Magazyn Instalatora 1/2017M

nakład 11 015

01 1. 2

miesięcznik informacyjno-techniczny

nr 1 (221), styczeń 2017

7

ISSN 1505 - 8336

l Ring „MI”:

kotły na paliwa stałe

l Ciche chłodzenie l Regulatory pokojowe l Klima w serwerowni l Spawanie rur l Studnia w gruncie l Wywiewka w WC l Odory z kominka

Treść numeru

Szanowni Czytelnicy Już od ponad roku funkcjonuje znowelizowana ustawa Prawo Ochrony Środowiska, tzw. Ustawa antysmogowa. Czym to skutkuje? Jak pisze autor artykułu pt. „Czyste ciepło”: „Daje ona możliwość podejmowania decyzji przez jednostkę samorządu terytorialnego - sejmik województwa - która ograniczy eksploatację lub wręcz ją zakaże przy instalacji „złego” spalania paliw. Województwa południowej Polski - małopolskie, śląskie - pracują nad odpowiednimi zapisami uchwał, w których określają wymagania, jakie muszą być spełnione przez nowo instalowane kotły małej mocy, jakim wymaganiom będą musiały sprostać aktualnie eksploatowane instalacje spalania w najbliższych latach”. Doniesienia medialne z pierwszej połowy stycznia, dotyczące zanieczyszczenia powietrza, szczególnie w miastach Polski południowej, były zatrważające. Prace trwają, ale czy ustawy rozwiążą ten problem? Pewnie pomogą w walce o czystsze powietrze, ale chyba musi się zmienić mentalność, szczególnie tych, którzy „do pieca coś wrzucić muszą”. Zapraszam do lektury artykułów ringowych. Tam w szranki stanęły urządzenia grzewcze na paliwa stałe, którym przypisuje się najgorsze, jeśli chodzi o zatruwanie środowiska. Ale kotły najnowszej generacji, same z siebie nie trują. Jak argumentują autorzy: „Zastosowany system 6-ciągowego układu przegród ceramicznych i płaszczy wodnych powoduje, iż wymiennik ciepła pozwala na maksymalnie efektywne przejmowania ciepła ze spalin (sprawność: do 95%), które dokładnie dopalane są na specjalnym deflektorze oraz półkach ceramicznych; zapewnia to bezdymny proces spalania i niską emisję zanieczyszczeń”.

Ile powietrza powinno się wymienić w pomieszczeniu w jednostce czasu, aby być w zgodzie z przepisami, zdrowym rozsądkiem oraz by nie szkodzić osobom przebywającym w tych pomieszczeniach. Autor artykułu pt. „Krotność wymian” podaje: „Wartość krotności wymian powietrza często pojawia się w literaturze oraz podczas projektowania układów wentylacji, nie powinna być jednak traktowana jako podstawa do obliczeń ilości powietrza wentylacyjnego. Raczej powinna mieć charakter poglądowy, sprawdzający (...)”. Więcej na ten temat na s. 68-69.

Oprogramowanie dla profesjonalistów (jakimi są zapewne nasi czytelnicy) zarówno na komputery stacjonarne, jak i na tablety oraz smartfony, dostępne on-line i off-line w internecie, ma się coraz lepiej... Coraz więcej firm inwestuje w ten tryb dostarczania informacji. Nie można pozostać w tyle. Dlatego wspólnie z naszymi ekspertami przyjrzymy się tym produktom w styczniowym wydaniu Poradnika ABC „Magazynu Instalatora”.

Sławomir Bibulski

4

Na okładce: © ninamalyna/123RF.com

l

Ring „MI”: kotły na paliwa stałe s. 6-12

l Odpowiada, bo wypada... s. 13 l Regulatory pokojowe s. 14 l Armatura do odpowietrzania s. 16 l Kotły na paliwa stałe - niska emisja s. 18 l Stalowy palnik s. 20 l Spawanie rur s. 22 l Laboratoria badawcze OZE s. 24 l Regulacja ogrzewania płaszczyznowego s. 26 l Ścienne grzejniki płaszczyznowe o suchej konstrukcji s. 28 l Głowice termostatyczne s. 30 l Solary pod lupą s. 32 l Bilans ciepła w ogrzewaniu s. 35 l Pompa ciepła i chłodzenie s. 36 l Sieci preizolowane s. 38 l Elektryka dla nieelektryków s. 40 l Windykacja należności s. 42 l Mocowanie grzejników s. 45

l

Wytyczne do kontroli odzysku wody s. 50

l Agresja w rurociągu s. 46 l Studnie w instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych s. 48 l Systemy wykorzystania wody deszczowej s. 50 l Spłukiwanie higieniczne instalacji wodociągowej s. 52 l PEX w instalacji s. 54 l Nowości w „MI” s. 56 l Jak to dawniej o czystość dbano... s. 57 l Podokienne wywiewki (Uwaga! Jesteś w ukrytej kamerze...) s. 58 l Czujność wykonawcy (Chemia budowlana zimową porą...) s. 60

l

Klima w serwerowni s. 62

ISSN 1505 - 8336

l Klimatyzacja pomieszczeń technicznych s. 62 l Zapachy z kominka s. 64 l Co tam Panie w „polityce”? s. 66 l Krotność wymian s. 68 l Wentylacja w garażu s. 70

1 . 2

01 7

www.instalator.pl

Nakład: 11 015 egzemplarzy Wydawca: Wydawnictwo „TECHNIKA BUDOWLANA“ Sp. z o.o., 80-156 Gdańsk, ul. marsz. F. Focha 7/4.

Redaktor naczelny Sławomir Bibulski (s.bibulski@instalator.pl) Z-ca redaktora naczelnego Sławomir Świeczkowski (redakcja-mi@instalator.pl), kom. +48 501 67 49 70.

Sekretarz redakcji Adam Specht Marketing Ewa Zawada (marketing-mi@instalator.pl), tel./fax +48 58 306 29 27, 58 306 29 75, kom. +48 502 74 87 41.

Kontakt skype: redakcja_magazynu_instalatora Adres redakcji: 80-156 Gdańsk, ul. marsz. F. Focha 7/5.

Ilustracje: Robert Bąk. Materiałów niezamówionych nie zwracamy.

Redakcja zastrzega sobie prawo do skracania i redagowania tekstów. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń.

5

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ring „Magazynu Instalatora“ to miejsce, gdzie odbywa się „walka“ fachowców na argumenty. Każdy biorący udział w starciu broni swoich doświadczeń (i przeświadczeń...), swojego chlebodawcy bądź sponsora, swojej wiedzy i wiary. Przedmiotem „sporu“ będą technologie, materiały, narzędzia, metody, produkty, teorie - słowem wszystko, co czasem różni ludzi z branży instalatorskiej. Każdy z autorów jest oczywiście świadomy, iż występuje na ringu. W lutym na ringu: komfort powietrza, czyli wentylacja i klimatyzacja...

Ring „Magazynu Instalatora”: kotły na paliwa stałe kocioł, zgazujący, drewno, ogrzewanie, c.o., c.w.u.

ATMOS System spalania gazu drzewnego gwarantuje wysoką sprawność sięgającą w niektórych modelach kotłów ATMOS do 92%. Obecnie oferujemy ponad dwadzieścia modeli kotłów zgazujących drewno i węgiel brunatny, należących do najwyższej 5 klasy czystości spalania.

Większość posiada również znak Ekodesign.

Od wielu lat Polska pozostaje w „ogonie” Europy nie tylko w realnej dbałości o stan czystości powietrza, ale nawet w otwartym dostrzeganiu tego problemu przez media i władze. Nie porównuję naszej sytuacji do bogatych

państw EU dotujących stosowanie ekologicznych kotłów, ale skoro u najbliższych sąsiadów (Czechów) zakaz sprzedaży i montażu kotłów niespełniających zaostrzonych norm emisji spalania działa już od lat, to dlaczego nie potrafimy tego zrobić u nas? Z nadzieją na decyzje naszych rządzących obserwuję narastające wreszcie głosy w tej sprawie - prasy, radia i telewizji.

6

Dlaczego kotły zgazujące drewno?

Tradycyjne kotły opalane paliwami stałymi (węgiel, koks, miał, drewno) osiągnęły kres swoich możliwości rozwojowych. Zwiększenie wydajności spalania paliwa okazało się możliwe dzięki zastosowaniu procesu destylacji pirolitycznej, czyli wytworzeniu gazu drzewnego z masy drzewnej. Jednocześnie ze zmniejszeniem zużycia opału poprawie ulega czystość spalin, a zawartość w nich lotnych pyłów będących przyczyną tak częstego obecnie zjawiska smogu spada nawet 10-krotnie!

Proces spalania w kotłach zgazujących jest odwrócony w stosunku do zwykłych kotłów, a ogień umiejscowiony jest u spodu komory załadowczej. Na ceramicznej dyszy lub specjalnym ruszcie powstaje warstwa rozżarzonego węgla drzewnego, ponad którą dochodzi (przy ograniczonym dostępie powietrza) do wytwarzania się gazów z umieszczonego powyżej opału. Gazy te pod ciśniePytanie do...

Dlaczego warto zdecydować się na wysokiej jakości kocioł zgazujący drewno? niem przedostają się do ceramicznej dyszy, gdzie mieszając się z odpowiednio dawkowanym powietrzem wtórnym ulegają spaleniu w formie płomienia w dolnej komorze. System spalania gazu drzewnego gwarantuje wysoką sprawność sięgającą w niektórych modelach kotłów ATMOS do 92%. Obecnie oferujemy ponad dwadzieścia modeli kotłów zgazujących drewno i węgiel brunatny należących do najwyższej 5 klasy czystości spalania. Większość posiada również znak Ekodesign.

Zestawy do spalania peletu Wielu użytkowników kotłów na paliwa stałe odczuwa potrzebę zwiększenia komfortu obsługi i poszukują możliwości zapewnienia ogrzewania w okresie dłuższej nieobecności. Spewww.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

cjalnie dla nich skonstruowane zostały zestawy do spalania peletu, które instalować można zarówno w większości starych, jak i nowych wersjach kotłów zgazujących ATMOS. Takie rozwiązanie uwalnia od konieczności organizowania „zastępstwa” w kotłowni w okresach nieobecności właściciela.

Nie potrzeba nowego kotła - wystarczy wymiana drzwiczek komory spalania i uzupełnienie wyposażenia z zakresu spalania peletu. Dzięki temu łączymy możliwość wykorzystania najtańszych paliw - jak drewno czy brykiety -z komfortem bezobsługowej pracy automatycznego kotła peletowego!

Warto również wspomnieć o wersji kotła trójkomorowego. Dwie górne komory tego kotła służą do zgazowania paliwa stałego, tak jak jest to w przypadku klasycznych kotłów zgazowujących drewno. W trzeciej, dolnej komorze umieszczony jest wybrany typ palnika automatycznego. Odprowadzenie spalin do komina jest rozwiązane przy pomocy jednego wspólnego wylotu. Model ten umożliwia użytkownikowi nie tylko kombinację różnych paliw, ale również automatyczny start palnika automatycznego (olejowego lub peletowego) po wypaleniu wcześniejszego załadunku paliwa stałego. Specjalny moduł rejestruje zakończenie spalania drewna lub węgla brunatnego i wysyła sygnał do startu palnikowi automatycznemu.

Dostępne wersje kotłów trójkomorowych: l drewno + pelet z biomasy, l drewno + olej opałowy, l węgiel brunatny + pelet z biomasy, l węgiel brunatny + olej opałowy.

dobrać później lub wykorzystać ten ze starego kotła.

Korzyści na wiele lat

Podliczając koszty zakupu dwóch kotłów, ich podłączenie oraz system odprowadzenia spalin, stwierdzimy, że wybór kotła trójkomorowego to nie tylko oszczędność miejsca w

budynku, ale również środków finansowych. Istotne jest również i to, że istnieje możliwość rozłożenia inwestycji w czasie poprzez zakupienie kotła bez palnika, który można

Na koniec kilka słów o eksploatacji.

Podstawą wieloletniej bezawaryjnej i, co najważniejsze, ekonomicznej pracy jest zaopatrzenie kotła we właściwe paliwo.

Wielokrotnie słyszymy legendy o tym, że w kotłach zgazujących można spalać wyłącznie sezonowane drewno oraz że mogą one działać jedynie z buforami ciepła. Oczywiście to legendy, ale czy rozsądny użytkownik zdecyduje się na spalanie dwukrotnie większej ilości opału, zamiast zdecydować się na jego sezonowanie? Połowa energii mokrego drewna zużywana jest na odparowanie niepotrzebnej wody i nie jest to zależne od rodzaju kotła - w każdym kotle koszt będzie podwójny. Podobnie jest i z buforem ciepła odbierającym nadmiar energii z załadowanego paliwa stałego i przekazującym go do budynku we właściwym do tego czasie. W obu przypadkach kocioł chroniony jest przed nadmierną korozją. Producent określa szacunkowo żywotność kotłów na około 15 lat. Nasza firma dostarczyła w ubiegłym roku części zamienne do kotłów pracujących już ponad 20 lat!

Użytkownicy tych kotłów nie musieli wymieniać kotłów z pewnością dzięki właściwej eksploatacji i przestrzeganiu zaleceń producenta.

Dokonujmy właściwych wyborów i nie marnotrawmy energii. Bonusem będzie nie tylko efekt ekologiczny, ale w największej mierze korzyść finansowa.

Tomasz Bączyk

3 .

20

16

Mamy początek 2017 roku... Tych z Państwa, którzy jeszcze tego nie zrobili, prosimy o odnowienie „Prenumeraty - Gwarantowanej dostawy Magazynu Instalatora na 2017 rok”.

