ESBE: Armatura w nowoczesnych układach grzewczych i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Transkrypt

1 ESBE: Armatura w nowoczesnych układach grzewczych i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Obecnie zauważa się tendencje do całkowitej rezygnacji z klasycznych grawitacyjnych systemów ogrzewania. W nowoczesnych systemach stosuje się układy ciśnieniowe, gdzie armatura stanowi niezbędne wyposażenie. Pełni ona funkcje regulacyjne oraz zabezpieczające. Jej prawidłowe działanie zapewnia komfort cieplny w budynkach oraz zabezpiecza użytkowników instalacji przed poparzeniami. Wszechobecny postęp techniczny wymusza na projektantach i konstruktorach wdrażanie nowych rozwiązań, które zapewnią długoletnie bezawaryjne działanie armatury oraz układów grzewczych. Producenci armatury wprowadzają nowoczesne materiały jak DZR (Dezincification Resistant Brass) oraz teflon. Unowocześnia się także konstrukcje armatury, dążąc do całkowitego wyeliminowania przecieków wewnętrznych (w wypadku zaworów mieszających i rozdzielających), oraz uzyskania możliwie dużej wartości współczynnika Kv. Nowoczesne zawory posiadają korzystne charakterystyki przepływowe, zbliżone do charakterystyki zaworu idealnie regulacyjnego (rys. 1). Obecnie w sprzedaży dostępna jest duża liczba różnego rodzaju zaworów wspomagających pracę kotłów oraz całych układów ogrzewania. Wyróżnia się zawory mieszające, rozdzielające, regulacyjne oraz zabezpieczające. Rys. 1. Charakterystyka zaworu VRG 130, prod. ESBE. Wyposażanie w zawory mieszające lub rozdzielające (fot. 1) znacząco wydłuża żywotność całego

2 układu grzewczego. W efekcie mieszania wody z kotła, z wodą powracającą z instalacji, otrzymujemy dwa strumienie wody zasilającej instalacje, oraz wody powracającej do kotła. Wyższa temperatura wody powrotnej zmniejsza ryzyko korozji i zapewnia dłuższą żywotność kotła. Zawory tego typu występują jako trzy (fot. 2) lub czterodrogowe (fot. 3) do wykorzystania w układach o dwóch źródłach zasilania. Schematy przedstawiające możliwości zastosowania zaworów mieszających oraz rozdzielających pokazano na rysunku 2. Zawory te dostępne są na rynku jako ręczne oraz z siłownikiem elektrycznym Fot. 1. Zawór mieszająco-rozdzielający typu VRG 130, fot. ESBE. Fot. 2. Zawór trójdrogowy, fot. ESBE. Fot. 3. Zawór czterodrogowy, fot. ESBE.

3 Rys. 2. Przykładowe schematy pracy zaworów mieszających oraz rozdzielających. Szczególnym rodzajem zaworów mieszających, są termostatyczne zawory regulacyjne przeznaczone do układów przygotowania ciepłej wody użytkowej (Fot. 4). W układach zagrożenie stanowią bakterie z rodzaju Legionella. Niszczenie bakterii następuje przy podgrzaniu wody powyżej 60 C, jednak taka wartość temperatury powoduje oparzenia. Właściwe jest więc podzielenie procesu dostarczania ciepłej wody użytkowej na dwa etapy. W pierwszym podgrzewa się wodę do temperatury powyżej 60 C, po czym stosując termostatyczne zawory regulacyjne, dostarcza się wodę o temperaturze maksymalnie 55 C do punktu czerpalnego. Fot. 4. Termostatyczne zawory regulacyjne, fot. ESBE. Termostatyczne zawory regulacyjne mieszają strumień ciepłej wody pochodzący z kotła, zasobnika lub podgrzewacza z wodą zimną, przez co uzyskuje się w punkcie czerpalnym wodę o nastawionej (bezpiecznej) temperaturze (rys. 3).

