Chyby v kotelnách: Terénní studie pozorování 111 domácích kotlů spalujících pevná paliva; část I.
Přehrát audio verzi
Chyby v kotelnách: Terénní studie pozorování 111 domácích kotlů spalujících pevná paliva; část I.
00:00
00:00
1x
- 0.25x
- 0.5x
- 0.75x
- 1x
- 1.25x
- 1.5x
- 2x
Foto: Pexels
Tato část článku se zaměřuje na nejčastější instalační chyby zjištěné při terénním hodnocení 93 instalací domácích kotlů na pevná paliva, vycházejícím ze souboru 111 provozních měření. Hodnoceny byly zejména nedostatky ovlivňující bezpečnost, spolehlivost a provozní podmínky kotlů, jako je nesprávné umístění pojistného ventilu, absence akumulační nádoby, chybějící ochrana proti přetopení, nedostatečná ochrana proti nízkoteplotní korozi, nevhodně navržená nebo vadná expanzní nádoba a nedostatečný přívod vzduchu do kotelny. Výsledky ukazují, že řada závad přímo nezvyšuje emise, ale významně zhoršuje bezpečnost, životnost zařízení a podmínky pro správný provoz. Studie potvrzuje význam kvalitního návrhu, instalace a kontroly otopné soustavy.
1. Úvod
Domácí kotle na pevná paliva zůstávají významným zdrojem znečištění ovzduší, i když se emise z velkých průmyslových a dopravních zdrojů v posledních letech výrazně snížily. Abychom lépe porozuměli tomu, jaké emise vznikají při jejich běžném používání, provedli jsme terénní měření přímo v domácnostech.
Pomocí mobilní měřicí laboratoře jsme během tříhodinového provozu kotlů zaznamenávali emise prachových částic, organických plynů, oxidu uhelnatého a také účinnost kotlů. Celkem jsme zdokumentovali 111 různých kotlů na dřevo, pelety (dřevní i alternativní) i uhlí [1].
Výsledky ukázaly, že modernější kotle mohou pracovat výrazně čistěji a účinněji než starší kotle. U většiny sledovaných kotlů však byly emise mnohem vyšší, než stanovují limity. Za tím často stál špatný stav kotle, nedostatečná údržba, nevhodné palivo nebo nesprávné zatápění a tím související obsluha kotlů.
Studie ukazuje, že velkého zlepšení lze dosáhnout poměrně rychle hlavně kvalitnější údržbou a obsluhou kotlů a také lepší informovaností jejich uživatelů.
2. Proč domácí kotle znečišťují ovzduší více, než si myslíme?
Znečištění ovzduší je v České republice i ve světě významným zdravotním problémem. Jemný polétavý prach (PM2.5) a na něm kondenzované organické sloučeniny mohou způsobovat onemocnění srdce, plic, a dokonce i rakovinu. Významnou část těchto škodlivin u nás vytváří lokální topeniště využívající pevná paliva. V českých domácnostech se spálí miliony tun biomasy a uhlí ročně a výsledkem je až 78 % všech emisí jemného polétavého prachu a 98 % emisí benzo(a)pyrenu – jedné z nejnebezpečnějších karcinogenních látek v ovzduší [2].
V České republice je vytápěno pevnými palivy přibližně 17 % domácností. Od září 2024 musí všechny teplovodní kotle na pevná paliva splňovat limitní požadavky dle přílohy č. 11 zákona 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší, respektive třídu kotlů 3 dle ČSN EN 303-5. Přesto statistiky prodejců tepelné techniky v předchozích letech nezaznamenaly prodeje kotlů v takovém množství, které by mohlo nahradit provozované množství starých teplovodních kotlů. Je pravděpodobné, že poměrně velká část starých kotlů je v domácnostech stále nainstalována. Tyto „staré“, nevyhovující kotle mají ve srovnání s dobře provozovanými moderními teplovodními kotli násobně vyšší emise škodlivin [3].
V praxi lidé často i u moderních kotlů používají palivo různé kvality, kotle nejsou vždy správně seřízené a podmínky provozu se domácnost od domácnosti liší. To vede k tomu, že skutečné emise bývají vyšší než hodnoty naměřené při certifikačních testech. Na úrovni státu i Evropské unie proto existuje řada pravidel a programů, které se snaží emise z domácích topenišť snižovat. Nově prodávané kotle musí splňovat přísné limity tzv. ekodesignu. To však samo o sobě nestačí, protože i dobrý kotel může mít horší technické a environmentální parametry, pokud není správně používán nebo udržován.