5-

N

ISS

d 11

5

6

nakła

833

d 11

150

015

6

01

c 201

rze

kła

na

1),

nr

ma

3 (21

miesię

cznik

inform

acyjno

11. 2015

-techn

iczny

y

czn

hni

tec

nr 11

no-

cyj

rma

ik

(207),

listopa

d 2015

info

czn

się

mie

ISSN

1505

- 8336

Szczegóły na www.instalator.pl w zakładce „Prenumerata”.

w

: iekó MI” śc g „ zanie Rin ad ka iki nn ła auli e mie ciep hydr zow a nie Wy sk G odzy ytko za g ad aże ch p c cz ow cja Ko łą y G Przy ójcz ówn tala ie r s b G Za ne in raw G Cen dź w w p G Mie ny G Zmia

G prow d o

G

www.instalator.pl

G Ri

ng „M I”: og płaszc rzewa zyzno nie we lka z za

G Wa

ustaw

dym a G Fo to „antysmog ieniem G Aw woltaika owa” G Po arie wo G Łą wietrze domierz y G Ko czenie rui rury G Po miny pr r mpa

zy uszc belce zeln iona

Bądź pewien, że co miesiąc listonosz dostarczy „Magazyn Instalatora”!

7

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ring „MI”: urządzenia grzewcze na paliwa stałe węgiel, kocioł, sterownik, palenisko, eko-groszek

Kotło-Bud Osiek Nowoczesne piece węglowe Kotło-Bud Osiek to zaawansowane konstrukcje, które pozwalają na uzyskanie znacznie lepszych parametrów spalania paliwa stałego, a także są bardziej wydajne, przyjazne dla środowiska naturalnego oraz łatwiejsze w obsłudze.

Od kilku już lat Kotło-Bud Osiek dostarcza sprawne urządzenia grzewcze, gwarantując idealny stosunek ceny do jakości i możliwości produktu. Poniżej przedstawię dwa urzadzenia z bogatej oferty naszej firmy.

EKO CERAMIK to kocioł w najwyższej klasie ekologicznej. Spełnia restrykcyjne wymagania klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012 w zakresie sprawności cieplnej, emisji zanieczyszczeń oraz wymagań dotyczących bezpieczeństwa. Na zakup kotła możliwe jest uzyskanie dofinansowania z programów unijnych. Urządzenie posiada rozbudowany wymiennik ciepła z elementami ceramicznymi i turbulatorami w ciągach spalinowych.

Charakteryzuje się efektywnością procesu spalania oraz niską emisją szkodliwych substancji, zwłaszcza pyłów, bez stosowania elektrofiltrów.

Sprawność kotła to aż 93%!

Zalety kotła EKO-CERAMIK: l wymiennik ciepła wykonany z atestowanej stali kotłowej o grubości od 6-8 mm, l 5 lat gwarancji na szczelność wymiennika, 2 lata na pozostałe elementy i sprawne działanie kotła, l wysoka sprawność sięgająca 93% dzięki poziomemu układowi kanałów spalinowych, l dolna komora spalania z wysoko efektywnym palnikiem retortowym, l wkład ceramiczny, l paliwa podstawowe: ekogroszek, pelet.

8

Kotły KMG-2 DUO wyposażone zostały w komorę paleniskową z dwoma niezależnymi paleniskami. Dla jeszcze bardziej uniwersalnego i praktycznego zastosowania zasila je podajnik tłokowy umieszczony z boku kotła oraz komora spalania ręcznego utworzona przez stały ruszt wodny. Pozwala to na osiągnięcie aż 91% sprawności cieplnej! Wymiennik kotłów C.O. został wykonany z atestowanej stali kotłowej o grubości 6 mm gwarantującej trwałość i niezawodność. Natomiast ruszt podajnika tłokowego zaprojektowano z żeliwa żaroodpornego, a element podający paliwo wzmocPytanie do...

Jakie elementy wyposażenia kotła wpływają na jego niezawodną pracę? niono pod względem konstrukcji poprzez dodatkowe zabezpieczenie go stalą. Podajnik tłokowy wyróżnia się wyciszonym i zmodyfikowanym układem jezdnym. W ten sposób uzyskano sztywność konstrukcji, gwarancję wydłużenia żywotności oraz pewność równomiernej pracy podajnika.

EKO-CERAMIK

Zalety kotła KMG-2 DUO:

l duża komora paleniskowa ze wzmoc-

nionym podajnikiem tłokowym, l palenisko wykonane w całości z wysokiej jakości żeliwa żaroodpornego, l wysoka sprawność sięgająca 91% dzięki poziomemu układowi kanałów spalinowych, l dwie komory paleniskowe: dolna z podajnikiem automatycznym, górna do spalania drewna, l wymiennik ciepła wykonany z atestowanej stali kotłowej o grubości od 6-8 mm, l do 7 lat gwarancji na szczelność wymiennika, 2 lata na pozostałe elementy i sprawne działanie kotła, l ruszt wodny.

Kolejną interesującą propozycją w ofercie firmy Kotło-Bud Osiek jest typoszereg KMG DUO EKO-LUX. W kotłach tych wymiennik ciepła wykonany jest z atestowanej stali kotłowej P265GH o grubości od 6-8 mm z hut Acelor Mittal Poland oraz U.S Stell Kosice. Kotły tego typoszeregu mają wysoką sprawność sięgającą 94%.

Jest to możliwe dzięki poziomemu układowi kanałów spalinowych. Urządzenia posiadają dolną komorę spalania z wysoko efektywnym palnikiem retortowym i zasilaniem ślimakowym.

Wyposażone są też w dwie komory paleniskowe - dolną z podajnikiem automatycznym, górną do spalania drewna. Mają też zastępczy ruszt wodny.

W przypadku tych kotłów istnieje możliwość przystosowania do montażu w układzie zamkniętym. W kotle można palić miałem, eko-groszkiem, węglem grubym, drewnem lub biomasą. KMG DUO EKO-LUX posiadają 7 lat gwarancji na szczelność wymiennika przy corocznych przeglądach, 2 lata na pozostałe elementy i sprawne działanie kotła.

Z pozostałą ofertą można zapoznać się na naszej stronie internetowej.

Dariusz Górkiewicz www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ring „MI”: urządzenia grzewcze na paliwa stałe kocioł, 5 klasa, ogrzewanie, paliwo stałe, palnik

LOGITERM Firma LOGITERM, chcąc umożliwić klientom zakup ekologicznych źródeł ciepła na preferencyjnych warunkach z możliwością uzyskania atrakcyjnych dopłat w ramach programów dofinansowań, zaprojektowała, certyfikowała, a następnie wdrożyła do produkcji nowy typoszereg ekologicznych kotłów grzewczych ekoMAX spełniających rygorystyczne wymogi klasy 5 wg europejskiej normy: PN EN 303-5:2012.

Kotły ekoMAX o mocach 16, 20, 25, 32 kW to najnowocześniejsze, wysokosprawne, automatyczne, a przede wszystkim oszczędne w eksploatacji, retortowe kotły grzewcze, z podajnikiem ślimakowym, sterowane elektronicznie, których innowacyjna konstrukcja wymiennika oraz uniwersalny palnik otworowo-szczelinowy III generacji pozwalają uzyskać wysokie i stabilne wartości parametrów eksploatacyjnych oraz umożliwiają w pełni ekologiczne spalanie eko-groszku, dające użytkownikom satysfakcję z oszczędności połączonej z troską o środowisko naturalne.

Zastosowany system 6-ciągowego układu przegród ceramicznych i płaszczy wodnych powoduje, iż wymiennik ciepła pozwala na maksymalnie efektywne przejmowania ciepła ze spalin (sprawność: do 95%), które dokładnie dopalane są na specjalnym deflektorze oraz półkach ceramicznych; zapewnia to bezdymny proces spalania i niską emisję zanieczyszczeń.

Wnętrze wymiennika kotła wykonane jest z wysokogatunkowej, atestowanej stali kotłowej p265gh z certyfikatem badań 3.1 o grubości 6÷8 mm, dlatego kocioł objęty jest 6-letnią gwarancją na szczelność całego wymiennika. Kocioł jest uniwersalny: prawo-lewy; umożliwia montaż palnika z dowolnej strony. Opcjonalnie dostępne jest: sterowanie pogodowe/pokojowe; powiększony zasobnik; regulowane stopki.

Z kolei dla użytkowników ceniących sobie rozwiązania bardziej uniwersalne www.instalator.pl

firma LOGITERM wprowadziła w ostatnim czasie typoszereg nowoczesnych, automatycznych, optymalnych cenowo, a przede wszystkim oszczędnych w eksploatacji kotłów grzewczych maxiMAX HYDRO (16÷100 kW). maxiMAX HYDRO to kotły z uniwersalnym podajnikiem ślimakowym ekoENERGIA - standardowo wyposażonym w masywny, żeliwny ślimak. Ta-

kie rozwiązanie umożliwia zastosowanie następujących paliw: eko-groszek, eko-groszek brunatny/czeski, miał kwalifikowany (o największym wymiarze ziarna do Ø32 mm) oraz pelet drzewny (tylko z BVTS).

Innowacyjna konstrukcja wymiennika z poziomymi kanałami konwekcyjnymi umożliwia łatwe czyszczenie kotła, a specjalnie zaprojektowany palnik pozwala uzyskać stabilne wartości parametrów eksPytanie do...

Jakie są zalety stosowania modułowych kotłów na paliwa stałe?

ploatacyjnych oraz umożliwia spalanie szerokiego asortymentu paliw. Kocioł wyposażony jest również w stałe dodatkowe palenisko w postaci rusztu wodnego oraz dużą komorę zasypową, które w razie konieczności (np.: przerwa w dostawie energii elektrycznej) pozwalają na spalanie paliw zastępczych (drewno, węgiel).

Zastosowany system przepływu spalin wraz z dodatkowym rusztem wodnym powoduje, iż wymiennik ciepła pozwala na efektywne przejmowanie ciepła ze spalin (sprawność: 86%), które dokładnie dopalane są na specjalnym deflektorze, co zapewnia niską emisję zanieczyszczeń.

Wnętrze wymiennika kotła wykonane jest z wysokogatunkowej, atestowanej stali kotłowej p265gh z certyfikatem badań 3.1 o grubości 6÷8 mm, dlatego kocioł objęty jest 6-letnią gwarancją na szczelność całego wymiennika.

Charakterystyczną cechą kotłów LOGITERM jest ich adoptowalność i modułowość - to znaczy, że każdy kocioł może być dostosowany swoją budową do potrzeb i wymagań konkretnej kotłowni.

Dlatego kocioł jest uniwersalny: prawolewy (umożliwia montaż palnika z dowolnej strony), w opcji z podawaniem z przodu lub z tyłu. Czopuch może być usytuowany: z góry lub kolanem z góry/z boku/pod kątem. Można zastosować powiększony zasobnik; obniżone o 60 mm stopki itd. W ofercie proponowane są różne rodzaje sterowników dostosowanych do zindywidualizowanych potrzeb danego klienta lub inwestora. Dostępne moce wynoszą: 16, 20, 26, 32, 38; 50; 62; 75; 100 kW. Jarosław Urzynicok

9

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ring „MI”: urządzenia grzewcze na paliwa stałe kocioł, ogrzewanie, paliwa stałe, pelet, biomasa

ZMK SAS ZMK SAS jako lider w produkcji kotłów na paliwa stałe posiada w swojej ofercie szeroki zakres mocy (9-300 kW) oraz różnorodność produkowanych jednostek dopasowanych do oczekiwań i możliwości klientów.

Przykładem urządzeń przeznaczonych do ogrzewania obiektów o dużej kubaturze są kotły z podajnikiem ślimakowym na eko-groszek: GRO-ECO do 272 kW, MULTI do 272 kW z dodatkowym rusztem wodnym (drewno, węgiel) lub kocioł ECO do 300 kW z podajnikiem tłokowym (miał, eko-groszek lub pelety przy zastosowaniu dodatkowych paneli ceramicznych) i dodatkowym paleniskiem. Alternatywą dla węgla jest spalanie biomasy w kotle AGRO-ECO do 150 kW lub peletów w kotłach z palnikiem MULTI FLAME do 200 kW. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom inwestorów, realizujemy również zamówienia specjalne na kotły dużej mocy od 300 kW do 1 MW. Cechą wyróżniającą kotły SAS o mocy od 78 kW jest zastosowana w konstrukcji wymiennika ciepła stal kotłowa molibdenowa 16Mo3 o gr. 8 mm o bardzo dobrej odporności na wysokie temperatury oraz korozję, charakteryzująca się dobrymi właściwościami spawalniczymi, stosowana w produkcji zbiorników ciśnieniowych oraz kotłów przemysłowych. Płaszcz zewnętrzny kotła o mocy od 78 kW wykonany jest ze stali konstrukcyjnej S235JR o gr. 5 mm.

Kotły retortowe W ofercie firmy SAS jest wiele modeli kotłów retortowych przeznaczonych do efektywnego i w pełni automatycznego spalania eko-groszku: SMART (najmniejszy kocioł podajnikowy o mocy 10 kW), GRO-ECO (z możliwością montażu paleniska awaryjnego: rusztu stalowego), SLIM, MULTI (z dodatkowym paleniskiem zastępczym - ruszt wodny). ZMK SAS

10

wraz z producentem regulatorów - firmą RecalArt - jako jedyny na rynku wprowadził w standardzie do swoich kotłów retortowych (o mocy do 48 kW) - czujnik żaru, który kontroluje proces spalania, mierząc temperaturę bezpośrednio w palenisku. Odczyt z czujnika żaru pozwala na sterowanie dawką paliwa i mocą nadmuchu. Umieszczenie termopary w odpowiednim punkcie retorty daje lepsze efekty niż kontrola procesu spalania jedynie z użyciem czujnika temperatury spalin czy próby

ręcznej regulacji parametrów spalania. W przypadku pojawienia się paliwa o innych parametrach sterownik MultiFun (dodatkowo wyposażony w algorytm PID) automatycznie dokonuje korekty i dostosowuje parametry spalania do aktualnych zmian paleniska.

Spalanie biomasy Wykorzystanie różnych form biomasy (pelety, ziarna zbóż, kukurydza, suche pestki owoców) jako źródła ciepła możliwe jest w kotle AGRO-ECO (17-150 Pytanie do...

