítko TEP, 14 – omezovač, 16 – termočlánek termoel. pojistky, 17 – filtr zapalovacího hořáku, 18 – filtr vody, 19 – regulátor průtoku vody, 20 – ventil pozvolného zapalovaní, 21 – Venturiho trubice


Obr. 19 Hlavní části průtokového ohřívače


Hořáky starších typů průtokových ohřívačů vody jsou vybaveny zapalovacím hořáčkem, termoelektrickou pojistkou plamene a piezoelektrickým zapalovačem. Novější průtokové ohřívače jsou vybaveny elektronickým zapalováním plamene při každém odběru vody. Elektronické zapalování plamene hořáku průtokových ohřívačů přináší ve srovnání s ohřívači vybavenými trvale zapálenými zapalovacími hořáčky výraznou úsporu zemního plynu.


3.1.4. Zásobníkové ohřívače vody

Nevýhodné vlastnosti plynových průtokových ohřívačů vody je možné eliminovat použitím zásobníku, který je nahříván plynovým hořákem. Potřebný příkon plynu do hořáku je regulován termostatem, který podle dosažené teploty vody otevírá nebo uzavírá plynový uzávěr. Výkon hořáku může být znatelně menší než u průtokového ohřevu, teplota odebírané vody nezávisí na průtoku a účinnost je i při odběru malého množství vody dobrá. Nevýhodou jsou větší rozměry a cena. Hlavní části ohřívače jsou tlaková izolovaná nádrž, hořák, termostat a zařízení pro odvod spalin (obr. 20). Plynový hořák zásobníkového ohřívače vody je vybaven zapalovacím hořáčkem a termoelektrickou pojistkou plamene.


Obr. 20 Části zásobníkového plynového ohřívače vody


3.2. Spotřebiče pro vytápění

3.2.1. Plynová topidla

Plynová podokenní topidla jsou lokální plynová topidla určená k montáži na zeď, s nasáváním spalovacího vzduchu z vnějšího prostředí a odvodem spalin přes obvodovou stěnu objektu do vnějšího prostředí - provedení C1 (obr. 21).


Obr. 21 Plynové topidlo


Nejznámější typy těchto topidel jsou topidla WAW, GAMAT 4000, BETA, M0RA aj. Plynová topidla jsou vybavena piezoelektrickým zapalovačem nebo elektronickým zapalováním, termoelektrickou pojistkou plamene a termostatem.


3.2.3. Katalytické zářiče

Mezi nové typy plynových spotřebičů, které jsou využívány pro lokální vytápění, patří plynové katalytické zářiče (obr. 22). K oxidaci uhlovodíků dochází i za normálních teplot (např. pozvolná oxidace uhlovodíků v atmosféře). Se stoupající teplotou stoupá i rychlost oxidace uhlovodíků. Významně jí ovlivňuje i přítomnost katalyzátoru. Velkou výhodou tohoto způsobu oxidační přeměny plynu je, že díky nastavení poměru plyn:vzduch a rychlosti proudění této směsi zářičem lze udržet teploty v reakční zóně na úrovni 600 až 700 °C, tedy pod teplotami, při kterých dochází k oxidaci vzdušného dusíku na oxidy dusíku. Díky katalyzátoru při těchto nízkých teplotách nedochází ke vzniku oxidu uhelnatého, takže tyto zářiče je možné používat i v uzavřených prostorách.


Obr. 22 Řez katalytickým zářičem

1 – přívod plynu, 2 – ventilátor, 3 – přívod vzduchu pro spalování, 4 – přívod vzduchu, 5 – katalytické lože


Před zapálením katalytického zářiče je nejprve nutné zahřát katalytickou vrstvu na provozní teplotu. K tomuto účelu má zářič vestavěnou odporovou spirálu. Určitou překážkou omezující rozšíření těchto spotřebičů je katalyzátor. Nejlepší výsledky byly dosaženy s platinou, jako vhodné se jeví i další platinové kovy. Určité parametry musí splňovat i nosič katalyzátoru - musí mít co největší povrch a při vysokých teplotách nesmí docházet ke spékání částic.


3.2.3. Plynová kamna a krby

Plynová kachlová kamna a krby (obr. 23) patří mezi moderní lokální plynová topidla určená pro vytápění reprezentačních místností rodinných domů, rekreačních objektů apod.


Obr. 23 Plynová kamna

Obr. 24 Plynový kotel


3.2.3. Plynové kotle

Plynové kotle (obr. 24) používané v obytných budovách se vyrábějí v mnoha různých konstrukčních provedeních. V zásadě se dají rozdělit do tří základních skupin – na kotle klasické, kotle nízkoteplotní a kotle kondenzační.

Kotel klasický – kotel, který je navržen pro provoz se suchými spalinami, přičemž nejnižší dovolená teplota vstupní vody bývá omezena hodnotou 60 °C. Po většinu otopného období pracuje s konstantní teplotou kotlové vody. Účinnost těchto kotlů je cca do 88 %.

