Termin „Plug and Play”, w skrócie „PnP”, kojarzony jest głównie z technologią komputerową pozwalającą na podłączenie nowego urządzenia do komputera bez zajmowania się przez użytkownika kłopotliwą instalacją potrzebnych sterowników i konfiguracją sprzętu. Taka jest geneza rozwiązań typu „PnP”, które dziś, po odpowiedniej adaptacji tej filozofii, spotykamy także w technice grzewczej jako coraz popularniejszy kierunek projektowania nowych urządzeń. Co więcej: wydaje się, że w najbliższych latach rozwiązania „Plug and Play” staną się jednym z wiodących trendów rozwoju w branży instalacji.

Pierwszy raz głośno o technologii „Plug and Play” zrobiło się za sprawą oficjalnie wydanego 24 sierpnia 1995 r. systemu Windows 95. To był prawdziwy skok technologiczny, ponieważ wcześniej każdy użytkownik takich systemów operacyjnych jak Windows 3.x czy też DOS musiał wykazać się wytrwałością i sprytem informatyka, aby dołączyć nowe urządzenia do systemu – musiał zainstalować potrzebne sterowniki, a potem jeszcze je skonfigurować. Nie obyło się jednak bez wpadek. Problemy występujące na początku wdrażania tej technologii sprawiły, że złośliwcy nazywali ją „Plug and Pray” – „podłącz i módl się”.

Dzisiaj, po blisko 30 latach od debiutu technologii „PnP”, trudno wyobrazić sobie bez niej normalne funkcjonowanie komputerów – wystarczy wspomnieć choćby o urządzeniach USB czy FireWire. Nic więc dziwnego, że dość szybko również branża instalacyjna zaczęła przejmować podobny styl myślenia, adaptując ideę „podłącz i używaj” w swoich urządzeniach. Urządzenia grzewcze oraz inne rozwiązania systemowe zbudowane w oparciu o technologię „PnP” pozwalają bowiem na istotne skrócenie czasu montażu oraz zminimalizowanie błędów wykonawczych. Drugą stroną medalu jest wyższy koszt takich urządzeń, ale gdy drożeje robocizna, instalacja z nich wykonana ostatecznie może okazać się tańsza dla klienta końcowego. Atutem jest też wysoka estetyka.

Taką optymalizację kosztów wykonania instalacji i montażu źródeł ciepła można zauważyć przy każdym boomie budowlanym, kiedy firm instalatorskich jest za mało w stosunku do potrzeb rynkowych. Pamiętam zwiększone zainteresowanie urządzeniami grzewczymi i osprzętem „PnP” w latach 2006-2007, gdy instalatorom i klientom – z uwagi na bardzo drogą robociznę – zwyczajnie opłacało się skrócenie czasu wykonania kotłowni dzięki wykorzystaniu urządzeń opartych o filozofię„PnP”, choć były one relatywnie drogie. Dziś również zmagamy się z ograniczeniami na rynku wykonawczym, przy czym kontekst jest oczywiście nieco inny. Warto zatem sprawdzić, jakie rozwiązania„PnP”oferuje branża grzewcza.

Gotowe ramy montażowe
Sercem każdej instalacji grzewczej jest źródło ciepła, czyli najczęściej kocioł lub pompa ciepła. W przypadku kotłów wiszących rozwiązaniem systemowym, pozwalającym na ułatwienie i skrócenie czasu ich montażu, są ramy montażowe. Konstrukcje te umożliwiają zawieszenie na nich kotłów (zwykle kaskady kotłów) oraz niezbędnej armatury, jak: grupy pompowe, zawór bezpieczeństwa, kolektor gazowy, kolektor zasilania i powrotu wraz ze sprzęgłem hydraulicznym. Gdy do wykonania kotłowni używa się ram montażowych, niepotrzebna jest ingerencja w konstrukcję ściany pomieszczenia – wystarczy tylko wolne miejsce na podłodze. Ramy montażowe przeznaczone są raczej do systemów o większej mocy.