Czy kotły na paliwa stałe z ręcznym zasypem mogą spełnić wymagania klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012?

kW). Posiada on dużą komorę paleniskową wyłożoną wkładem ceramicznym, co w połączeniu z zastosowanym rusztem ruchomym i kontrolowanym strumieniem powietrza umożliwia spalanie biomasy różnej jakości, również tej z tendencją do tworzenia w czasie spalania szlaki i dużej ilości popiołu.

Z myślą o klientach poszukujących urządzeń do spalania wyłącznie sprasowanego granulatu drzewnego (peletu) zespół konstrukcyjny SAS opracował modele kotłów podajnikowych: BIO SMART, BIO GRO-ECO, BIO MULTI, BIO SLIM. Zastosowano w nich nowatorski palnik MULTI FLAME, dostępny w zależności od wymagań o mocy cieplnej 10-200 kW. Konstrukcja palnika opracowana w ZMK SAS objęta jest Prawem Ochronnym nr 67681, nadanym przez Urząd Patentowy RP. Dzięki specjalnej budowie układu podawania paliwa wyeliminowano ryzyko cofnięcia ognia do zasobnika opału. Transport paliwa odbywa się za pomocą dwóch ślimaków oddzielonych kanałem przesypowym o zróżnicowanym posuwie transportera górnego i dolnego. Powietrze do procesu spalania doprowadzane wentylatorem trafia do paleniska za pomocą kanału nadmuchowego. Część powietrza dociera pod ruszt paleniska, natomiast pozostała jest tłoczona bezpośrednio do strefy spalania poprzez układ otworów dystrybucji znajdujących się po bokach paleniska.

Strumień powietrza w zależności od stopnia modulacji pracy palnika ustalany jest przez sterownik, który czuwa nad pracą całego kotła. Ruszt paleniska został podzielony na część stałą oraz sekcję ruchomych rusztowin. Cykliczna praca rusztu ruchomego napędzanego za pomocą mechanizmu mimośrodowego umożliwia odprowadzenie z przestrzeni paleniskowej do komory popielnika kotła pozostałości po spalaniu paliwa, w szczególności różnych form spieków bez przerywania procesu spalania. Powstały w procesie spalania powww.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

piół można wykorzystać jako nawóz. Palenisko zostało wykonane w całości ze stali nierdzewnej, co zwiększa żywotność urządzenia. Dodatkowo wkład ceramiczny nad przestrzenią paleniskową zapewnia dopalenie części palnych paliwa. Automatyczne rozpalanie jest standardem w kotłach SAS przeznaczonych do spalania biomasy. Krótki czas rozpalania, niezawodna zapalarka ceramiczna o niewielkim zużyciu energii oraz możliwość pracy kotła w trybie rozpalanie/wygaszanie przynosi efekt ekonomiczny, szczególnie w sezonie letnim (współpraca z zasobnikiem c.w.u.) oraz w budynkach energooszczędnych.

Klasa 5 W oparciu o prace badawcze w laboratorium ZMK SAS powstały najbardziej zaawansowane technologicznie modele kotłów: SOLID, EFEKT oraz BIO SOLID, BIO EFEKT spełniające wymagania klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012 w pełnym jej zakresie. Odświeżona kolorystyka i atrakcyjna obudowa całego kotła idą w parze z bezpieczeństwem, wysoką sprawnością oraz ekologią. Największy na rynku typoszereg mocy 14÷48 kW pozwala optymalnie dobrać kocioł dla potrzeb danej instalacji. W nowej konstrukcji zasobnika paliwa udało się także powiększyć jego pojemność. Niebagatelną rolę dla zachowania optymalnych parametrów spalania i wysokiej sprawności w całym okresie grzewczym odgrywa konieczność utrzymania wymiennika w czystości. Dla ułatwienia dokonywania okresowej konserwacji w konstrukcjach EFEKT i BIO EFEKT zastosowano poziomy układ kaset. Czyszczenie odbywa się w sposób bardzo prosty przez przednie drzwiczki kotła. Dodatkowo modele EFEKT oraz BIO EFEKT dostępne są również w wersji z czopuchem do góry, co ułatwia montaż i eksploatację w małej kotłowni.

Zastosowanie w kotłach SOLID (1448 kW) oraz EFEKT (14-46 kW) specjalnie opracowanej do tego celu wersji retorty obrotowej wyposażonej w czujnik żaru oraz precyzyjne dawkowanie powietrza dają możliwość spalania paliwa (eko-groszek) bez obawy powstawania spieków i wygaszenia paleniska. Komora wymiennika ciepła bezpośrednio nad paleniskiem obłożona jest przegrodami wykonanymi z materiału ceramicznego.

Taka budowa kotła powoduje podniewww.instalator.pl

1 (221), styczeń 2017

sienie temperatury spalania, a przez to zmniejsza emisję szkodliwych pyłów i gazów do atmosfery. Dodatkowo rozbudowany wymiennik ciepła wyposażony został w turbulator, który wymuszając zawirowanie gorących spalin, wpływa na intensywniejszy odbiór ciepła. Spaliny, uderzając o ścianki turbulatora, sprawiają, że pył ulega wytrąceniu i opada na dno kotła. Rozwiązania te umożliwiają rezygnację z dodatkowych urządzeń w postaci elektrofiltrów oraz wpływają na wysoką sprawność i efektywność procesu spalania. Dodatkowo zastosowano zabezpieczenie przed cofaniem płomienia w postaci systemu wyrównywania ciśnienia w koszu zasypowym, który pełni również funkcję osuszania, wentylowania (przeciwdziałanie korozji). W celu ochrony kotła przed przegrzaniem, w przypadku awarii układu sterowania,

czeń. Wykorzystanie sprawdzonej konstrukcji - palnik peletowy MULTI FLAME - pozwoliło uzyskać wysoką sprawność urządzenia (powyżej 90%).

Kocioł BIO SOLID został wpisany na prestiżową listę BAFA, co potwierdza, że urządzenie to spełnia najwyższe wymagania techniczne i energetyczno-emisyjne. Dodatkowo kocioł BIO SOLID o mocy 14 kW spełnia wymagania EcoDesign oraz został wpisany na listę Euro TopTen najbardziej efektywnych energetycznie i ekologicznie kotłów z automatycznym załadunkiem stałym biopaliwem.

Ze względów bezpieczeństwa rozdzielono zasobnik opału od korpusu kotła, zastosowano naturalnie wentylowaną przestrzeń (oddzielne obudowy). W klapie zasobnika zamontowano wyłącznik krańcowy, którego działanie polega na przerwaniu pracy podajnika paliwa oraz wentylatora nadmuchowego w momencie otwarcia pokrywy. W celu zmniejszenia strat ciepła oraz zabezpieczenia przed nadmiernym wzrostem temperatury zewnętrznych powierzchni kotła zastosowano wielowarstwową budowę otworów rewizyjnych z wykorzystaniem stali nierdzewnej oraz materiałów izolacyjnych o niskim współczynniku przewodzenia ciepła. Temperatura powierzchni zewnętrznych urządzenia jest na bezpiecznym poziomie i spełnia kryteria narzucone w normie PN-EN 303-5:2012.

Regulacja i sterowanie

wprowadzono ogranicznik temperatury bezpieczeństwa (STB). Stanowi on mechaniczne zabezpieczenie, które działa na zasadzie styków rozłączanych, odcinając dopływ prądu do wentylatora nadmuchowego i podajnika paliwa w przypadku przekroczenia temperatury granicznej. Ponowne zwarcie jest niemożliwe samoczynnie nawet po obniżeniu poziomu ciepła. Włączenia musi dokonać użytkownik, ręcznie resetując czujnik po obniżeniu temperatury.

W przypadku kotłów BIO SOLID i BIO EFEKT na pelet - zastosowanie na ścianie bocznej wymiennika dodatkowej przegrody wykonanej z ogniotrwałego materiału ceramicznego zwiększa efektywność spalania biomasy i zmniejsza emisję zanieczysz-

Kotły podajnikowe SAS posiadają zaawansowane technologicznie sterowniki z kolorowym wyświetlaczem oraz możliwością bezpłatnej, samodzielnej aktualizacji oprogramowania, pobierając aplikację ze strony producenta. Zastosowany układ sterowania umożliwia modulację mocy kotła w zakresie 30-100%, co jest bardzo istotne w sytuacji zmiennego zapotrzebowania na ciepło. Regulator kotła steruje pracą jego podzespołów, a także całej instalacji grzewczej. W standardzie kotły SAS spełniające wymagania klasy 5 posiadają regulator sterujący pracą instalacji z dwoma obiegami mieszającymi (grzejnikowy/podłogowy) oraz wbudowany moduł ETHERNET do zdalnej kontroli pracy kotła oraz całej instalacji z dowolnego miejsca na świecie.

Michał Łukasik

11

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ring „MI”: kotły na paliwa stałe

kocioł, automatyczny, wymiennik, komora spalania

Rakoczy Stal Kotły niskoemisyjne to obecnie najszybciej rozwijający się segment kotłów na paliwa stałe. Przemiany jakie dokonują się w polskim prawie za sprawą fatalnej jakości polskiego powietrza postawiły przed producentami urządzeń grzewczych bardzo wysoką poprzeczkę.

Europejska norma EN 303-5:2012 wyróżnia trzy klasy kotłów: 3, 4 i najwyższą 5. Jeszcze kilka lat temu większość kotłów na paliwa stałe dostępnych na polskim rynku stanowiły urządzenia bezklasowe, tzn. takie, które nie spełniają wymagań żadnej z powyższych klas. Różnica między kotłem bezklasowym, a kotłem chociażby najniższej klasy jest ogromna, co widać nie tylko w wynikach badań emisji, ale również gołym okiem, bowiem już kotły 3 klasy to urządzenia, które spalają paliwa stałe w sposób bezdymny. Różnica pomiędzy klasami 3, 4 i 5 widoczna jest już tylko w laboratoryjnych

wynikach badań, które oceniają sprawność kotła, ilość emitowanych przez niego pyłów, tlenku węgla i gazowych zanieczyszczeń organicznych.

Wśród najbardziej efektywnych urządzeń najwyższej 5 klasy znajduje się kocioł Cortina Carbo firmy Rakoczy Stal. Jest to automatyczny kocioł na węgiel sortymentu groszek, który wyróżnia się spośród innych unikalną konstrukcją wymiennika i komory spalania, która posiada cylindryczny kształt. Dzięki temu, z powierzchni wymiany ciepła niemal całkowicie wyeliminowane zostały wszelkiego rodzaju kąty, narożniki, wnęki i inne

12

trudno dostępne zakamarki, w których gromadzą się zanieczyszczenia przyspieszające procesy niszczące wymiennik ciepła. Komora ta została dodatkowo wyłożona wysokiej jakości ceramiką żaroodporną, która pomaga dopalić wszystkie związki, co eliminuje efekt odkładania się złogów sadzy (zarastanie wymiennika) w częściach stalowych, ułatwia czyszczenie oraz zapobiega spadkom sprawności w długim okresie eksploatacji.

Emisja szkodliwych substancji w kotle Cortina Carbo została ograniczona aż o 96% w porównaniu do tradycyjnych kotłów węglowych i pieców kaflowych, a sprawność cieplna kotła przekracza 92%, co czyni go urządzeniem nie tylko ekologicznym, ale i wyjątkowo oszczędnym.

W tym roku model Cortina Carbo zostanie poszerzony o kolejne moce, a do rodziny kotłów Cortina dołączy także zupełnie nowy model.

Cortina Pellet, bo o nim tutaj mowa to automatyczny kocioł na pellety, który posiada szereg innowacyjnych, Pytanie do...

Jakie są zalety zastosowania cylindrycznego kształtu wymmienika i komory spalania w kotłach na paliwa stałe?

unikalnych rozwiązań konstrukcyjnych. Podobnie jak model Carbo kocioł posiada cylindryczną komorę spalania z ceramicznym wkładem. To co jednak najbardziej wyróżnia Cortinę Pellet spośród innych kotłów pelletowych to bardzo efektywne spalanie każdego rodzaju pelletu dostępnego na rynku.

Opatentowana konstrukcja palnika z automatycznym mechanizmem czyszczącym i unikalny system kontroli spalania oparty na optycznych czujnikach poziomu gwarantują, że nawet w przypadku tworzenia się spieków ze słabej jakości pelletu, ruszt palnika zostanie dokładnie oczyszczony, a pellet efektywnie spalony. Zapewnia to bezawaryjną pracę, bardzo wysoką sprawność kotła (do 93%) oraz emisję zgodną z najbardziej restrykcyjnymi normami spalin. Cortina Pellet spełnia najwyższą 5 klasę normy EN 303-5:2012 oraz wymagania unijnej dyrektywy ErP w sprawie Ekoprojektu (Ecodesign), która zacznie obowiązywać w naszym kraju w 2020 roku.

Rozwiązania konstrukcyjne zastosowane w kotłach Cortina zostały wielokrotnie docenione i nagrodzone przez polskie i międzynarodowe gremia. Kocioł Cortina Carbo zdobył „Złoty Medal Targów” na międzynarodowych targach branży grzewczej Aquatherm Warsaw 2016, tytuł „Najbardziej Innowacyjny Produkt Targów” na międzynarodowych targach Warmia-Mazury EXPO 2016, tytuł „Nasze Dobre Podkarpackie 2016”, statuetkę „Najlepszy Produkt Wystawy” na XVI Eko Wystawie „Ciepło Przyjazne Środowisku” oraz drugie miejsce w międzynarodowym konkursie rozwiązań antysmogowych Smogathon 2016 w Krakowie.

Krzysztof Sobiecki www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Zapytano mnie - mogą zapytać i Ciebie. Można skorzystać!

Odpowiadam, bo wypada...

Szanowna Redakcjo!

W artykule „Okresowa kontrola stanu technicznego instalacji gazowej. Kurek na przeglądzie” („Magazyn Instalatora” 4/2014 r. - przyp. red.) autorka, pani Anna Omilianowicz napisała: „(...) druga interpretacja - wystarczy, aby osoba wykonująca przegląd instalacji gazowej miała ważne uprawnienia energetyczne gazowe w zakresie dozoru (tutaj pozwolę sobie przypomnieć Państwu, że uprawnienia te ważne są przez okres 5 lat od daty wydania)”.

