Τύποι καμινάδων για κάθε συσκευή

Υπάρχουν διάφοροι τύποι καμινάδων – συστημάτων απαγωγής καυσαερίων, που μπορούν να καλύψουν ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, και για την επιλογή τους πρέπει να λαμβάνονται υπόψη συγκεκριμένοι παράγοντες, όπως είναι οι ιδιαιτερότητες της εγκατάστασης, η θερμοκρασία και οι απαιτήσεις της εφαρμογής.

Γράφει ο κ. Δημήτρης Σελαμσίζογλου*

Η καμινάδα αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα τμήματα κάθε εγκατάστασης θέρμανσης και καλύπτει τις ανάγκες απαγωγής καυσαερίων. Η επιλογή της δεν ξεκινά από τη διάμετρο ή το υλικό κατασκευής της, αλλά από τη συσκευή, το καύσιμο και τις συνθήκες λειτουργίας της.

Η θερμοκρασία και η πίεση των καυσαερίων, η παρουσία συμπυκνωμάτων, αλλά και ο τρόπος εγκατάστασης καθορίζουν τις απαιτήσεις που πρέπει να καλύπτει ένα σύστημα απαγωγής καυσαερίων. Για τον λόγο αυτό, δεν υπάρχει μία «καμινάδα για όλες τις εφαρμογές». Διαφορετικές συσκευές μπορεί να απαιτούν διαφορετικά υλικά, διαφορετική κατασκευή και διαφορετικό τρόπο σύνδεσης, ακόμη και όταν χρησιμοποιούν το ίδιο καύσιμο.

Υπάρχουν πέντε βασικές παράμετροι που καθορίζουν την επιλογή υλικού ενός συστήματος απαγωγής καυσαερίων:

Bάση μονωμένης κεραμικής inox καμινάδας

1. Θερμοκρασία καυσαερίων

Η θερμοκρασία των καυσαερίων καθορίζει σε μεγάλο βαθμό το υλικό και την κατασκευή της καμινάδας. Για παράδειγμα, ένας λέβητας συμπύκνωσης λειτουργεί με πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες από μια συσκευή συμβατικής λειτουργίας.

Τα πλαστικά συστήματα από ομοπολυμερές πολυπροπυλένιο (Polypropylene Homopolymer [PP-H]) και σύνθετο πολυπροπυλένιο (PPs) έχουν σχεδιαστεί για λέβητες συμπύκνωσης και χαμηλών θερμοκρασιών, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θερμοκρασίες καυσαερίων έως 120°C, σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ14471. Παράλληλα, παρουσιάζουν αντοχή στα όξινα συμπυκνώματα που δημιουργούνται κατά τη λειτουργία τέτοιων συσκευών, τα οποία μπορεί να έχουν βαθμό οξύτητας από 2,5 pH.

Ταφ μονωμένης κεραμικής inox καμινάδας

2. Πίεση λειτουργίας

Στις σύγχρονες συσκευές, τα καυσαέρια δεν απομακρύνονται πάντοτε με φυσικό ελκυσμό. Ο ανεμιστήρας της συσκευής μπορεί να δημιουργεί θετική πίεση ή ακόμη και υψηλή υπερπίεση, γεγονός που αυξάνει τις απαιτήσεις στεγανότητας του συστήματος και των συνδέσεών του.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν τα συστήματα Cascade για συσκευές συνδεδεμένες σε συστοιχία. Ανάλογα με τη διαμόρφωση, μπορούν να λειτουργούν σε διαδρομές αρνητικής πίεσης ή υπερπίεσης με τη χρήση αντεπίστροφων βαλβίδων (Non-return valve – NRV), όπου απαιτείται.

3. Υγρή ή ξηρή λειτουργία

Στους λέβητες συμπύκνωσης, η δημιουργία συμπυκνωμάτων αποτελεί μέρος της κανονικής λειτουργίας. Το σύστημα απαγωγής πρέπει επομένως να είναι κατάλληλο για υγρή λειτουργία Wet (W), με την απαιτούμενη αντοχή και στεγανότητα. Στις συσκευές συμβατικής λειτουργίας, συναντάμε συχνότερα συνθήκες ξηρής λειτουργίας και φυσικού ελκυσμού. Η επιλογή του συστήματος πρέπει να γίνεται με βάση τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας της συσκευής.