Právě proto mají velký význam měření přímo v domácnostech, při skutečném provozu. V rámci této studie bylo pozorováno 111 kotlů přímo v domácnostech, což umožnilo přesně zjistit, v jaké míře vznikají znečišťující látky ve skutečnosti. Zjištění ukazují, že emisní zátěž lze výrazně snížit nejen výměnou starých kotlů, ale také lepší údržbou, kvalitnějším palivem a informovaností uživatelů. To představuje rychlou a relativně levnou cestu ke zlepšení kvality ovzduší, zejména v menších obcích a na venkově.
3. Přehled provedených měření a typů domácích kotlů
V rámci této studie bylo provedeno celkem 111 měření teplotechnických parametrů domácích kotlů využívajících pevná paliva. Měření probíhala na 93 různých instalacích, přičemž u části kotlů byla provedena opakovaná měření s cílem ověřit stabilitu provozu a opakovatelnost získaných dat. Vyhodnocení chyb jednotlivých kotlů bylo proto provedeno na úrovni 93 samostatných instalací, aby byly výsledky reprezentativní a nezatížené opakovanými testy téhož kotle.
Testované kotle byly rozděleny do čtyř hlavních konstrukčních kategorií. Nejpočetněji byly zastoupeny odhořívací kotle (31 ks), následovány zplyňovacími kotli (25 ks) a automatickými kotli (21 ks). Nejméně početnou skupinu tvořily prohořívací kotle (16 ks).
Na základě těchto měření byla identifikována a vyhodnocena řada provozních odchylek a chyb, které mohou mít významný vliv na skutečné emise i účinnost spalování. V následujících podkapitolách jsou postupně popsány jednotlivé skupiny chyb – jejich charakter, četnost výskytu, dopad na provoz kotle a případně doporučená opatření ke zlepšení.
4. Nejčastější instalační chyby ovlivňující provoz a bezpečnost kotlů
Správná instalace kotle je zásadní pro její bezpečný, účinný a spolehlivý provoz. V praxi se však setkáváme s celou řadou instalačních nedostatků, které mohou výrazně zhoršit funkci kotle, zvýšit emise nebo způsobit technické poruchy. Následující přehled shrnuje nejčastější chyby zjištěné při terénních kontrolách, seřazené od nejčastěji se vyskytujících po méně obvyklé (chyby č. 1 až 7).
Chyba č. 1 – pojistný ventil (nesprávné umístění pojistného ventilu)
Obr. č. 1 – Nesprávné umístění pojistného ventilu
Pojistný ventil musí být instalován dle normy ČSN EN 12 828+A1 bezprostředně na výstupu z kotle, tak, aby mohl okamžitě reagovat na rychlý nárůst tlaku v primárním okruhu. Správné umístění tohoto prvku je klíčové pro bezpečné fungování celého systému, protože pojistný ventil chrání kotel před nebezpečným přetlakem a tím způsobeným případným poškozením.
Na některých kontrolovaných instalacích byl pojistný ventil nesprávně umístěn až na vratné vodě (viz obr. č. 1). Takto umístěný ventil nemusí reagovat na navýšení tlaku v soustavě včas, což výrazně snižuje bezpečnost provozu a může vést k přetížení kotle nebo poruše dalších komponent otopné soustavy.
Je nutné podotknout, že tato chyba nesouvisí se zvýšeným množstvím emisí škodlivin.
Tato závada byla zjištěna celkem na 19 instalacích.
Chyba č. 2 – akumulační nádoba (absence akumulační nádoby)
U kotlů s ručním přikládáním, které nebyly certifikovány podle ČSN EN 303 5 pro provoz na 30 % výkonu, je instalace akumulační nádoby nezbytná pro jejich správný, bezpečný a komfortní provoz. Z provozního i environmentálního hlediska je vhodné tyto kotle provozovat pouze na jmenovitý výkon, přičemž bez akumulační nádoby může dojít k rychlému přehřívání otopné soustavy i obytného prostoru.
Pokud akumulační nádoba chybí, je uživatel nucen pro udržení konstantní teploty v obytném prostoru kotel tzv. „dusit“ na nízký výkon, což zpravidla vede k výraznému zvýšení emisí a znečišťujících látek. Kotel zároveň více dehtuje a zanáší se, takže je nutné jej čistit v mnohem kratších intervalech.
Přidruženou chybou může být i nesprávná instalace akumulační nádoby např. z pohledu absence teploměru ve spodní části akumulační nádrže. Bez informace o teplotě vody v různých výškách není možné jednoduše odhadnout správný čas ukončení provozu kotle (poslední přikládky), tak, aby byla nádoba nabitá na požadovanou teplotu celá.
Dlouhodobě pak dochází ke snižování účinnosti a zkracování životnosti kotle. O přínosech a možnostech akumulačních se můžete dozvědět více např. zde a zde [4].