W związku z tym mam pytanie: czy osoba posiadająca ważne uprawnienia (oraz oczywiście doświadczenie, wiedzę i odpowiedni sprzęt) do wykonywania pracy na stanowisku dozoru w zakresie obsługi i konserwacji dla urządzeń, instalacji i sieci - w grupie 3 - może wykonać przegląd instalacji gazowej? Czy potrzebne są pełne uprawnienia, tj.: obsługi, konserwacji, remontów, montażu i (a może tylko i przede wszystkim) kontrolno-pomiarowe? imię i nazwisko do wiadomości redakcji Szanowna Redakcjo!

Jakie uprawnienia są wymagane, żeby móc wykonywać przeglądy instalacji gazowej na propan butan w budynkach mieszkalnych (kontrola okresowa, uprawnienia...)? imię i nazwisko do wiadomości redakcji Szanowni Państwo!

Jeżeli chodzi o Państwa pytania, to o tym, kto może wykonywać przegląd instalacji gazowej, mówi Ustawa Prawo Budowlane w art. 62. Ponieważ stwierdzenie tam zawarte jest nieprecyzyjne, Główny Urząd Nadzoru Budowlanego wydał interpretację tego przepisu (zamieszczoną na stronie internetowej urzędu) i zgodnie z nią przeglądu może dokonywać osoba posiadająca uprawnienia energetyczne gr. 3 (gazowe) w zakresie dozoru; nie musi ona posiadać uprawnień budowlanych (rodzaj gazu nie ma znaczenia).

Kontrolę stanu technicznego instalacji elektrycznych, piorunochronnych www.instalator.pl

i gazowych mogą przeprowadzać zarówno osoby posiadające uprawnienia budowlane w odpowiedniej specjalności, jak również osoby mające kwalifikacje wymagane przy wykonywaniu dozoru nad eksploatacją urządzeń, instalacji oraz sieci energetycznych i gazowych, tzn. świadectwa kwalifikacyjne wymagane przy wykonywaniu dozoru nad eksploatacją urządzeń, instalacji oraz sieci energetycznych i gazowych, o których mowa w § 5 ust.

1 pkt 2 rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 kwietnia 2003 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (Dz. U. nr 89, poz. 828 z późn. zm.).

Do przeprowadzania takich kontroli upoważnione są więc osoby posiadające uprawnienia budowlane w specjalności instalacyjnej, jak i osoby posiadające kwalifikacje wynikające z przepisów o dozorze technicznym i energetyce - w tym przypadku bez znaczenia jest fakt posiadania lub nieposiadania przez nie uprawnień budowlanych.

Z poważaniem Anna Omilianowicz Szanowna Redakcjo!

Mam pytanie, czy można metodą TIG wykonać napawanie żeliwnego detalu, konkretnie korpusu? imię i nazwisko do wiadomości redakcji Szanowny Panie!

Oczywiście możliwe jest zastosowanie metody TIG do spawania odlewów żeliwnych. Pamiętajmy, że łuk elektryczny lub płomień spalanego gazu (w przypadku spawania gazowego) są tylko źródłami ciepła niezbędnymi do nadtopienia krawędzi materiału podstawowego i stopienia spoiwa. Przy wyborze metody spawania musimy jednak pamiętać o kilku rzeczach. Mianowicie

podczas spawania żeliwa metodą „na zimno” stosujemy materiał dodatkowy o odmiennym składzie chemicznym od żeliwa. Bardzo dobre rezultaty daje zastosowanie jako spoiwa czystego niklu lub stopów wysokoniklowych. Dobre rezultaty daje również zastosowanie spoiwa miedzianego lub monelowego (stop miedzi z niklem). Niestety są to spoiwa drogie i dostępne przeważnie w postaci prętów idealnych do spawania metodą TIG. Ostatecznie można zastosować spoiwo o składzie chemicznym zbliżonym do składu chemicznego stali wysokostopowej nierdzewnej, również łatwo dostępne w postaci elektrod otulonych drutów elektrodowych do spawania metodą MAG itd. (np. spoiwo typu 18-8-6 - 18% chromu, 9% niklu, 6% manganu). Niestety niebezpieczeństwo powstania pęknięć już w trakcie spawania z użyciem spoiw stalowych jest bardzo duże. Podczas spawania żeliwa na gorąco stosujemy spoiwa żeliwne i tutaj niczego innego nie możemy wykorzystać. Spoiwa żeliwne występują w postaci prętów, które możemy topić podczas spawania zarówno łukiem elektrycznym metody TIG, jak i płomieniem tlenowo-acetylenowym. Podczas spawania żeliwa na gorąco zastosowanie metody TIG jest jednak o tyle niewygodne, że odlew jest nagrzany do temperatury ok. 700°C, a więc trzymając przeważnie niewielkich rozmiarów uchwyt TIG, jesteśmy narażeni na częste dotykanie ręką samego odlewu.

Dlatego też, ucinając dyskusję dotyczącą tego, czy metoda TIG jest dobra do spawania żeliwa, odpowiadam: do spawania żeliwa na zimno jest to metoda jak najbardziej odpowiednia, a do spawania żeliwa na gorąco - ze względu na możliwość poparzenia, przepalenia przewodu itd. - już nie bardzo. Dużo korzystniej do spawania żeliwa na gorąco zastosować spawanie gazowe lub spawanie elektrodą otuloną żeliwną. dr inż. Maciej Różański

13

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Sterowanie c.o. (3)

Regulatory pokojowe Dodatkowym wyposażeniem kotłów centralnego ogrzewania do sterowania ich pracą na rzecz obiegów grzewczych są termostaty pokojowe i regulatory pokojowe. Urządzenia te, w porównaniu do termostatów kotła, mają za zadanie optymalizować pracę kotłów c.o. zarówno pod względem kosztów eksploatacji, jak i komfortu cieplnego, a także wygody użytkowników.

Zasadnicza różnica pomiędzy sterowaniem kotła c.o. termostatem kotła i termostatem pokojowym polega na tym, że termostat kotła zapewnia stałą temperaturę czynnika grzewczego na zasilaniu kotła w zakresie tzw. histerezy („Termostaty kotłów gazowych”, „Magazyn Instalatora” 11/2016 - przyp. red.) przez 24 godziny na dobę przy danej nastawie, niezależnie od temperatury pomieszczeń, która przy tym sposobie regulacji może się wahać, a termostat pokojowy zapewnia stałą, żądaną temperaturę w ogrzewanych pomieszczeniach i przyczynia się do optymalnego (oszczędnego) zużywania paliwa na ogrzewanie.

Funkcje podstawowe Regulator pokojowy ma znacznie więcej funkcji. Jest przeznaczony do sterowania jednym obiegiem grzewczym, ale występują wersje regulatorów, które mogą regulować pracę kotła - z obiegiem grzejnikowym albo z obiegiem podłogowym. Ten ostatni wymaga podłączenia do regulatora czujnika temperatury obiegu podłogowego. Czujnik musi mieć odpowiednie parametry techniczne. Regulatory pokojowe występują w wersjach przewodowych i bezprzewodowych (fot.).

Funkcje dodatkowe Dodatkowymi funkcjami regulatora pokojowego poza tymi, jakimi charakteryzuje się termostat pokojowy, są m.in.:

14

l l

tryb pracy ciągłej, obniżenie nocne temperatury pomieszczenia, l programy ogrzewania; dzienny lub tygodniowy, l program ogrzewania urlopowego, l program zabezpieczenia przeciwzamrożeniowego, l chwilowe zmiany programu ogrzewania, l sterowanie obiegiem podłogowym, l program przygotowania ciepłej wody użytkowej, l program pompy cyrkulacyjnej c.w.u.

W trybie pracy ciągłej regulator pokojowy kontaktuje się z kotłem, co kilkadziesiąt sekund przekazując informację o temperaturze pomieszczenia. Regulator pokojowy, przewodowy jest podłączony do kotła trzema przewodami elektrycznymi. Trzeci przewód służy do przekazywania temperatury pomieszczenia do kotła.

Wykorzystanie informacji Te informacje kocioł wykorzystuje dwojako: Fot. Regulator pokojowy, bezprzewodowy (z arch. Euroster).

l

moduluje, tzn. automatycznie zmniejsza swoją moc grzewczą, gdy temperatura pomieszczenia jest bliska żądanej lub ją przekroczyła, oraz zwiększa moc, gdy temperatura jest niższa od żądanej. Temperaturowe pole działania regulatora wynosi najczęściej ±1,0°C, a zakres zmiany mocy kotła obejmuje od minimum do maksimum. l wyłącza kocioł, gdy temperatura pomieszczenia ustabilizuje się na żądanym poziomie, w granicach ustalonej fabrycznie tolerancji, rzędu ułamka stopnia Celsjusza.

Uproszczony przebieg temperatury pomieszczenia i pracy kotła ze zmienną mocą w trybie regulacji ciągłej termostatu pokojowego pokazano na wykresie.

Modulacja kotła jest cechą kotłów wiszących, atmosferycznych i z zamkniętą komorą spalania, a także wszystkich kotłów kondensacyjnych.

Polega na automatycznym dopasowaniu mocy kotła do aktualnych potrzeb grzewczych. Dzięki modulacji kotły mogą zmieniać swoją moc w granicach nawet od 20% do maksymalnej mocy.

W trybie pracy ciągłej nie następuje wyłączenie kotła z chwilą osiągnięcia żądanej temperatury, lecz kocioł zmniejsza moc. Jest to okres, w którym występuje chwilowe przegrzanie pomieszczenia. Zmniejszenie mocy powoduje spadek temperatury pomieszczenia aż do dolnej granicy tolerancji, po czym kocioł zwiększa moc ale do niższej wartości niż przy poprzednim wzroście temperatury. W ten sposób wahania temperatury pomieszczenia zmniejszają się i kocioł zostaje wyłączony, gdy mieszczą się one w granicach dokładności regulacji temperatury.

Przebieg temperatury pomieszczenia w okresie rozgrzewania i jej ustalenie się na żądanym poziomie będzie również zależeć od maksymalnej mocy kotła, z jaką pracuje na centralne ogrzewanie. W przypadku zbyt dużej www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

mocy, tzw. przewymiarowania kotła, co ma często miejsce, będą większe wahania temperatury pomieszczenia i dłużej będzie trwał proces jej stabilizacji. Dlatego należy zwrócić uwagę na ustawienie odpowiedniej mocy maksymalnej kotła na c.o. Jest to szczególnie ważne w przypadku kotłów dwufunkcyjnych, które charakteryzują się dużą mocą ze względu na podgrzewanie ciepłej wody użytkowej, ale są fabrycznie wyposażone w regulację (obniżenie) mocy maksymalnej na c.o. Jest to zadanie dla instalatora i serwisanta kotłów c.o.

Zalety i wady Ten sposób regulacji może budzić pewne zastrzeżenia użytkownika z powodu występujących przegrzewów pomieszczenia, z powodu dalszej pracy kotła pomimo osiągnięcia temperatury pomieszczenia i z racji zwiększonego zużycia paliwa. Jest on zaprojektowany z myślą o użytkownikach ceniących sobie bardziej komfort cieplny niż koszty ogrzewania.

Ogromną zaletą regulatorów pokojowych jest możliwość korzystania z programów ogrzewania. Chodzi głównie o utrzymanie odpowiedniej, żądanej temperatury pomieszczeń podczas obecności domowników i o automatyczne jej zmniejszanie w takich okresach jak noc czy nieobecność domowników (urlop itp.). Regulatory mają zwykle wprowadzone programy fabrycznie, jak też możliwe jest wprowadzenie indywidualnych programów ogrzewania. Poza programami na c.o. umożliwiają one również zaprogramowanie pracy kotła na ciepłą wodę użytkową oraz programy pracy pompy cyrkulacyjnej.

1 (221), styczeń 2017

Wykres. Regulacja w trybie ciągłym. Przebieg temperatury pomieszczenia dla żądanej temperatury 20°C i charakter pracy palnika.

Dyscyplina przy regulacji W informacjach marketingowych spotyka się często bardzo optymistyczne zachęty do kupna regulatorów pokojowych i innych. Takie „sztandarowe” stwierdzenie mówi, że poprzez zastosowanie regulatora można zmniejszyć zużycie paliwa nawet o 30%. Owszem, można zaoszczędzić i

po to m.in. te regulatory się stosuje, ale nie aż tyle. Zaoszczędzenie 10% paliwa można już nazwać dużym sukcesem. Wymaga to zawsze pewnej dyscypliny w użytkowaniu ogrzewania.

Występują jednak i takie przypadki, że po zastosowaniu regulatora pokojowego czy też pogodowego zuży-

Wyniki internetowej sondy: listopad

cie paliwa wzrasta. Przyczyna leży głównie po stronie użytkownika, który uwierzył w te iluzoryczne 30% oszczędności na paliwie, o jakich przeczytał w reklamie i dedukuje: „Skoro daje to takie duże oszczędności, to zwiększę sobie temperaturę pomieszczeń za te same pieniądze co poprzednio”. Zamiast więc zalecanych ustawień fabrycznych: 20°C w dzień i 15°C w nocy i podczas urlopów, ustawia odpowiednio 24 i 19°C. Podniesienie temperatury pomieszczeń o 4°C powoduje wzrost zużycia gazu o 24%. Przy takich zmianach ustawienia będzie wyraźny wzrost zużycia paliwa i kosztów ogrzewania mimo zastosowania regulatora pokojowego.

Wzrost zużycia paliwa będzie również widoczny w przypadku ustawienia zbyt dużej różnicy temperatur dziennej i nocnej, powyżej 5°C. Zbytnie wychłodzenia pomieszczeń w okresie nocnym czy urlopu spowoduje konieczność ponownego i kosztownego rozgrzewania budynku. dr inż. Jan Siedlaczek

Pompy ciepła

(głosowanie na najpopularniejszy wśród internautów tekst ringowy zamieszczony w „Magazynie Instalatora“ XI/2016) Jeśli nie walczysz sam na ringu, pomóż zwyciężyć innym.

