Regulacja hydrauliczno-termostatyczna temperaturą czynnika grzewczego, zasilającego instalację c.o. z jednofunkcyjnego węzła cieplnego, za pomocą regulatora przepływu sterowanego pozwala zredukować wymiary i koszty realizacji, a także znacznie upraszcza proces projektowania oraz doboru elementów regulacyjnych obiegu pierwotnego – nie ma konieczności stosowania zaworu regulacyjnego ręcznego, regulatora różnicy ciśnienia i reduktora ciśnienia.
W związku z potrzebą racjonalizacji gospodarki cieplnej, przy wytwarzaniu energii elektrycznej w elektrociepłowniach należy możliwie w wysokim stopniu wykorzystywać ciepło odpadowe. Jego źródłem są procesy i przemiany termodynamiczne pary wodnej napędzającej turbiny, które z kolei napędzają generatory energii elektrycznej. Jednym z odbiorców ciepła odpadowego są miejskie systemy ciepłownicze dostarczające energię cieplną do zasilania instalacji grzewczych oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach. Oczywiście sieci miejskie najczęściej nie zasilają bezpośrednio instalacji centralnego ogrzewania w budownictwie mieszkaniowym – ze względu na zbyt wysokie parametry czynnika grzewczego w sieci, takie jak ciśnienie i temperatura, które znacząco przewyższają parametry dopuszczalne w instalacji wewnętrznej. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1], maksymalna temperatura czynnika grzewczego w instalacji wewnętrznej nie może przekraczać 90°C (§ 135, pkt 5), a maksymalne ciśnienie – 6 bar (przez analogię z instalacją wody pitnej, § 114, pkt 1). Tymczasem w Polsce temperatura w dużych sieciach ciepłowniczych najczęściej sięga 135°C dla zimowych warunków obliczeniowych, zaś ciśnienie jest w zakresie 10-16 bar. Są również sieci ciepłownicze,w których temperatura czynnika grzewczego, według warunków technicznych dostawcy ciepła, może osiągać nawet 150°C, a ciśnienie może przekraczać 16 bar. Parametry te zależą od parametrów źródła ciepła i są różne dla różnych miast.
Działanie tradycyjnych węzłów wymiennikowych
Energia cieplna wysokoparametrycznego medium w sieci najczęściej jest przekazywana do medium w instalacjach wewnętrznych poprzez węzły wymiennikowe. Typowy schemat węzła wymiennikowego jednofunkcyjnego przedstawia rysunek 1. Instalacja węzła cieplnego dzieli się na dwie części: nisko- i wysokoparametryczną. Granicę stanowi zazwyczaj wymiennik ciepła typu płytowego (WC). Podstawowe elementy składowe wymiennikowego węzła ciepła jednofunkcyjnego, poza rurami w części wodnej, stanowią:
- wymiennik ciepła,
- reduktor ciśnienia,
- zawór regulacyjny ręczny,
- zawór regulacyjny automatyki z napędem,
- regulator różnicy ciśnienia,
- ciepłomierz,
- pompa obiegowa,
- zawór bezpieczeństwa,
- naczynie wzbiorcze,
- wodomierz,
- zawór zwrotny,
- filtry,
- filtroodmulnik,
- zawory kulowe i kurki po stronie wysokich parametrów,
- zawory kulowe i kurki po stronie niskich parametrów,
- manometry,
- termometry.
W węźle pokazanym na rys. 1. możemy wyróżnić dwa obiegi, tj. pierwotny i wtórny, oraz system uzupełniania zładu. Obieg pierwotny obejmuje część wysokoparametryczną instalacji technologicznej węzła i rozpoczyna się od zasilania z sieci cieplnej (EC), a kończy powrotem do sieci cieplnej (EC). Moduł napędowy przepływu czynnika stanowi różnica ciśnienia między zasilaniem i powrotem z sieci miejskiej (EG). Obieg wtórny obejmuje natomiast część niskoparametryczną instalacji technologicznej węzła i rozpoczyna się od powrotu do instalacji centralnego ogrzewania (c.o.), a kończy na zasilaniu instalacji centralnego ogrzewania (c.o.). Moduł napędowy przepływu czynnika stanowi różnica ciśnienia wytworzona przez pompę cyrkulacyjną (PO).
Autor: Grzegorz Ojczyk
Więcej o działaniu tradycyjnych węzłów wymiennikowych, połączeniu regulacji termostatycznej i hydraulicznej oraz o sterowanych regulatorach przepływu można przeczytać w dalszej części artykułu w siódmym numerze Polskiego Instalatora PI 7/2015.