Systemy kominowe a polskie przepisy
Systemy kaskadowe kotłów w formule „PnP” często mają przypisany przez producentów odpowiedni system kominowy, który pozwala na odprowadzanie spalin wspólnym kominem. Na rys. 3 zaprezentowano kaskadę kotłów wraz z kolektorem spalinowym wykonanym z wysokotemperaturowego PP. Takie rozwiązanie w Polsce budzi opór w środowisku kominiarskim, dlatego na naszym rynku wykorzystuje się systemy bazujące na metalowych przewodach spalinowych.

Dodatkowym polskim „smaczkiem” (nie jedynym) jeśli chodzi o odprowadzanie spalin z kotłów jest wymóg zawarty w obwieszczeniu Ministra Inwestycji i Rozwoju z dnia 8 kwietnia 2019 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Przeczytamy tam, że:
§ 174.5. Dopuszcza się w pomieszczeniu kotłowni przyłączenie kilku kotłów do wspólnego kanału spalinowego w przypadku:
1) …;
2) wykonania dla kotłów z palnikami nadmuchowymi przewodu spalinowego o przekroju poprzecznym nie mniejszym niż 1,6 sumy przekrojów przewodów odprowadzających spaliny z poszczególnych kotłów, a także wyposażenie wylotu przewodu spalinowego w czujnik zaniku ciągu kominowego, wyłączającego równocześnie wszystkie kotły.
Warto zauważyć, że wymóg przewymiarowania o 60% przekroju wspólnego kolektora spalinowego w stosunku do sumy przekrojów poszczególnych kanałów spalinowych oznacza istotne przewymiarowanie średnicy kolektora w porównaniu do rozwiązań, które można spotkać w innych krajach Unii Europejskiej. Czasami wymóg ten uniemożliwia wręcz zastosowanie wspólnego kolektora spalinowego.

Drugi wymóg z cytowanego fragmentu obwieszczenia – odnoszący się do wyposażenia wylotu przewodu spalinowego w czujnik zaniku ciągu kominowego – jest co najmniej nieprecyzyjny lub wręcz błędny. Problem polega na tym, że umieszczenie takiego czujnika miałoby sens właśnie na wspólnym kolektorze spalinowym (przy kotłach), czyli tam, gdzie ciąg kominowy jest największy. Na wylocie przewodu spalinowego, na dachu, ciąg jest równy 0. Dodam, że rozwiązania zabezpieczeń przed zanikiem ciągu kominowego na wspólnym kolektorze spalinowym, które możemy znaleźć na naszym rynku, bazują głównie na pomiarze ciągu (podciśnienia) występującego właśnie na ujściu wspólnego kolektora spalin do pionowego komina – tam, gdzie, jak już wspomniano, ciąg jest największy.

Zestawy zapewniające bezpieczną pracę
Przeglądając rozwiązania „PnP” w technice grzewczej, warto wspomnieć o całej gamie gotowego osprzętu dedykowanego do kotłów. Często stosowane są np. grupy bezpieczeństwa kotła, które mają za zadanie chronić urządzenie grzewcze przed wzrostem ciśnienia. Zawierają: zawór bezpieczeństwa, manometr oraz odpowietrznik. Całość zamknięta jest w estetycznej obudowie wykonanej z utwardzanego styropianu. Grupy bezpieczeństwa można spotkać w różnych odmianach w zależności od maksymalnej mocy kotła.

Jeżeli jesteśmy przy temacie ochrony kotła przed wzrostem ciśnienia, to należy też wspomnieć o gotowych zestawach do naczyń wzbiorczych wraz z dodatkowym osprzętem. Zestawy takie pozwalają na podłączenie naczynia wzbiorczego i potrzebnego osprzętu do kotła lub instalacji za pomocą stalowych, karbowanych węży elastycznych. Przypomnę jeszcze, że zadaniem zaworu bezpieczeństwa jest ochrona kotła przed wzrostem ciśnienia, natomiast zadaniem naczynia wzbiorczego jest stabilizacja ciśnienia w instalacji grzewczej. Jeżeli naczynie wzbiorcze podłączymy bezpośrednio do kotła, to chroni ono kocioł przed ewentualnym szokiem ciśnieniowym, kiedy w instalacji stosowane są układy pompowe stabilizujące ciśnienie. Każdy start pompy w takim układzie stabilizującym to minimalny skokowy wzrost ciśnienia, przed którym kocioł powinien być chroniony. Instalacja powinna mieć w takim przypadku osobne, dedykowane do niej naczynie wzbiorcze.