Wejdź na www.instalator.pl www.instalator.pl

15

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Armatura do odpowietrzania

Niechciane powietrze Powietrze znajdujące się w instalacji wbrew pozorom może stanowić bardzo duży problem i stać się przyczyną poważnych awarii i dodatkowych kosztów.

16

Oprócz gazów wchodzących w skład powietrza, czyli: tlenu, azotu, argonu i dwutlenku węgla, w systemie grzewczym możemy również znaleźć te, które powstały w wyniku korozji lub reakcji chemicznych, np. metan, wodór i siarkowodór.

Powietrze do instalacji może przedostać się kilkoma drogami i występować w różnych postaciach.

Nieusunięte do końca podczas napełniania występuje w postaci wolnych pęcherzy, które w niektórych przypadkach całkowicie blokują przepływ wody, tworząc tzw. korki gazowe. Drugą często spotykaną postacią są mikropęcherze powstałe w wyniku zmian temperatury i ciśnienia w instalacji, jak również dostarczone wraz z wodą podczas procesu napełniania. Trzecią postać stanowią rozpuszczone gazy, które naturalnie znajdują się w wodzie. W sprzyjających warunkach (spadek ciśnienia lub wzrost temperatury) przekształcają się w mikropęcherze.

Przedostawanie się powietrza do instalacji może nastąpić poprzez zjawisko dyfuzji (przenikania) przez ścianki rur, głównie z tworzyw sztucznych niezawierających warstwy antydyfuzyjnej. Niestety zdarzają się instalacje centralnego ogrzewania wykonane z nieodpowiedniej rury, gdzie zjawisko dyfuzji zbiera swoje żniwo i powietrze w sposób ciągły przedostaje się do czynnika grzewczego, utrudniając działanie wszystkich składowych systemu.

Odpowiada to niekiedy sytuacji, jakbyśmy co jakiś czas wymieniali w instalacji wodę na świeżą.

Bardzo często winą za uszkodzony wymiennik w kotle, niedziałającą pompę, słabo grzejący grzejnik lub zimną podłogę obarcza się wadliwe urządzenia lub ich producentów.

Przyczyna z reguły okazuje się zupełnie inna i jest dość prozaiczna.

Pozwolę sobie przytoczyć kilka przykładów z życia wziętych, które na pierwszy rzut oka mogą wskazywać na wady produktu, a finalnie okazuje się, że winne jest powietrze.

Na pewno część z nas miała do czynienia z grzejnikiem do połowy zimnym lub wydobywającym się z niego dźwiękiem przypominającym przelewanie się małego strumienia wody. Można w pierwszej chwili winić za to producenta grzejnika, zaworu termostatycznego lub głowicy.

Jest to jednak nic innego jak powietrze, które zlokalizowało się w przestrzeni grzejnika i uniemożliwia swobodną cyrkulację wody, a tym samym odpowiedni przekaz energii.

Kolejny przykład to niedziałające ogrzewanie podłogowe. Tym razem podejrzenia skierowane są z reguły na przepływomierz, rozdzielacz, źle dobraną pompę lub inną część instalacji. Jest to jednak typowy objaw tzw. korka (zatoru) gazowego, całkowicie uniemożliwiającego przepływ wody w pętli podłogowej.

Wszelkiego typu bulgotania i szumy, które niekiedy słyszalne są w przewodach instalacyjnych, także może powodować powietrze. Stosunko-

Fot. 1. Odpowietrznik ręczny (z arch. Ottone).

Fot. 2. Odpowietrznik automatyczny z zaworem stopowym (z arch. Ottone).

Rys. 1. Separator powietrza (z arch. Spirotech).

Zapowietrzona instalacja

www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

wo często winę za głośną pracę pompy zrzuca się na producenta, a powodem są gazy wytrącające się na łopatkach wirnika. Dodatkowo taka sytuacja w pompach z mokrym wirnikiem uniemożliwia odpowiednie smarowanie, co prowadzi do uszkodzenia łożysk.

Bardzo groźnym zjawiskiem, jakie występuje w instalacji, jest kawitacja. Ma ona destrukcyjny wpływ zarówno na pompy, jak również na inne elementy systemu: zawory, zasuwy itp. Występuje w kanałach przepływowych pomp oraz armatury znajdującej się w instalacji. Związana jest z miejscowym spadkiem ciśnienia przepływającej cieczy, poniżej wartości krytycznej. Prowadzi to do wytworzenia się mikropęcherzy pary i innych gazów, które rosną, a następnie zanikają w strefie wyższego ciśnienia (tzw. implozja). Towarzyszy temu miejscowy wzrost ciśnienia nawet do kilkuset megapascali.

Powoduje to niszczenie ścianek urządzeń w miejscach, gdzie następuje implozja pęcherzyka. Jest to oddziaływanie mechaniczne prowadzące do powstawania dziur i wżerów, a w efekcie całkowitej awarii produktu.

Kolejnym bardzo poważnym skutkiem oddziaływania powietrza znajdującego się w instalacji jest korozja.

Tlen w kontakcie z żelazem tworzy magnetyt (tzw. „czarny muł”): tlen (O2) + żelazo (Fe) = magnetyt (Fe3O4).

Jeżeli w instalacji nadal występuje tlen, magnetyt przekształca się w hematyt, czyli potocznie rdzę: tlen (O2) + magnetyt (Fe3O4) = hematyt (Fe2O3).

W większości przypadków negatywne działanie powietrza to proces długotrwały i niejednokrotnie przekraczający okresy gwarancyjne urządzeń. Stąd też bardzo ważne jest odpowiednie zabezpieczenie instalacji już na samym początku działania. Stosunkowo niskie koszty urządzeń odpowietrzających pozwolą nam na uniknięcie bardzo drogich wymian: pompy, wymiennika kotła, grzejnika itp.

Co na to prawo?

Norma PN-91/B-02420 mówi, że instalacje centralnego ogrzewania i instalacje chłodzące pracujące w www.instalator.pl

1 (221), styczeń 2017

układzie zamkniętym powinny być wyposażone w urządzenia usuwające powietrze z czynnika grzewczego w trakcie napełniania instalacji, jak również w trakcie normalnej pracy. Powietrze może być usuwane przy pomocy odpowietrzników ręcznych (fot. 1) lub automatycznych (fot. 2).

Norma PN-91/B-02420 zaleca stosowanie odpowietrzników automatycznych szczególnie w systemach c.o. z rozdziałem dolnym i pompą na zasilaniu. Odpowietrzniki montujemy w miejscach, gdzie powietrza może zbierać się najwięcej: okolice kotła (podwyższona temperatura), końcówki pionów (spadek ciśnienia), grzejniki oraz w miejscach, gdzie samoistne usunięcie gazów jest utrudnione (tzw. syfony). Ważne, żeby każdy odpowietrznik automatyczny posiadał zawór stopowy umożliwiający jego wymianę lub sprawdzenie bez konieczności spuszczania wody z instalacji.

Metody usuwania powietrza Aby wyeliminować powietrze z instalacji, często nie wystarczy zastosowanie zwykłych odpowietrzników ręcznych lub automatycznych, które bardzo dobrze sprawdzają się w mniejszych systemach. Są one bowiem w stanie skutecznie usunąć jedynie większe pęcherze zebrane w komorze odpowietrznika. Coraz częściej, w większych instalacjach lub w instalacjach, gdzie występują Rys. 2. Podciśnieniowy separator powietrza (z arch. Spirotech).

gwałtowne skoki temperatur, jak np. instalacje solarne, instalacje wykorzystujące kominek z płaszczem wodnym, stosuje się separatory powietrza. Wyłapują one mikropęcherze znajdujące się w przepływającym przez urządzenie strumieniu wody (rys. 1). Montowane są w miejscach podwyższonej temperatury, gdzie najczęściej powietrze wytrąca się w postaci mikropęcherzy, np. na zasilaniu, tuż za kominkiem.

Tego typu rozwiązanie eliminuje dużą część gazów już na starcie, zapobiegając rozprzestrzenianiu się go po całej instalacji. Podobną funkcję posiada sprzęgło hydrauliczne wyposażone w specjalny wkład z siatki wyłapującej mikropęcherze.

Pamiętamy, że powietrze (mieszanina gazów) będzie wytrącać się wszędzie tam, gdzie następuje wzrost temperatury (efekt szybko podgrzewanej wody) oraz tam, gdzie nastąpi spadek ciśnienia (efekt otwieranej butelki z gazowanym napojem). Co jednak z gazami rozpuszczonymi w wodzie? Na rynku dostępne są specjalne separatory podciśnieniowe (rys. 2), które poprzez swoją konstrukcję celowo stwarzają warunki do wydzielania się mikropęcherzy rozpuszczonych gazów.

Dzięki temu nawet powietrze w tej postaci będzie skutecznie usuwane.

Poprzez stosowanie takich urządzeń doprowadzimy do tego, że woda w instalacji stanie się nienasycona (gazowo), a co za tym idzie - będzie łatwo pochłaniać powietrze zgromadzone w innej części systemu. Dzięki temu w sposób centralny jesteśmy w stanie oczyścić cały układ grzewczy.

Podsumowanie Podsumowując, stosunkowo banalny problem zapowietrzonego systemu może wywołać bardzo poważne skutki. Warto się więc zastanowić na etapie wykonywania instalacji nad wydaniem kilkudziesięciu złotych więcej na odpowiednie zabezpieczenie po to, by zaoszczędzić sobie w przyszłości wydatków rzędu kilkuset złotych. Łukasz Biernacki

17

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Kotły na paliwa stałe w indywidualnych gospodarstwach domowych

Czyste ciepło Kolejny sezon grzewczy trwa i znów czytamy oraz słyszymy w mediach, że powietrze jest zanieczyszczone przez urządzenia grzewcze - piece, kotły c.o. na paliwa stałe, węgiel, drewno.

Minął już rok od znowelizowania ustawy Prawo Ochrony Środowiska w odniesieniu do art. 96 (tzw. Ustawy antysmogowej). Daje ona możliwość podejmowania decyzji przez jednostkę samorządu terytorialnego - sejmik województwa - która ograniczy eksploatację lub wręcz ją zakaże przy instalacji „złego” spalania paliw. Brzmienie tej nowelizacji jest następujące: „Art. 96. Punkt 1.

Sejmik województwa może, w drodze uchwały, w celu zapobieżenia negatywnemu oddziaływaniu na zdrowie ludzi lub na środowisko, wprowadzić ograniczenia lub zakazy w zakresie eksploatacji instalacji, w których następuje spalanie paliw”.

Dalsze zapisy art. 96 szczegółowo określają sposób i zakres przygotowania takiej uchwały.

Województwa południowej Polski - małopolskie, śląskie - pracują nad odpowiednimi zapisami uchwał, w których określają wymagania, jakie muszą być spełnione przez nowo instalowane kotły małej mocy, jakim wymaganiom będą musiały sprostać aktualnie eksploatowane instalacje spalania w najbliższych latach. Przykładem daleko zaawansowanych prac jest Projekt Zarządu woj. małopolskiego Uchwały Sejmiku Województwa Małopolskiego z 2017 r. (szczegóły na http://powietrze.malopolska.pl/antysmogowa/).

Zakłada on dopuszczenie do eksploatacji kotłów na paliwa stałe speł-

18

niających tzw. wymagania ekoprojektu, określone w Rozporządzeniu Komisji (UE) 2015/1189 z dnia 28 kwietnia 2015 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla kotłów na paliwo stałe. Wprowadza on także zakaz stosowania w tych instalacjach spalania paliw, „w których

udział masowy węgla kamiennego lub węgla brunatnego o uziarnieniu 0-1 mm wynosi powyżej 5%, oraz „paliw zawierających biomasę o wilgotności powyżej 20%”.

Kotły na paliwa stałe - kopalne (węglowe) i stałe biopaliwa (biomasa drzewną) - spełniające wymagania ekoprojektu określone ww. Rozporządzeniem KE UE są dostępne na rynku.

Wykazały to rezultaty zrealizowanej w 2016 r. edycji konkursu „TOPTEN

Kotły grzewcze na paliwa stałe”, której wyniki są dostępne na następujących witrynach: www.topten.info.pl, www.pie.pl, www.fewe.pl.

Wykazały to rezultaty zrealizowanej w 2016 r. edycji konkursu „TOPTEN Kotły grzewcze na paliwa stałe”, której wyniki osiąganych wartości sezonowej efektywności ogrzewania oraz wartości sezonowych emisji CO, OGC,.

NOx i TSP, zgodnie z Rozporządzeniem Komisji (UE) 2015/1189, są dostępne na następujących witrynach: www.topten.info.pl, www.pie.pl, www.fewe.pl. Wartości emisji sezonowych zanieczyszczeń w przypadku kotłów z automatycznym podawaniem stałego biopaliwa zawierały się w zakresie odpowiednio: l CO: 152 ÷ 422, l OGC: 7 ÷ 17, l NOx: 139 ÷ 199, l TSP 23 ÷ 37.

Natomiast w przypadku węglowych kotłów z automatycznym podawaniem paliwa kształtowały się one następująco: l CO: 114 ÷ 381, l OGC: 1 ÷ 14, l NOx 154 ÷ 273, l TSP: 23 ÷ 30.

Wartości oszacowanych średnich emisji sezonowych CO, OG, NOx i TSP ilustruje rys. 1.

Bogatszą ofertę branży kotłowej stanowią kotły spełniające wymagania klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012, które są zgłaszane w ramach trwającego ww. konkursu. Zakres wartości emisji zanieczyszczeń w przypadku kotłów z automatycznym podawaniem stałego paliwa, spełniających wymagania klasy 5 ww. normy był różny dla kotłów węglowych i kotłów na stałe biopaliwa (tabela). Wartości www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

oszacowanych średnich emisji CO, OG i TSP ilustruje rysunek 2.