Absence akumulační nádoby byla zjištěna celkem na 16 instalacích.
Chyba č. 3 – zařízení proti přetopení kotle
Obr. č. 2 – Zapojení dochlazovací smyčky v kotli
Kotle s ručním přikládáním využívající uzavřenou otopnou soustavu (s uzavřenou expanzní nádobou) musí být vybaveny ochranou proti přetopení pro případ výpadku elektrické energie, bez které nemůže být provozováno oběhové čerpadlo. Nejčastěji jde o dochlazovací smyčku integrovanou v kotli (viz obr. č. 2), případně instalovanou v jeho bezprostřední blízkosti, která při zvýšené teplotě automaticky umožní odvod přebytečného tepla.
Pokud toto bezpečnostní zařízení chybí, není funkční nebo není správně zapojeno, nelze při výpadku napájení zajistit odvod tepla vznikajícího z hořícího paliva. V takovém případě hrozí přehřátí kotle, deformace jeho konstrukčních částí či další provozní poškození. Záložní zdroj elektrické energie, dostatečný pro pokrytí několika hodin provozu oběhového čerpadla se může jevit jako vhodná alternativa, avšak není přípustná dle normy ČSN 303-5. Důvodem přetopení zdroje nemusí být pouze výpadek proudu a nefunkčnost čerpadla. I při funkčním čerpadle může u roztopeného a neregulovaného kotle dojít k nebezpečnému provoznímu stavu s překročením teploty otopné vody přes 110 °C, což je situace, při které ani záložní zdroj nepomůže.
Je nutné podotknout, že tato chyba nesouvisí se zvýšeným množstvím emisí škodlivin.
Tato závada byla zjištěna celkem na 14 instalacích.
Chyba č. 4 – ochrana kotle proti nízkoteplotní korozi
Pro dlouhou životnost kotle je zásadní udržovat minimální teplotu vratné vody na hodnotě stanovené výrobcem. Někteří výrobci tuto podmínku přímo vyžadují, jiní ji uvádějí jako doporučení, avšak v praxi je důležitá pro všechny typy konstrukcí. Na nízkou teplotu vratné vody jsou citlivé všechny typy kotlů, nebo i teplovodních kamen, přičemž jejich náchylnost k tzv. nízkoteplotní korozi, což je dopad kondenzace spalin na teplosměnné ploše, nebo jiných částech kotle, je dána především typem použitých materiálů.
Ochranu vratné vody zajišťují zejména prvky, které udržují vyšší teplotu v primárním okruhu kotle. Mezi tyto prvky patří například Laddomat (třícestný termostatický ventil s integrovaným oběhovým čerpadlem), nebo čtyřcestný ventil ovládaný servopohonem. Pokud tato ochrana chybí nebo nefunguje správně, dochází k podchlazení vratné vody, čímž se výrazně zvyšuje riziko koroze, snižuje účinnost spalování a zkracuje životnost kotle. O kondenzaci probíhající ve spalinové cestě se můžete dozvědět více např. zde [5].
Tato chyba může ovlivnit teplotu ve spalovacím prostoru a tím i kvalitu vedení spalovacího procesu, a tedy i koncentraci znečišťujících látek ve spalinách.
Tato závada byla zjištěna celkem na 11 instalacích.
Chyba č. 5 – expanzní nádoba (nevhodně navržená velikost)
Nevhodně zvolená (typicky poddimenzovaná) expanzní nádoba způsobuje při ohřevu vody v otopném systému výrazný nárůst tlaku. Jakmile tlak překročí limitní hodnotu nastavenou na pojistném ventilu, ventil se otevře a začne bezpečně upouštět vodu ze systému. V důsledku toho není možné pokračovat v běžném provozu kotle, zejména při ohřevu na maximální teplotu kotle nebo akumulační nádrže. Systém se tak mnohdy nemůže dostat na optimální provozní podmínky, což omezuje dosažitelnou účinnost i stabilitu spalování.
Tento problém se nejčastěji objevuje např. u starších instalací, u nichž byl objem expanzní nádoby navržen podle původní konfigurace otopné soustavy, které byly následně rozšířeny (např. přidáním akumulační nádrže) bez odpovídajícího navýšení expanzního prostoru. Poddimenzovaná expanzní nádoba může navíc vést k častější aktivaci pojistného ventilu, zvýšenému namáhání kotle i celého topného okruhu a k riziku opakovaného doplňování vody, což do systému zavádí vzduch a urychluje korozi otopné soustavy.