4. Είδος καυσίμου

Το καύσιμο επηρεάζει τη σύνθεση των καυσαερίων και, κατά συνέπεια, τις απαιτήσεις του συστήματος. Ένας λέβητας φυσικού αερίου δεν έχει τις ίδιες ανάγκες με μια σόμπα ξύλου ή έναν λέβητα πέλετ. Στις συσκευές πέλετ χρησιμοποιούνται χαλύβδινα ή ανοξείδωτα συστήματα για λειτουργία σε αρνητική πίεση ή υπερπίεση. Για συσκευές στερεών καυσίμων με φυσικό ελκυσμό, τα ανοξείδωτα συστήματα διπλού τοιχώματος και τα συστήματα με κεραμικούς αγωγούς αποτελούν λύσεις για ξηρή λειτουργία.

5. Τύπος εγκατάστασης

Η τελική επιλογή επηρεάζεται και από την ίδια την εγκατάσταση, εάν πρόκειται για νέα κατασκευή ή υφιστάμενη καμινάδα, για εσωτερική ή εξωτερική τοποθέτηση, για απλή απαγωγή καυσαερίων ή για συνδυασμένη απαγωγή καυσαερίων και παροχή αέρα καύσης. Σε μια υφιστάμενη χτιστή καμινάδα, ειδικά όταν αλλάζει ο τύπος της συσκευής, μπορούν να χρησιμοποιηθούν άκαμπτα ή εύκαμπτα συστήματα PPH, PPs ή ανοξείδωτου χάλυβα μονού τοιχώματος, ανάλογα με τις διαστάσεις και τα χαρακτηριστικά της υπάρχουσας καμινάδας και τις απαιτήσεις της συσκευής.

Σε μια νέα εγκατάσταση υπάρχουν περισσότερες δυνατότητες, όπως συστήματα PPH και PPs, ανοξείδωτου χάλυβα διπλού τοιχώματος ή πολυστρωματικά κεραμικά συστήματα, με την τελική επιλογή να εξαρτάται από τις απαιτήσεις της εφαρμογής και τις συνθήκες του περιβάλλοντος.

Πλαστική σωλήνα εντός χτιστής καμινάδας

Το κατάλληλο υλικό

Τα πλαστικά συστήματα PPH και PPs χρησιμοποιούνται κυρίως σε λέβητες συμπύκνωσης και χαμηλών θερμοκρασιών. Υπάρχουν λύσεις μονού τοιχώματος, άκαμπτες ή εύκαμπτες, καθώς και ομοκεντρικά συστήματα. Σε εγκαταστάσεις με περισσότερους λέβητες διατίθενται επίσης λύσεις για συστοιχίες και πολλαπλές συνδέσεις. Στα ομόκεντρα συστήματα, η απαγωγή των καυσαερίων συνδυάζεται με την παροχή αέρα καύσης.

Τα ανοξείδωτα συστήματα καλύπτουν ένα ιδιαίτερα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Ανάλογα με την κατασκευή τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαφορετικούς τύπους συσκευών και καυσίμων, σε συνθήκες αρνητικής πίεσης ή υπερπίεσης. Διατίθενται με μονό τοίχωμα και ομόκεντρες διατάξεις και προορίζονται για ξηρή ή υγρή λειτουργία, ανάλογα με την ταξινόμησή τους. Υπάρχουν επίσης μονωμένα συστήματα διπλού ή τριπλού τοιχώματος από ανοξείδωτο χάλυβα, με ονομαστική θερμοκρασία λειτουργίας έως 600°C.

Οι κεραμικές καμινάδες χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα σε εφαρμογές στερεών καυσίμων και υψηλών θερμοκρασιών. Το κεραμικό στοιχείο, κατασκευασμένο από πυρίμαχο υλικό, παρουσιάζει αντοχή στη θερμική καταπόνηση, στα συμπυκνώματα και στη διάβρωση, ενώ μπορεί να ανταποκριθεί και σε συνθήκες καύσης αιθάλης. Στα πολυστρωματικά συστήματα, ο κεραμικός αγωγός συνδυάζεται με θερμομόνωση και εξωτερικό κέλυφος ανοξείδωτου χάλυβα. Έτσι, το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ολοκληρωμένη λύση καπνοδόχου για συγκεκριμένες εφαρμογές καυσίμων.