Prawo a jakość paliwa Niestety zasadniczą barierą efektywnego wykorzystania ww. uchwały, a także dotrzymania wysokich parametrów energetycznych i emisyjnych kotłów w trakcie eksploatacji, może być brak ogólnokrajowych uregulowań prawnych dotyczących jakości paliw stałych, zwłaszcza wegla, stosowanych w indywidualnych gospodarstwach domowych sektora komunalnobytowego, jak i systemu kontroli i nadzoru nad rynkiem paliw stałych w nich stosowanych.

Paliwo stałe stosowane do wykonania badań energetycznych i emisyjnych kotła, zgodnie z PN-EN 303-5:2012, powinno być rynkowej jakości (zgodnie z deklaracją producenta kotła), winno spełniać wymagania określone w tabeli 7 ww. normy.

Zgodnie z normą węgiel bitumiczny (kamienny) powinien charakteryzować się następującymi parametrami: l Wr 11% (zawartość wilgoci, stan roboczy); l zawartość popiołu i wartość opałowa w stanie suchym, odpowiednio: Ad - 2÷7%; Qd > 28 MJ/kg, l uziarnienie, rozmiar ziarna zgodnie z instrukcją producenta kotła, przy czym udział podziarna (istotny dla emisji pyłu) oraz nadziarna (istotne dla emisji pyłu i prawidłowej pracy instalacji spalania) nie może przekraczać 5% mas. Nasuwa się wiec pytanie, czy na rynku węgla dla indywidualnych gospodarstw domowych nie powinny być dostępne certyfikowane sortymenty węgla (kwalifikowane paliwa węglowe), które zapewnią dotrzymanie wysokich parametrów energetycznych i emisyjnych kotłów, deklarowanych certyfikatami, w trakcie ich eksploatacji? Do tego niezbędne, a wręcz konieczne, jest wprowadzenie odpowiednich uregulowań prawwww.instalator.pl

nych dotyczących jakości paliw stałych dla instalacji spalania małej mocy na poziomie ogólnokrajowym.

Czyste ciepło Wytwarzanie czystszego ciepła z paliw stałych w warunkach eksploatacji w gospodarstwie domowym wymaga stosowania odpowiedniego urządzenia grzewczego - kotła, pieca spełniającego wymagania techniki spalania typu BAT, określonej wymaganiami rozporządzenia ekoprojekt, normy PN-EN

303-5:2012 oraz czystszych, kwalifikowanych paliw stałych.

Należy jeszcze raz podkreślić, że to nie paliwa są odpowiedzialne za wysokie emisje zanieczyszczeń, zwłaszcza toksycznych substancji, ale technologie ich spalania, a dla skutecznego ograniczenia emisji źródła spalania w gospodarstwach domowych należy traktować integralnie instalacje spalania, w których kocioł, komin i paliwo muszą być od-

powiednio dobrane (K. Kubica, „Czyste ciepło z paliw stałych dla sektora komunalno-bytowego - techniczne i pozatechniczne działania w aspekcie tzw. ustawy antysmogowej oraz KPOP”, konferencja „Paliwa stałe w programach PONE w świetle tzw. Ustawy antysmogowej”, Polska Izba Ekologii, Katowice, 28 stycznia 2016 r.).

Uwaga na komin Niewłaściwie dobrany system odprowadzenia spalin jest przyczyną złego funkcjonowania całej instalacji spalania, co skutkuje zanieczyszczeniem układu spalinowego sadzą i substancjami smolistymi, a to z kolei ma wpływ na zwiększoną emisję zanieczyszczeń oraz zagrożenie dla zdrowia, powstawanie pożarów, a także zagrożenie zatruciem tlenkiem węgla (czadem), a nawet utratą życia. Instalacje kominowe stanowią ważny element instalacji spalania.

Instalacje spalania oraz stosowane przez użytkownika paliwa winny podlegać systemowi kontroli ich stanu z wykorzystaniem służb kominiarskich, na wzór Austrii i Niemiec. Warunkiem uzyskiwania „czystej energii z paliw stałych“ w instalacjach małej mocy jest odpowiednie współdziałanie trzech jej elementów: paliwa, urządzenia wytwarzającego ciepło - kotła, pieca oraz instalacji odprowadzania spalin. dr inż. Krystyna Kubica, Polska Izba Ekologii

19

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Problemy ze spalaniem, czyli eko-groszek w kanale nawiewowym

Stalowy palnik Jak powszechnie wiadomo, do prawidłowego realizowania procesu spalania paliwa na palenisku retortowym oprócz dobrej jakości paliwa potrzebna jest m.in. odpowiednia ilość doprowadzonego powietrza, a także jego właściwe ukierunkowanie i rozmieszczenie.

Na wstępie chciałbym podkreślić, że omówione poniżej zagadnienie/awaria nie jest w żadnym stopniu spowodowane konstrukcją palnika retortowego, a tylko i wyłącznie niedopatrzeniem użytkownika. Zniszczenie poszczególnych podzespołów nie stanowi podstawy do jakichkolwiek roszczeń reklamacyjnych.

Różnorodność palników Przeglądając oferty producentów palników retortowych można zaobserwować, że różnią się między sobą technologią wykonania (odlewy żeliwne czy spawane ze stali), kształtem (co widać na pierwszy rzut oka - palenisko w kształcie kwadratu, prostokąta, okręgu czy prostokąta z zaokrąglonymi narożami), systemem napowietrzania, czyli rozmieszczeniem, kształtem (okrągłe, prostokątne powstałe przez nacięcie dyszy za pomocą piły, wypalane plazmą oraz inne łączące wymienione) i ilością otworów nawiewowych w dyszy palnika.

Dostarczanie powietrza

lewem będącą częścią „rury” podającej tylko od górnej jej powierzchni.

W palnikach retortowych spajanych sytuacja wygląda trochę inaczej. Powietrze wtłaczane jest do komory nawiewowej, zazwyczaj nie ma tutaj wydzielonego kanału jak w rozwiązaniu odlewanym, co wymusiłoby skomplikowanie budowy, a tym samym zwiększenie kosztów wytworzenia.

Czynnik roboczy ma zatem kontakt z pozostałymi elementami układu, a mianowicie rurą podajnika i gardzielą palnika, by w końcu dotrzeć do swojego docelowego miejsca - otworów w dyszy nawiewowej.

Każde z powyższych rozwiązań ma swoje wady i zalety, ale nie to będzie tematem rozważań, tym bardziej że wielu dealerów, instalatorów czy użytkowników posiada wypracowane i sprawdzone konstrukcje, które polecają, ponieważ według nich są najlepsze.

Problem z dopalaniem W materiale chciałbym wspomnieć o spawanej konstrukcji palnika wykonanego ze stali. Aby nie skupiać uwagi szanownego czytelnika na konkretnym rozwiązaniu i producencie, problem przedstawię bez zdjęcia korpusu retorty i widoku paleniska.

W zależności od konstrukcji palników retortowych mogą się różnić także np. systemem napowietrzania czy rozmieszczeniem kanałów, którymi czynnik roboczy przemieszcza się od wentylatora do miejsca spalania.

W palnikach retortowych żeliwnych kanał nawiewowy najczęściej znajduje się powyżej układu podającego i wprowadza powietrze bezpośrednio do dyszy palnika.

Fot. 1. Rura podajnikowa i ślimak.

Powietrze ma kontakt z od-

20

W omawianym przypadku pojawił się problem z właściwym dopalaniem eko-groszku. Początkowo były to małe niedopalone ilości, wpadające do popielnika, a później coraz większe. W końcu awaria wentylatora skłoniła właściciela kotła do zatrzymania pracy urządzenia grzewczego i zainteresowania się problemem.

Po zdemontowaniu nadmuchu z miejsca przyłączeniowego zaczął się wsypywać eko-groszek. Również w jego wnętrzu było kilka ziaren rozkruszonego paliwa, które mogły być przyczyną uszkodzenia silnika.

Jak do tego doszło?

Pojawiły się pytania. Jak do tego doszło? W jaki sposób trafiło tam paliwo?

Przecież nie ma możliwości, by w tak dużej ilości przemieściły się od strony paleniska. Jednakże przy spalaniu sypkich paliw istnieje możliwość, aby przez otwory napowietrzające przedostały się niewielkie drobiny (paliwa lub popiołu) z okolicy paleniska do komory nawiewowej. Stanowią one jednak marginalne ilości niemające żadnego wpływu na skuteczność napowietrzania paleniska - do ich usunięcia służą wyczystki.

Demontaż Podjęto decyzję o wyciągnięciu całego palnika z kotła i wzięto go na warsztat do analizy. Zdemontowano motoreduktor, wyjęto ślimak, a następnie odkręcono rurę podajnika, wszystko wyszło na jaw. Był tam otwór (fot. 1.).

Oględziny ujawniły, że ścianka rury została pocieniona, miejscami była jak żyletka. Wada materiału czy zużycie - wytarcie tego konkretnego miejsca? Przyczyną powstania otworu było cofnięcie się żaru o około 400 www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

mm (mierząc od osi pajeśli chodzi o ślimak, leniska). Nastąpiło jak i rurę podajnika) szybkie utlenianie stalub zamontowania użyli i przepalenie matewanych podzespołów. riału. Wokół widoczne Sprostowanie: tego są warstwy odpadajątypu uszkodzenia cych tlenków. Otwór (zmiany koloru matejest nieregularny z poriału, odchodzące warstrzępionymi krawęstwy tlenków, zniedziami i ma wymiary kształcenie ślimaka w (mierzone w najszertakiej samej odległoszych miejscach) 92 x ści) świadczą tylko i 44 mm (fot. 2). wyłącznie o pracy elePodczas rozmowy z mentów w podwyższoklientem okazało się, nej temperaturze - baże kilka miesięcy wczedania metalograficzne śniej nastąpiło cofnięcie przeprowadzono na żaru (przez źle nastaprzykładowym odFot. 2. W okolicy otworu widać zmianę koloru i łuszczące wione parametry prakształceniu tego typu i się, odpadające warstwy tlenków, które świadczą o oddziacy) i został wówczas opisano w [2]. ływaniu wysokiej temperatury, a także zniekształcenie rury. zniszczony ślimak (o Na fotografii 3 pokaprzyczynach cofnięcia zano inny przypadek się żaru i zniszczeniu przepalonej rury podajślimaka podającego panika. Kształt otworu (wyliwo była mowa w nr miar w najszerszych 4/2015 „Magazynu Inmiejscach 83 x 47mm), a stalatora” w artykule pt. także krawędzie mate„Zniszczenie ślimaka riału mogą wskazywać, kotła retortowego”) [1]. że paliwo było wypychaPrzedstawione zdjęcie ne przez dłuższy czas. potwierdziło wersję Podsumowując, paklienta. Otwór w rurze rametry pracy kotła reFot. 3. Rura podajnikowa z przepaloną ścianką. tortowego są niezwykle podajnikowej znajduje istotną kwestią, jeśli się w miejscu uszkodzenia elementu podającego (po- uważył spore ilości niedopalonego pa- chodzi o bezszkodową pracę układu. marańczowa przerywana linia). liwa, stwierdził, że nie miał czasu i Okazuje się, że cofnięcie żaru w stroUżytkownik zaobserwował, że od zostawia to bez komentarza. Za to po- nę zasobnika może rodzić dodatkopewnego czasu paliwo nie było do- jawiły się stwierdzenia użytkownika we koszty związane z koniecznością wymiany ślimaka lub - tak jak w palane, najpierw po jednej, a potem i obwinianie, że: z dwóch stron paleniska, czego przy- l niemożliwe jest cofnięcie żaru na omawianych przypadkach - również czyną była zbyt mała ilość powietrza taką odległość w stronę zbiornika. rury podajnika. Dlatego ważne, aby Sprostowanie: jest to możliwe i naj- nie „przesadzać” z regulacją i co japotrzebnego do spalenia.

Praca układu podającego powo- częściej spowodowane zmianą kie- kiś czas zejść do kotłowni, otworzyć dowała powolne wpychanie paliwa do runku spalania wynikającą z bardzo drzwiczki z widokiem na palenisko komory nawiewowej, a następnie da- słabego ciągu kominowego (np. za- i zobaczyć, jak układa się paliwo lej w okolice gardzieli palnika, co pchany przelot) w połączeniu z po- („kopczyk”), a być może uda się zastopniowo utrudniało przemieszcza- zostawioną otwartą klapą zasobnika; pobiec awarii w myśl złotej zasady: nie się powietrza do otworów na- l to nie jest efekt oddziaływania wy- „ustaw, ale sprawdź”. wiewowych. Zapewne część czynni- sokiej temperatury, lecz zastosowaPaweł Wilk ka roboczego mogła przedostawać się nia wadliwego materiału (zarówno bezpośrednio przez poLiteratura: [1] Urzynicok J., Wilk P., wstały otwór do wnę„Zniszczenie ślimaka kotła trza rury podajnikowej i retortowego”, „Magazyn Indalej do miejsca spalastalatora”, nr 4/2015.

[2] Słania J., Golański D., nia, lecz w związku z Wilk P., „Awaria palnika rebrakiem ukierunkowatortowego stosowanego w nia dopływu nie sprzykotłach c.o. Analiza przyczyn zniszczenia układu pojało to spalaniu. dającego - badania i technoNa pytanie, dlaczego logia naprawy”, „Przegląd Fot. 4.

Zbliżenie otworu.

Z prawej widoczne wywinięcie kraużytkownik nie reagoSpawalnictwa”, Agenda wywędzi na zewnątrz rury podajnika. dawnicza SIMP, nr 6/2015. wał wcześniej, gdy zawww.instalator.pl

21

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Spawanie rur w instalacjach przydomowych

Złącze na okrągło Wykonywanie połączeń spawanych elementów rurowych należy do najtrudniejszych i wymaga ponadpodstawowych umiejętności samego spawacza, szczególnie gdy połączenie spawane musi być wykonane w miejscu trudno dostępnym bez możliwości obrotu spawanych rur.

Z problematyką łączenia, w tym spawania rur, spotykamy się praktycznie zawsze podczas wykonywania lub remontów najprzeróżniejszych instalacji w budynkach użyteczności publicznej lub domowych.