Kotel nízkoteplotní – kotel, který je navržen pro provoz se suchými spalinami, přičemž může pracovat i s teplotami vstupní vody 35 až 40 °C; za určitých podmínek v kotli může docházet ke kondenzaci. Po většinu otopného období pracuje s proměnnou teplotou kotlové vody. Účinnost cca do 92 %.

Kotel kondenzační – účelem kondenzačního provozu je v maximální míře využívat kondenzace odchozích spalin k dalšímu ohřevu vratné vody, s teplotami vstupní vody standardně 35 až 40 °C. Účinnost cca do 106 %.
Podrobněji byly kotle probrány v učebnici 2. ročník, část Vytápění.


4. Zabezpečovací zařízení plynových spotřebičů

Plynový hořák je součástí plynového spotřebiče a u spotřebičů, které jsou provozovány bez dozoru (bez přímé pozorovatelnosti plamene), musí být zabezpečen proti úniku plynu z nezapáleného hořáku. V případě poruchy musí zareagovat pojistka, která je spojena s přívodem plynu.

Pojistka musí být konstruována tak, aby se přívod plynu nemohl samočinně opět otevřít, když pomine porucha, pro kterou zabezpečovací zařízení přívod uzavřelo. U plynových spotřebičů se můžeme setkat s několika druhy pojistek. Jedná se především o pojistky bimetalické, pojistky termoelektrické nebo ionizační, popřípadě UV diody.

Bimetalická pojistka (obr. 25) – bimetalovými pojistkami jsou vybaveny spotřebiče vyráběné před více než deseti lety. Pracují na principu různé roztažnosti dvou rozdílných kovů. Při jejich zahřátí dojde k pohybu pojistky, která otevře přívod plynu k jištěnému hořáku. V případě zhasnutí plamene dojde naopak, po vychladnutí pojistky, k jeho uzavření. Pro svou jednoduchost je tato pojistka dosud používána v různých zařízeních a přístrojích, např. jako tepelná ochrana elektrických spotřebičů. U nedostatečně udržovaných plynových spotřebičů hrozí velmi často, že se táhlo pojistky nemůže kvůli nečistotám a korozi volně pohybovat a pojistka zůstane otevřená i po uhasnutí plamene.


Obr. 25 Schéma bimetalické pojistky plamene


Termoelektrická pojistka (obr. 26) – plamen pojistkového hořáku zahřívá spoj dvou kovů. Tím vzniká na rozhraní obou druhů kovů elektromotorická síla a elektrický proud, kterým je možno ovládat elektromagnet. Ten může v době, kdy je spoj zahříván udržovat kotvu u magnetu a plyn může proudit do hlavního hořáku. Při ztrátě plamene se termočlánek ochladí a přestane pronikat elektrický proud, takže kotva odpadne od magnetu a pružina uzavře průchod plynu. Termoelektrické pojistky jsou spolehlivé a mají dlouhou životnost. Důležité je však jejich správné nastavení vůči ovládacímu plamínku, aby došlo k jejich nahřátí na požadovanou teplotu. Termoelektrická pojistka je v současnosti nejběžnější pojistkou u plynových spotřebičů používaných v bytové a komunální sféře.


Obr. 26 Schéma termoelektrické pojistky plamene


Pojistka ionizační (obr. 27) – při spalování plynu dochází k chemickým reakcím. Vodík a uhlovodíky reagují s kyslíkem ze spalovacího vzduchu, přičemž jsou transformovány v plynné fázi elektrony se záporným nábojem. 


Obr. 27 Princip ionizační pojistky plamene


Tyto ionty způsobují vodivost plamene, takže při vložení napětí na elektrody vsunuté do plamene protéká ionizační proud. Protože ionty jsou orientovány pouze jedním směrem, může také tímto směrem protékat.
UV dioda (obr. 28) – UV dioda (UV čidlo, fotodioda) je zařízení, v němž ultrafialové zařízení vyvolá elektrický proud. Při zhasnutí dojde k přerušení elektrického obvodu a přes automatiku hořáku k uzavření přívodu plynu.


Obr. 28 UV dioda


5. Odvod spalin

V oblasti odvodů spalin se používají některé pojmy, jejichž význam je třeba objasnit (obr.  29). První částí odtahového zařízení je kouřovod, což je konstrukce s průduchem určený pro odvod spalin od kouřového hrdla do sopouchu, popř. do volného ovzduší.

Odtahové zařízení tedy začíná kouřovým hrdlem, které je součástí plynového spotřebiče a slouží pro připojení na kouřovod. Sopouch je otvor v komínovém plášti a v komínové vložce pro připojení kouřovodu do komína. Komínem je myšlena zpravidla svislá konstrukce s průduchem sloužící pro odvod spalin od sopouchu až po ústí komína. Komín může mít i několik průduchů. Pro odvod spalin od lokálních spotřebičů užívaných v domácnosti zpravidla vyhovuje přirozený komínový tah. Základní požadavek na komín s přirozeným tahem je dostatečný tah. Ten musí být větší než jsou všechny tlakové ztráty v celé spalinové cestě i v přívodu vzduchu potřebného ke spalování. Podle typu a výkonu spotřebiče musí být ověřena velikost otvorů pro přívod vzduchu (např. okenních spár), rozměry, tvar a tepelná izolace kouřovodu a komína (např. počet kolen na kouřovodu a úhel zaústění kouřovodu do komína).