Τα χαλύβδινα συστήματα χρησιμοποιούνται επίσης σε εφαρμογές στερεών καυσίμων, κυρίως σε συσκευές που λειτουργούν με φυσικό ελκυσμό. Για συσκευές πέλετ που λειτουργούν σε υπερπίεση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με κατάλληλο στεγανωτικό δακτύλιο σιλικόνης, σύμφωνα με την προβλεπόμενη διαμόρφωση του συστήματος.

Σε μονάδες συμπαραγωγής, κινητήρες εσωτερικής καύσης, ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη και γεννήτριες, οι απαιτήσεις από το σύστημα απαγωγής μπορεί να είναι σημαντικά υψηλότερες από εκείνες μιας τυπικής εγκατάστασης θέρμανσης. Σε τέτοιες εφαρμογές μπορεί να απαιτούνται συστήματα για υψηλή υπερπίεση H1, έως 5.000 Pascal, με κατάλληλα στοιχεία και συνδέσεις.

Καύση μειγμάτων υδρογόνου

Η σταδιακή εισαγωγή υδρογόνου στα δίκτυα φυσικού αερίου δημιουργεί νέες απαιτήσεις και για τα συστήματα απαγωγής καυσαερίων. Η συμβατότητα δεν κρίνεται μόνο από το υλικό της καμινάδας. Παίζουν ρόλο η συνολική ταξινόμηση του συστήματος, η στεγανότητα, η θερμοκρασία και η πίεση λειτουργίας, καθώς και οι απαιτήσεις της συγκεκριμένης συσκευής. Για αυτό, η χρήση μειγμάτων φυσικού αερίου – υδρογόνου απαιτεί έλεγχο της συμβατότητας τόσο της συσκευής όσο και ολόκληρου του συστήματος απαγωγής καυσαερίων.

Χαλύβδινος σωλήνας απαγωγής καπναερίων σόμπας

Αναβάθμιση υφιστάμενων εγκαταστάσεων

Σε αρκετές περιπτώσεις που προκύπτει αντικατάσταση μιας συσκευής, η υφιστάμενη κατασκευή μπορεί να αξιοποιηθεί, εφόσον προηγηθεί ο απαραίτητος έλεγχος και επιβεβαιωθεί η καταλληλότητά της ως προς τη στατική της επάρκεια. Η εσωτερική επένδυση με το κατάλληλο σύστημα καυσαερίων είναι μια αποτελεσματική λύση για την αναβάθμιση υφιστάμενων εγκαταστάσεων. Ανάλογα με τη γεωμετρία και τις διαστάσεις της υπάρχουσας καμινάδας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν άκαμπτα ή εύκαμπτα συστήματα.

Συμπέρασματα

Η καμινάδα δεν αποτελεί ένα απλό εξάρτημα σύνδεσης της συσκευής με το εξωτερικό περιβάλλον. Είναι μέρος της συνολικής εγκατάστασης και η επιλογή της πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη συσκευή, το καύσιμο, τη θερμοκρασία και την πίεση των καυσαερίων, καθώς και τις συνθήκες λειτουργίας και εγκατάστασης.

Η τελική λύση προκύπτει από αυτά τα δεδομένα και τη διαστασιολόγηση του συστήματος. Για το λόγο αυτό, δεν αρκεί να επιλεγεί απλώς ένα υλικό ή μια διάμετρος καμινάδας· χρειάζεται το κατάλληλο σύστημα απαγωγής καυσαερίων για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.

Στον πίνακα παρουσιάζεται ενδεικτικά η σχέση μεταξύ τύπου συσκευής, καυσίμου, συνθηκών λειτουργίας και συστήματος απαγωγής. Η επιλογή καμινάδας πρέπει πάντοτε να βασίζεται στα χαρακτηριστικά της συγκεκριμένης συσκευής και στη μελέτη του συστήματος απαγωγής καυσαερίων κατά ΕΝ 13384-1 & -2.

*Ο κ. Δημήτρης Σελαμσίζογλου είναι εμπορικός διευθυντής και υπεύθυνος παραγωγής της Almeva Hellas.