I o ile coraz częściej stosujemy różnego rodzaju elementy złączne, to w wielu przypadkach procesu spawania czy lutowania nie możemy zastąpić żadnym innym. Wykonywanie połączeń spawanych elementów rurowych należy do najtrudniejszych i wymaga ponadpodstawowych umiejętności samego spawacza, szczególnie gdy połączenie spawane musi być wykonane w miejscu trudno dostępnym bez możliwości obrotu spawanych rur. Podczas wykonywania takiej spoiny na nieruchomych rurach w pozycji poziomej - na obwodzie rur występują prawie wszystkie znane pozycje spawania, od najłatwiejszej, czyli podolnej, po pozycję przymusową, np. sufitową. W przypadku spawania rur ustawionych w pozycji pionowej na całym obwodzie występuje pozycja naścienna, również wymagająca od spawacza ponadpodstawowych umiejętności.

Jeśli chodzi o wybór metody spawania, to oczywiście jest ona zależna od sprzętu, jakim dysponujemy,

22

gatunku materiału, z którego wykonane są rury, oraz naszych umiejętności. Spośród znanych metod spawania do wykonywania połączeń spawanych rur wykorzystuje się spawanie gazowe, spawanie metodą TIG, MAG oraz spawanie elektrodami otulonymi.

pienie krawędzi materiału spawanego.

Zastosowanie spawania gazowego to spawanie rur ze stali niestopowej, mosiądzu i miedzi. Możliwe jest również spawanie elementów aluminiowych, ale jakość takich połączeń jest z definicji mierna. Wady spawania gazowego to przede wszystkim wymagane bardzo duże doświadczenie spawacza, niska jakość spoin nawet przy niewielkich uchybieniach spawacza oraz bardzo mała wydajność spawania. Spawanie gazowe ma jedną zasadniczą zaletę czyniącą tę metodę spawania niezastępowalną. Mianowicie umożliwia spawanie w trudno dostępnych miejscach, w których wykonanie spoiny inną metodą jest niemożliwe (rys).

Metoda TIG W niniejszym artykule dokonamy porównania poszczególnych ww. metod spawania oraz zwrócimy uwagę na kilka podstawowych rzeczy, o których trzeba pamiętać podczas spawania rur.

Spawanie gazowe Spawanie gazowe jest jedną z najstarszych stosowanych do dziś metod spawania. Polega ona na stopieniu brzegów łączonych metali za pomocą ciepła płomienia spalanego gazu, przeważnie acetylenu, w atmosferze dostarczanego tlenu. Proces spawania może być prowadzony przy użyciu spoiwa lub bez jego dodatku, mowa wówczas o spawaniu poprzez zato-

Spawania metodą TIG to metoda, w której połączenie o fizycznej ciągłości uzyskuje się dzięki nadtopieniu krawędzi materiału podstawowego za pomocą ciepła łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą elektrodą wolframową a materiałem podstawowym. Proces spawania odbywa się wyłączenie w osłonie gazu neutralnego (Ar, He, Ar+He) i prowadzony jest podobnie jak w przypadku spawania gazowego z dodatkiem lub bez dodatku spoiwa. Przebieg procesu spawania metodą TIG przedstawiono na rysunku. Zastosowanie metody TIG to przede wszystkim wysokojakościowe spawanie wszystkich stosowanych w technice materiałów metalowych, w tym aluminium i jego stopów, stali wysokostopowych, stali niestopowych, mosiądzu, miedzi itp. Znaczącą wadę metody stanowi bardzo duży wpływ umiejętności spawacza na ostateczną jakość połączenia spawanego. Jest to proces manualnie trudny. Inną niewątpliwie wadą jest mała wydajność spawania. Za pomocą tej metody możemy wykonać nie więcej niż 10 cm www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

spoiny w przeciągu minuty. Natomiast niewątpliwą zaletą jest bardzo wysoka jakość połączenia i ich estetyka pod warunkiem wysokich umiejętności spawacza. Metoda TIG uznawana jest za „najczystszą” spośród łukowych metod spawania. Metoda TIG jest predystynowana do spawania elementów rurowych, szczególnie wykonanych z wysokostopowej stali nierdzewnej.

Metoda MIG/MAG W metodzie MIG/MAG trwałe połączenia uzyskuje się dzięki nadtopieniu krawędzi materiału podstawowego za pomocą ciepła łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy materiałem podstawowym a topliwym drutem elektrodowym podawanym w sposób ciągły do obszaru spawania. Zastosowanie metody to spawanie elementów stalowych, jak i metali nieżelaznych. Podstawową zaletą metody jest duża wydajność spawania (w ciągu jednej minuty można wykonać ok. 30 cm spoiny) oraz łatwość realizacji procesu. Ostateczna jakość połączenia spawanego nie jest w tym wypadku aż tak zależna od umiejętności spawacza. Mówiąc o wadach metody, należy wymienić przede wszystkim trudności podczas spawania elementów cienkościennych, w których łatwo o przepalenia oraz trudności w podawaniu drutu do uchwytu spawalniczego w przypadku spawania elementów z aluminium czy jego stopów.

Spawanie elektrodami otulonymi polega na nadtopieniu krawędzi materiału spawanego za pomocą ciepła łuku jarzącego się pomiędzy rdzeniem elektrody otulonej, stanowiącego zarazem spoiwo, i materiałem podstawowym. Proces odbywa się w osłonie gazu powstającego podczas termicznego rozkładu otuliny elektrody.

Metoda ta znajduje zastosowanie do spawania materiałów takich jak: stale niestopowe i wysokostopowe, żeliwo, miedź, aluminium itp.

Podstawową zaletą spawania elektrodą otuloną jest prostota i niski koszt stanowiska spawalniczego (źródło prądu i przewody) oraz mniejszy wpływ wietrznych warunków pogodowych na stabilność osłony jeziorka ciekłego metalu, niż ma to miejsce np. podczas spawania metodami www.instalator.pl

MIG/MAG i TIG w warunkach polowych.

Wady spawania elektrodą otuloną to stosunkowo nieduża wydajność samego procesu, w wielu przypadkach potrzeba dokładnego suszenia elektrod otulonych i duży wpływ umiejętności, zdolności manualnych i percepcji spawacza na jakość spoiny.

Co poza tym?

Oprócz wyboru metody, którą będziemy spawali elementy rurowe, bezwzględnie musimy prawidłowo przygotować materiał podstawowy do spawania. Sprawą oczywistą jest, że metal przed spawaniem musi być metalicznie czysty, tzn. z jego powierzchni musi zostać usunięta rdza, zabrudzenia, stara farba, tłuszcze etc. Gdy już uda nam się usunąć niepożądane zanieczyszczenia, krawędzie muszą być odpowiednio ukosowane. Ukosowanie prowadzone jest w celu uzyskania przetopienia materiału na całej jego grubości. W

archiwalnych numerach „Magazynu Instalatora” opisana została budowa poprawnie wykonanego połączenia spawanego. W zależności od zastosowanej metody spawania będziemy różnie ukosować krawędzie. W tabeli, zgodnie z normą PN-EN ISO 9692-1, przedstawiono sposób przygotowania krawędzi materiału podstawowego dla omówionych wyżej metod spawania.

O doborze spoiwa oraz dodatkowych trudnościach przy spawaniu różnych gatunków materiałów opowiem w następnym numerze.

Maciej Różański Rys. Przykłady zastosowania spawania gazowego z lustrem (a) i z wycięciem otworu roboczego w zabudowanym przewodzie rurowym (b).

Fot. Spawanie metodą TIG połączenia rurowego.

Tabela. Sposoby przygotowania krawędzi materiału podstawowego dla różnych metod spawania.

23

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Laboratoria badawcze wykorzystania energii słonecznej

Na szkolenie marsz...

Każdą instalację hydrauliczną musi wykonać instalator posiadający wykształcenie zawodowe. Jednakże instalację wykorzystującą energię odnawialną musi wykonać technik solarny, specjalista od OZE. Wiedzę wykonawczą i projektową można już zdobywać w specjalistycznych ośrodkach na terenie Polski.

Działalność na rzecz Odnawialnych Źródeł Energii w Gdańsku zainicjował nieżyjący dr Brunon Grochal, który specjalizował się w pompach ciepła. Był on zwolennikiem wykorzystania taniej energii. Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego w Gdańsku, gdzie pracował dr B. Grochal, zyskał olbrzymiego sprzymierzeńca w działaniach na rzecz OZE, jakim był prezydent Legionowa i Rada Miasta. W 2015 roku otworzono Centrum Badawcze „Konwersja Energii i Źródła Odnawialne”. Osobą prowadzącą placówkę jest prof. Jan Kiciński.

Warto zaznaczyć, że pierwsze Centrum Energii Odnawialnej powstało w 1994 r. na terenie Stałej Wystawy Budownictwa w Warszawie jako EKO-PAN. Niestety nieuregulowane sprawy własnościowe doprowadziły ten obiekt do całkowitej likwidacji. Instytut Podstawowych Problemów Techniki zmienił też swój profil, odchodząc od zagadnień budownictwa, w tym budownictwa energooszczędnego. Osobiście uważam to za pewnego rodzaju błąd.

Stworzone Centrum Badawcze ma służyć rozwijaniu nowatorskich technologii. Na budowę przeznaczono 42 mln. zł i uważam, że pieniądze spożytkowano bardzo rozsądnie. Wybudowano wiele stanowisk badawczych, takich jak stanowiska badania: l minifarm fotowoltaicznych, l indywidualnych ogniw PV,

24

l wież obrotowych 3- płaszczyznowych z ogniwami PV, l siłowni wiatrowych, l kolektorów słonecznych płaskich, l kolektorów słonecznych termosyfonowych, l kolektorów słonecznych hybrydowych i złożonych, l pomp ciepła powietrze-powietrze, l pomp ciepła powietrze-woda, l pomp ciepła powietrze-powietrze, l kotłów na biomasę, l i innych.

Warto zaznaczyć, że zgodnie z funkcją Instytutu Maszyn Przepływowych zagadnienia hydrauliki instalacyjnej są priorytetem w tym działaniu. Jednakże kumulacja energii, optymalizacja procesu wykorzystania energii odnawialnej i wytworzenie układów biwalentnych są czymś wysublimowanym w sferze badawczej. Można jednoznacznie stwierdzić, że jest to właściwa forma projektowania i kontrolowania systemów biwalentnych, które w strefie klimatu umiarkowanego są koniecznością. Należy wyraźnie podkreślić,

że sam dobór urządzeń nie jest prostą sprawą, a zaprojektowanie takiego układu stawia duże wyzwania.

Jednakże samo wykonanie instalacji hydraulicznej w powiązaniu z układem konstrukcyjnym instalacji słonecznej wymusza na wykonawcy posiadanie wiedzy wielotematycznej.

Podnoszenie wiedzy zawodowej jest obecnie o wiele łatwiejsze niż pod koniec lat 90. Nie było wtedy żadnych szkół profilowanych, a na studiach z dużą ostrożnością wprowadzano dopiero zagadnienia nowych technologii z zakresu energetyki słonecznej. Zmiana, jaka nastąpiła po 2015 r., odnosi się przede wszystkim do wyspecjalizowanej grupy inżynierskiej, która bazując na doświadczeniu, ma możliwość poznania zasady przepływu cieczy w instalacjach hydraulicznych wykorzystujących odnawialne źródła energii.

Parking z PV W laboratorium, o którym wspomniałem na początku, największe zainteresowanie wzbudza pozornie zwykłe miejsce parkingowe, które jest zadaszone ogniwami PV. Konstrukcja dachu pełni zatem dwie funkcje: osłonowe i energetyczne.

Miejsca postojowe dla samochodów w ilości 2 * 14 * 2 stworzono w układzie dwóch zestawów energetycznych. Zainstalowane ogniwa PV w ilości 12 * 25 = 300 szt. * 225 pW mogą wytworzyć max. 67 500 pW. Ogniwa są ustawione statycznie, bez możliwości zamiany kąta nachylenia, ani też bez funkcji obrotowej, z przyjętym kątem nachylenia na zysk energii głównie w okresie wiosennoletnim. Nie oznacza to braku przetwarzania energii w okresie zimowym. Do www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

podparcia konstrukcji dachu użyto 9 zestawów stalowych podpór przypominających układ wiązarowy. Nieopodal, na skraju terenu badawczego, zainstalowano wieżę obrotową PV w układzie X-Y-Z, tj. trzypłaszczyznową, wyposażoną w zestaw baterii ogniw 6 * 6 paneli * 250 pW = 9000 pW wytwarzanej maksymalnej energii prądu stałego. Od strony południowej widok jest bardziej ciekawy, bowiem widoczne są na pierwszym planie dwie baterie ogniw PV w układzie obrotowym (prostokątna) oraz w układzie stacjonarnym (okrągła), poprzedzone siłownią wiatrową. W głębi widoczne są budynki laboratorium, zaś z lewej strony parking z dachem solarnym - PV. Na dachu laboratorium widoczne są instalacje słoneczne oraz siłownie z wirnikami pionowymi.

Zakres doboru siłowni z ogniwami nie jest przypadkowy. Z uwagi na specyficzną strefę umiarkowaną, jaka panuje na terenie Polski, wykorzystanie samej energii słonecznej za pomocą ogniw jest niewystarczające do zapewnienia ciągłego zasilania obiektów lub urządzeń elektroenergetycznych. Wspomaganie instalacji PV energią pochodzącą z siłowni wiatrowych daje możliwość pokrycia zapotrzebowania na energię w ilości ok. 90%.