Obr. 29 Názvosloví u komínů


Jelikož tah komína závisí nejvíce na účinné výšce komína, vycházejí minimální účinné výšky komína 5 m pro většinu spotřebičů na tuhá paliva a 4 m pro většinu spotřebičů na kapalná a plynná paliva. Přirozený tah komína je možno zvýšit či úplně nahradit umělým tahem například pomocí spalinového ventilátoru EXHAUSTO umístěného nad střechou na komínovém ústí.

Kouřovody – slouží k přivedení spalin od spotřebiče ke komínovému sopouchu. Pro provedení kouřovodů platí přísná pravidla, která mimo jiné vyžadují, aby spotřebiče na plynná paliva byly připojeny samostatným kouřovodem do samostatného komínového průduchu. Může se však připojit i několik spotřebičů ke společnému průduchu, pokud mají přerušovač tahu a součet jejich jmenovitých výkonů nepřekročí stanovené hodnoty.

Přerušovač tahu – každý plynový spotřebič typu B určený k připojení na přirozený odvod spalin musí být vybaven přerušovačem tahu. Jeho účelem je zamezit, aby nerovnoměrnosti tahu v komínovém průduchu negativně neovlivňovaly bezpečnost a účinnost plynového spotřebiče. Přerušovač tahu nasává vzduch z místnosti a v případě většího tahu komína zabraňuje nadměrnému ochlazování vnitřního výměníku spotřebiče a nesnižuje tak jeho účinnost. Tím, že je opatřen pojistkou, zabraňuje proudění spalin přímo na hořáky a tím i nedokonalému spalování nebo dokonce zhasnutí hořáku (obr. 30).


Obr. 30 Funkce přerušovače tahu

A – normální provoz, B – omezený tah do komínav, C – zpětný tah, 1 – pojistka proti zpětnému tahu, 2 – přerušovač tahu, 3 – tepelný výměník spotřebiče


Požaduje se také, aby nad přerušovačem tahu svislá část kouřovodu nejméně 50 cm, která usnadňuje při startu spotřebiče odvod spalin do komína. Správná funkce přerušovače tahu je samozřejmě podmíněna zajištěným přívodem dostatečného množství vzduchu do místnosti, ve které je spotřebič v provedení B instalován.
Spalinová cesta, která začíná na kouřovém hrdle spotřebiče paliv a pokračuje kouřovodem a komínem, musí zajistit bezpečný odvod spalin do volného ovzduší, požární bezpečnost objektu a hospodárný provoz připojeného spotřebiče. Před uvedením komína a spotřebiče do provozu má být provedena kontrola a zkouška (někdy nesprávně nazývaná revize) komína a kouřovodu držitelem živnostenského oprávnění kominík. Vyhláška udává i lhůty pro pravidelné čištění a kontroly (několikrát do roka v závislosti na používaném palivu a výkonu).

Pokud je spalinová cesta v pořádku, vystaví se schvalovací protokol, kterým je obvykle revizní zpráva komínů. Protože při provozu spotřebiče může dojít k poruše kouřovodu nebo komína (např. při jeho nesprávné obsluze), musí se provádět pravidelné kontroly a revize spalinových cest, popř. čištění komínů a kouřovodů. Při zjištěných poruchách se musí vzniklé závady odstranit.

Kontrola – při kontrole se zjišťuje, zda návrh a provedení komínové konstrukce a kouřovodu odpovídá připojenému spotřebiči paliv, jak z hlediska velikosti průduchu komína a jeho účinné výšky, tak z hlediska druhu materiálu a skladby jednotlivých vrstev (doklad o konstrukci komína se dokládá prohlášením o shodě). Současně se zjišťuje, jakým způsobem se bude opakovaně komín a kouřovod kontrolovat a čistit, jak se budou odvádět kondenzáty spalin, a zda je správně provedené komínové těleso nad střechou budovy. Kontroluje se také bezpečnost komínové konstrukce z požárního hlediska a ověřuje se způsob přívodu vzduchu nutného pro spalování paliva v kotli.

Schvalování – na základě provedené kontroly se zpracuje protokol o této prohlídce, který se obvykle nazývá revizní zpráva spalinové cesty. Jestliže spalinová cesta splňuje všechny technické požadavky norem a předpisů, je závěrečné hodnocení kladné a spotřebič se uvede do provozu. V případě zjištěných závad se u méně závažných závad stanoví termín na jejich odstranění, v případě velkých závad a hrubých nedostatků se vystaví negativní revizní zpráva a spotřebič paliv se do provozu uvést nemůže.

Revize a čištění komínů – je periodická činnost, která se provádí v termínech uvedených ve vyhlášce č. 111/81 Sb., o čištění komínů. Spotřebiče paliv, komíny a kouřovody se musí pravidelně kontrolovat a čistit. Aby nedocházelo k ohrožení životů a zdraví a k poškozování životního prostředí, je nutné podmínky platné vyhlášky dodržovat.