Prefabrykowane zestawy przyłączeniowe
Przejdźmy teraz do prezentacji reszty osprzętu „PnP” dedykowanego instalacji grzewczej. Dobrym przykładem tego typu rozwiązań – ponieważ wykorzystuje się je chyba najczęściej – są gotowe zestawy pozwalające połączyć źródło ciepła z obiegami grzewczymi.
W tej grupie rozwiązań, jak schematycznie zaprezentowano to na rys. 6, występują prefabrykowane połączenia (ozn. 2), pozwalające na połączenie źródła ciepła (1) ze sprzęgłem hydraulicznym (3), a dalej – na połączenie (4) sprzęgła z rozdzielaczem (5) oraz grupami pompowo-mieszaczowymi (6). Zestawy takie można indywidualnie konstruować w zależności od przenoszonej mocy i przepływów. I tutaj również całość zamknięta jest w estetycznej obudowie wykonanej z utwardzanego styropianu, który odpowiednio izoluje zestaw.

Dobór urządzeń występujących w zestawie przyłączeniowym, a zwłaszcza grup pompowo-mieszaczowych, powinien być poparty obliczeniami wymaganego przepływu medium oraz oporów występujących w instalacji. Dlatego do dyspozycji projektantów i instalatorów producenci publikują dane techniczne poszczególnych modeli w typoszeregu (rys. 7). Warto zatrzymać się jeszcze na chwilę przy grupach pompowo-mieszaczowych. Produkty te są oferowane w różnych wariantach, również wraz z modułem automatyki obsługującej dany obieg grzewczy. Moduł schowany jest pod obudową. W takim przypadku do grupy wystarczy doprowadzić kabel sygnałowy z automatyki głównej oraz napięcie zasilające.

Filozofia „PnP” w automatyce grzewczej
Typowym przykładem wykorzystania filozofii „PnP” w automatyce grzewczej jest zastosowanie przewodów sygnałowych oraz czujników wraz z kolorowymi wtyczkami z tzw. noskami kodującymi. Noski takie nie pozwalają na błędne podłączenie, ponieważ uniemożliwiają włożenie wtyczki do niewłaściwego gniazda. Oczywiście, kolor wtyczki musi się zgadzać z kolorem gniazda. Zwalnia to częściowo instalatora z zastanawiania się, gdzie daną wtyczkę podłączyć i zapobiega np. podłączeniu przewodu sygnałowego regulatora ściennego lub czujnika temperatury do napięcia 230 V. Tak na marginesie: komu nigdy się to nie zdarzyło w praktyce instalatorskiej?

Coraz więcej pomysłów…
Rozwiązania systemowe bazujące na filozofii „Plug and Play” zadomowiły się już na stałe w naszej branży. I nic dziwnego, ponieważ pozwalają na zaoszczędzenie czasu montażu i uruchomienia urządzeń grzewczych, a przy tym istotnie ograniczają ryzyko popełnienia błędów. Każdy rok przynosi w tym zakresie nowe pomysły.

Warto zwrócić uwagę, że w kontekście czekającej nas transformacji energetycznej – szczególnie tzw. fali renowacji i wymian źródeł ciepła, filozofia „PnP” w technice grzewczej może okazać się niezastąpiona. Instalacja pompy ciepła wymaga wszak poświęcenia więcej czasu niż instalacja kotła. Obecne i przyszłe rozwiązania systemowe „PnP”, jak sądzę, pozwolą na istotne skrócenie tego czasu, a ich rosnąca popularność zwiększy przystępność cenową. Nie oznacza to, że instalatorzy będą mieli mniej pracy, po prostu będą w stanie obsłużyć większą liczbę zleceń w tym samym lub krótszym czasie.