Přidruženou odhalenou chybou bylo umístění jednoduše ovladatelného ventilu na vstupu do expanzní nádoby. Typicky se ventil, který slouží pro údržbu expanzní nádoby, po instalaci upraví tak, aby laik nemohl otopnou soustavu od expanzní nádoby jednoduše tlakově oddělit (demontáž páčky).
Nevhodně navržená velikost expanzní nádoby byla zjištěna celkem na 1 instalaci.
Chyba č. 6 – expanzní nádoba (nevhodně nastavená nebo zcela vadná)
Vadná nebo nesprávně nastavená expanzní nádoba má obdobný dopad jako její poddimenzování. Uživatel je nucen provozovat kotel na nižší teplotu, což snižuje komfort vytápění. U kotlů s modulačním hořákem dochází ke snižování výkonu a v zimě nemusí být dosaženo požadované teploty v objektu. U kotlů s ručním přikládáním se kvůli tomu nedaří dohřát kotel na maximální teplotu potřebnou k plnému vytopení akumulační nádrže na požadovanou teplotu. V takovém případě není plně využíván potenciál akumulační nádrže a uživatel si tak snižuje komfort, který mu její využití přináší.
Tato závada byla zjištěna celkem na 1 instalaci.
Chyba č. 7 – přívod vzduchu do kotelny
Obvykle se přívod realizuje neuzavíratelným otvorem, který propojuje prostor kotelny s venkovním prostředím. Výrobce každého kotle stanovuje požadovaný minimální objem přiváděného vzduchu, bez kterého nelze zaručit správný a bezpečný provoz zdroje.
Pokud přívod vzduchu chybí nebo je nedostatečný, dochází k nedokonalému spalování, poklesu účinnosti a zvýšené tvorbě emisí. V extrémních případech může nedostatek kyslíku vést k hromadění oxidu uhelnatého v prostorách kotelny, což představuje vážné riziko otravy.
Tento problém je totožný a zpravidla více akcentovaný u spotřebičů typu B spalující plynná paliva, především k toho důvodu, že zapříčiňují otravy oxidem uhelnatým [6].
Tato závada byla zjištěna celkem na 1 instalaci.
Článek pokračuje částí 2 o chybách způsobených nesprávnou obsluhou kotlů.
5. Literatura
- Hopan F, Chmelář M, Kremer J, Dej M, Vojtíšek-Lom M, Vicente ED, et al. In-situ investigation of real-world emissions from 111 measurements on solid fuel household boilers. Science of The Total Environment 2025;981:179564.
- MoE. Lokální topeniště (in English: Local heating systems). Ministry of the Environment of the Czech Republic.; 2023. Available from: https://mzp.gov.cz/cz/agenda/ochrana-ovzdusi/zdroje-znecistovani-ovzdusi/lokalni-topeniste. [Accessed 21-05-2026].
- Křůmal K, Mikuška P, Horák J, Hopan F, Krpec K. Comparison of emissions of gaseous and particulate pollutants from the combustion of biomass and coal in modern and old-type boilers used for residential heating in the Czech Republic, Central Europe. Chemosphere 2019;229:51-9.
- Ryšavý J, Horák, J., Hopan, F., Krpec, K., Kubesa, P., Kremer, J. Komfort kotlů na tuhá/pevná paliva – část I.; Jak dlouho vydrží teplo z jednoho přiložení či nabité akumulační nádoby?; 2018. Available from:
https://vytapeni.tzb-info.cz/vytapime-pevnymi-palivy/17137-komfort-kotlu-na-tuha-pevna-paliva-cast-i. 2024. - Ryšavý J, Horák J, Kremer J, Hopan F, Kuboňová L, Krpec K, et al. Condensation of water vapour in the flue gas path. Vytapeni, Vetrani, Instalace 2020;29(4):193-200.
- Schön Jbd-ed-s, authors) ed-ed-saco. Než si doma zatopíme II: Rádce pro projektanty, stavebníky a uživatele spotřebičů a spalinových cest na pevná a plynná paliva. Czech Republic: Společenstvo kominíků ČR (in cooperation with ÚNMZ); 2017.
This part of the paper focuses on the most common installation defects identified during the field assessment of 93 residential solid-fuel boiler installations, based on a dataset of 111 operational measurements. The evaluation primarily addressed deficiencies affecting boiler safety, reliability, and operating conditions, including incorrect placement of the safety valve, absence of thermal storage, missing overheat protection, insufficient protection against low-temperature corrosion, improperly designed or faulty expansion vessels, and inadequate air supply to the boiler room. The results show that many of these defects do not directly increase emissions, but they significantly reduce safety, equipment lifetime, and the conditions required for proper operation. The study confirms the importance of proper system design, installation quality, and technical inspection.