4 Rys. 3. Przykładowy schemat montażu termostatycznych zaworów regulacyjnych w układach przygotowania ciepłej wody użytkowej. Ważnym elementem instalacji centralnego ogrzewania są zawory przełączające (fot. 5). Stosuje się je niezależnie od rodzaju źródła ciepła (kotły gazowe, olejowe, na paliwa stałe, pompy ciepła, układy wyposażone w kolektory słoneczne itd ). Działanie zaworu polega na przełączaniu strumienia wody grzewczej pomiędzy układem przygotowania ciepłej wody użytkowej a obiegiem grzewczym (do grzejników lub ogrzewania podłogowego), przez co zyskuje się bardziej efektywne wykorzystanie energii. Zawór pracuje w sposób szybki. Przełączenie obwodów następuje w czasie równym 3 sekundy. Fot. 5. Trójdrogowe zawory przełączające, fot. ESBE. Kotły na paliwa stałe są źródłem zasilania w ciepło dla tysięcy budynków w kraju. Paliwami które wykorzystuje się powszechnie są węgiel oraz koks. Popularne stają się tzw. paliwa ekologiczne, produkowane z odpadów powstających w rolnictwie i zakładach przetwarzających drewno. W procesie prasowania otrzymuje się pellet i brykiet, który wartością energetyczną nie ustępuje paliwom kopalnym. Można więc przypuszczać, że kotły na paliwa stałe pozostaną powszechnym źródłem ciepła. Ich obecne konstrukcje znacząco odbiegają od tych sprzed kilkunastu lub kilkudziesięciu lat. Wyposażane są w zaawansowane systemy sterowania oraz armaturę. Powszechnie stosuje się kompaktowe zestawy regulacyjno pompowe (fot. 6). Fot. 6. Zestawy regulacyjno pompowe, fot. ESBE. Zestawy fabrycznie wyposażone są w termostatyczne zawory mieszające oraz pompę cyrkulacyjną. Urządzenia te stosuje się niezależnie od sposobu zasilania kotła w paliwo (zasyp ręczny lub poprzez podajnik mechaniczny). Zestawy przyczyniają się do wydłużenia żywotności kotła poprzez zapewnienie wyższej temperatury wody powrotnej. Urządzenie pomaga też w osiągnięciu wyższej temperatury spalania w kotle, co powoduje niższą emisje zanieczyszczeń do atmosfery a także zapobiega osadzaniu się smoły zarówno w kotle jak i przewodach spalinowych. Urządzenie fabrycznie zabezpiecza się na wypadek awarii zasilania w energię elektryczną. Użycie przełącznika w korpusie zestawu uruchamia funkcje tzw. autocyrkulacji, gdzie obieg wody w układzie odbywa się w sposób grawitacyjny i nie jest zakłócony przez pompę i zawory znajdujące się zestawie regulacyjno pompowym.

5 Schemat pracy zestawu przebiega według następującego algorytmu. Faza pierwsza uruchomienie kotła. Najważniejszym dla tego etapu pracy jest możliwie szybkie uzyskanie właściwej temperatury roboczej kotła. Cyrkulacja odbywa się w obwodzie kotła. Faza druga rozpoczęcie zasilania zasobnika ciepłej wody. Zawór termostatyczny, zgodnie z nastawioną temperaturą, zaczyna otwierać przyłączę prowadzące do zasobnika. Faza trzecia zasilanie zasobnika ciepłej wody. Odpowiedni zawór sterujący zapewnia korzystny układ warstw wody o różnej temperaturze w zasobniku ciepłej wody. Faza czwarta zasobnik ciepłej wody posiada odpowiednią temperaturę pracy. Właściwy zawór sterujący zapewnia kontrolę temperatury powrotnej kotła. Faza piąta zakończenie cyklu pracy zestawu. Górne przyłącze zestawu zostaje zamknięte. Ciepło z kotła kierowane jest bezpośrednio do zasobnika. W trakcie użytkowania zaworów mieszających, rozdzielających lub przełączających ręcznych, możliwa jest nieprecyzyjna nastawa zaworu, lub nastawa która efektywnością odbiega od optymalnej. Uniknięcie takich nastaw możliwe jest poprzez zastosowanie sterowników elektronicznych (fot. 7). Fot. 7. Sterowniki układów ogrzewania, fot. ESBE. Sterowniki elektroniczne w sposób ciągły pobierają informacje o temperaturze na zewnątrz budynku, temperaturze wewnątrz budynku oraz o temperaturach wody w różnych odcinkach układu ogrzewania. Posiadają możliwość przetwarzania siedmiu sygnałów wejściowych oraz trzech wyjściowych (sterujących). Użycie sterowników elektronicznych przyczynia się do oszczędności dla właściciela obiektu. Nastawa zaworów poprzez sterownik elektroniczny jest precyzyjna i optymalna pod względem sprawności układu ogrzewania. Dzięki nowoczesnym zaworom i urządzeniom bardziej efektywnie wykorzystuje się energie, a także emituje się mniej zanieczyszczeń. Postęp techniczny jaki dokonał się w ostatnich latach w zakresie armatury do układów ogrzewania znacząco przyczynia się do poprawy stanu środowiska naturalnego oraz powoduje oszczędności dla właścicieli budynków. Należy więc uznać dalsze prace rozwojowe nad armaturą oraz wyposażeniem układów ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej za niezbędne. dr inż. Artur Dudziak Esbe Hydronic Systems Sp. z o.o. www. esbe.eu KONTAKT Esbe

6 WWW: Tel: Fax: Adres: Garbary Poznań