Z uwagi na różne rodzaje form konstrukcji nośnych, z jakimi mogą spotkać się przyszli inżynierowie, wskazano podłoże okrągłe, wykonane z blachy trapezowej z zastosowanym rusztem montażowym. Moc takiego układu wynosi ok. 5000 pW. Konstrukcja budynku laboratorium ma kształt heliostatyczny, wykorzystujący maksymalną ilość energii w układzie dobowym, poprzez zaokrągloną konstrukcję ścian od strony południowej. Dodatkowo jest ona odpowiednio nachylona, aby absorbować maksymalną dawkę energii promieniowania słonecznego w ukławww.instalator.pl

1 (221), styczeń 2017

dzie pasywnym. Do tego celu zastosowano specjalny układ przeszklenia fasady budynku. Na tarasie piętra jako bariery osłonowe - wmontowano ogniwa fotowoltaiczne, które pracują w układzie pionowym.

Wielowariantowe rozwiązania Na terenie obiektu badawczego umieszczono kilka rodzajów wymienników gruntowych dla pomp ciepła (pionowe i poziome).

Uzyskana energia jest przesyłana do centralnego systemu zbiorczego, gdzie w dowolny sposób może być wykorzystana w układzie biwalentnym.

Warto wskazać, że właśnie w takich badaniach studenci mogą się nauczyć optymalizacji budowy układów instalacji OZE z wykorzystaniem kilku rodzajów urządzeń do ich przetwarzania.

Sercem pracy takiego zestawu jest zawsze kotłownia z wymiennikami ciepła, zbiornikami do kumulowania energii oraz wytwarzania ciepłej wody użytkowej, a także system centralnego ogrzewania. Dobór układów, odbiorników i systemów instalacyjnych jest dopasowany do pracy modułowej, z funkcją wybiórczą dla wskazanego systemu. Można tworzyć pojedyncze obwody grzewcze, z różnymi źródłami, lub wielokrotne systemy biwalentne pracujące w układzie szeregowym lub równoległym.

Wielowariantowy układ instalacyjny jest odpowiednio opomiarowany u źródła, na przesyle, jak też na końcach punktów odbiorczych. Dobierając układy grzewcze, zazwyczaj kierowaliśmy się do tej pory jedynie zapotrzebowaniem teoretycznym, bez uwzględnienia odzysku ciepła z konstrukcji budynku i samych użytkowników. W tym wypadku przyszli inżynierowie mają sposobność doboru wielowariantowego.

Warto też zwrócić uwagę na fakt, że inżynierowie studiujący zagadnienie przepływu płynów w instalacjach grzewczych z wykorzystaniem OZE będą mieli również do czynienia z zagadnieniami typowej budowy oraz budowli budynków pasywnych. Takie podejście do szkoleń i nauki nowego zawodu jest wyjątkowe w skali kraju.

Czas pokaże, czy wyszkoleni inżynierowie staną się wyjątkowymi specjalistami, wydatnie wspierającymi nową dziedzinę gospodarki kraju, jaką jest energetyka odnawialna. dr Zbigniew Tomasz Grzegorzewski

25

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ogrzewania płaszczyznowe od A do Z

Bezpieczny grzejnik W poprzednim artykule poświęconym ogrzewaniu płaszczyznowemu opisano jeden z najprostszych systemów redukcji temperatury czynnika grzewczego oparty o głowicę termostatyczną z czujnikiem przylgowym, zawór trójdrogowy rozdzielający, wyłącznik zabezpieczający, pompę obiegową oraz zawór zwrotny. Opisano w nim termostatyczny układ regulacji temperatury wody zasilającej grzejniki płaszczyznowe, który stanowił jednocześnie zabezpieczenie tych grzejników przed przegrzaniem.

Niniejszy artykuł poświęcony będzie podobnemu układowi regulacji temperatury i zabezpieczeniu grzejnika przed przegrzaniem z zastosowaniem zaworu trójdrogowego mieszającego, lecz zabudowanego na zasilaniu (rys.). Jest to system termostatyczny, ponieważ temperatura wyjściowa tM jest stała, zaś jej wartość zależy od nastawy na głowicy termostatycznej (1). Zasada działania układu do obniżania temperatury zasilania ogrzewania płaszczyznowego polega także na wykorzystaniu zjawiska mieszania dwóch strumieni czynnika grzewczego o różnych temperaturach tZ i tP, w wyniku czego uzyskuje się czynnik o temperaturze pośredniej tM. Elementem regulacyjnym jest głowica termostatyczna z czujnikiem przylgowym i kapilarą.

temperaturach (tP, tZ) zależy od proporcji tych strumieni. Wypływający z zaworu trójdrogowego czynnik grzewczy o obniżonej temperaturze tM przepływa przez pompę obiegową (4), zawór zwrotny (5) oraz przez rurę, do której jest przytwierdzony czujnik przylgowy CZ głowicy termostatycznej (1). Czujnik przylgowy CZ połączony jest z głowicą termostatyczną (1) za pomocą giętkiej kapilary, która przenosi informację o temperaturze rury w miejscu przyłożenia czujnika CZ. W zależności od temperatury mierzonej przez czujnik CZ głowica termostatyczna przymyka lub otwiera zawór termostatyczny.

Gdy temperatura czynnika grzewczego jest zgodna z temperaturą zadaną na pokrętle głowicy termostatycznej, wówczas stopień otwarcia za-

Jak to działa?

Analogicznie jak poprzednio czynnik grzewczy o wysokiej temperaturze tZ (pochodzący ze źródła ciepła) przepływa do zaworu trójdrogowego (2) i ulega mieszaniu z czynnikiem wychłodzonym o temperaturze tP, powracającym z grzejnika płaszczyznowego. W tym przypadku zawór trójdrogowy mieszający jest jednocześnie węzłem mieszającym WM. Wartość temperatury czynnika grzewczego wychodzącego z zaworu trójdrogowego (2), po zmieszaniu się dwóch strumieni wody o różnych

26

Fot. Termostatyczny zawór trójdrogowy mieszający [1].

woru trójdrogowego (2) się nie zmienia. W przypadku, gdy temperatura czynnika w punkcie CZ jest wyższa od temperatury zadanej na pokrętle głowicy termostatycznej, głowica termostatyczna przymyka zawór (2), aż do osiągnięcia temperatury w punkcie CZ zgodnej z temperaturą zadaną na głowicy termostatycznej.

Przymknięcie zaworu trójdrogowego oznacza zmniejszenie przepływu czynnika o temperaturze tZ (przez tzw. przelot) do węzła mieszającego WM (zaworu mieszającego, 2), z jednoczesnym zwiększeniem strumienia czynnika o temperaturze tP dopływającego do węzła mieszającego WM (przez obejście). Większy udział czynnika o niższej temperaturze w punkcie WM powoduje obniżenie temperatury tM. Gdy temperatura czynnika w punkcie CZ jest niższa od temperatury zadanej na pokrętle głowicy termostatycznej, wówczas głowica termostatyczna otwiera zawór (2) aż do osiągnięcia temperatury w punkcie CZ zgodnej z temperaturą zadaną na głowicy termostatycznej. Otwarcie zaworu trójdrogowego powoduje zwiększenie strumienia czynnika o temperaturze tZ dopływającego do punktu WM, przy jednoczesnym ograniczeniu dopływu czynnika o niższej temperaturze tP przez obejście (tzw. bypass). Większy udział czynnika o wyższej temperaturze tZ dopływającego do punktu WM powoduje podniesienie temperatury tM czynnika wypływającego z węzła WM do grzejnika płaszczyznowego. Temperatura czynnika grzewczego zasilającego grzejnik płaszczyznowy zależy od proporcji mieszania się strumieni. Im większy jest udział czynnika grzewczego z powrotu grzejnika o niskiej temperaturze tP, tym temperatura wypadkowa (po zmieszaniu się strumieni) jest niższa. W granicznym przypadku temperatura czynnika w www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Rys. Termostatyczny system regulacji temperatury z zaworem trójdrogowym na zasilaniu: 1 - głowica termostatyczna z czujnikiem przylgowym, 2 - zawór trójdrogowy mieszający, 3 - wyłącznik zabezpieczający, 4 - pompa obiegowa, 5 - zawór zwrotny. punkcie WM jest równa temperaturze czynnika powracającego z grzejnika powierzchniowego o niskiej temperaturze tP. Sytuacja taka ma miejsce, gdy zawór trójdrogowy (2) zostanie zupełnie zamknięty i cały strumień czynnika powracającego z grzejnika jest zawracany obejściem przez pompę obiegową (4) na zasilanie grzejnika płaszczyznowego.

Całkowite zamknięcie zaworu trójdrogowego (2) może nastąpić, gdy temperatura źródła tZ jest znacząco wyższa od temperatury zadanej na głowicy termostatycznej lub gdy temperatura zadana na głowicy termostatycznej (1) jest bliska temperaturze pomieszczenia, w której zabudowany jest grzejnik powierzchniowy. Jest to forma ochrony grzejnika przed przegrzaniem. Drugim skrajnym przypadkiem jest sytuacja, gdy zawór trójdrogowy (2) jest całkowi-

www.instalator.pl

cie otwarty. Wówczas temperatura czynnika tM za węzłem mieszającym WM jest równa temperaturze zasilania tZ. Taka sytuacja może mieć miejsce, gdy temperatura zasilania tZ jest równa temperaturze zadanej na pokrętle głowicy termostatycznej lub mniejsza od niej. Powyższy przypadek stanowi zasadniczą różnicę w działaniu układu regulacji temperatury z zastosowaniem zaworu termostatycznego trójdrogowego w stosunku do układu mieszającego z zastosowaniem zaworu termostatycznego przelotowego. Widok trójdrogowego, termostatycznego zaworu mieszającego pokazano na fotografii.

Zalety zaworów trójdrogowych W przypadku układu mieszającego z zastosowaniem zaworu termo-

statycznego przelotowego - temperatura za węzłem mieszającym tM jest zawsze niższa niż temperatura zasilania tZ (tM < tZ). Analogiczna sytuacja ma miejsce, gdy zastosujemy zawór trójdrogowy z niepełnym zamknięciem obejścia, np. zawory stosowane w instalacjach jednorurowych. Termostatyczne układy regulacji temperatury zasilania i zabezpieczeń przed przegrzaniem grzejników płaszczyznowych, oparte na termostatycznych zaworach trójdrogowych mieszających, są analogiczne do układów opartych na termostatycznych zaworach trójdrogowych rozdzielających. Zasadnicza różnica polega na lokalizacji zaworu trójdrogowego. Ważnym aspektem praktycznym przemawiającym za zaworami trójdrogowymi mieszającymi zabudowanymi na zasilaniu jest ich większy asortyment, w szczególności w zakresie dużych współczynników kVS, oraz możliwość pracy przy wyższych różnicach ciśnienia.

Przedmiotem następnego artykułu będzie przykład doboru komponentów w zależności od łącznej mocy cieplnej grzejników zasilanych przez węzeł z termostatycznym systemem regulacji temperatury z zaworem trójdrogowym na zasilaniu.

Grzegorz Ojczyk Literatura [1] Materiały firmowe HERZ Armatura i Systemy Grzewcze sp. z o.o.

27

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Ścienne grzejniki płaszczyznowe o suchej konstrukcji (1)

Grzanie w ścianie Czy ścienne grzejniki płaszczyznowe mogą być porównywalne pod względem wydajności cieplnej w stosunku do innych typów ogrzewania płaszczyznowego, w tym podłogowego?

Tematykę ogrzewania ściennego opisuje wiele badań, a przepisy normowe ujmują ją zarówno w literaturze polskiej, jak i światowej. Wynika z nich, że wraz z wprowadzaniem nowych materiałów i technologii niektóre grzejniki płaszczyznowe o lekkiej konstrukcji wciąż nie są przebadane, a do obliczania ich wydajności cieplnej potrzebne są eksperymenty, gdyż brakuje uwarunkowań normowych. Lekkie grzejniki płaszczyznowe ze względu na swoją konstrukcję posiadają dużą wydajność cieplną i mogą być powszechnie stosowane w urządzeniach wykorzystujących odnawialne źródła energii, a to ma wpływ na oszczędności ekonomiczne oraz poprawę ochrony środowiska.

Okazuje się, że ścienne grzejniki płaszczyznowe mogą mieć podobne, a nawet lepsze wartości współczynnika przenikania ciepła - zarówno dla ogrzewania, dochodzące do 10,5 [W/(m2 * K)], jak i chłodzenia - niż te opisane w normie PN- EN 1264-5. To w oczywisty sposób ma wpływ na obliczenia projektowe.

Zależnie od sposobu umieszczenia rur grzejnych najpopularniejsza w Polsce norma PN-EN 1264 wyróżnia cztery rodzaje konstrukcji grzejników płaszczyznowych (A, B, C i D), a standardy europejskie siedem typów (A-G). Klasyfikacja ta

28

dotyczy rozwiązań podłogowych, ściennych oraz sufitowych: A - rury grzejne umieszczone nad izolacją termiczną w warstwie jastrychu lub tynku, które są wykonane metodą mokrą w postaci zaprawy cementowej lub gipsowej; B - rury grzejne umieszczone w górnej części izolacji termicznej lub w pustce powietrznej, zakryte jastrychem w postaci mokrej lub suchej z płyt cementowych lub gipsowych; C - rury grzejne umieszczone nad izolacją termiczną w warstwie jastrychu wyrównawczego, nad którym występuje warstwa oddzielająca oraz kolejny jastrych; D - przylegające do siebie kanały wodne o dużej powierzchni wymiany ciepła wykonane z paneli tworzywa sztucznego małej grubości i umieszczone nad izolacją termiczną zakryte jastrychem lub płytą; E - rury grzejne ułożone w warstwie konstrukcyjnej stropu; F - rury grzejne o małej średnicy, połączone równolegle kolektorami zasilającym i powrotnym o układzie poprzecznym względem rurek; G - rury grzejne zamontowane pod konstrukcją drewnianą między legarami w jastrychu betonowym lub w konstrukcji profilowanych blach stalowych/aluminiowych.

Przy czym ułożenie lub brak izolacji termicznej na ścianach i sufitach jest uzależnione od uwarunkowań projektowych.

Na świecie istnieje znacznie więcej rozwiązań dotyczących konstrukcji ogrzewania i chłodzenia płaszczyznowego, tzw. lekkich. Konstrukcje lekkie różnią się od tradycyjnych tym, że są zbudowane z materiałów o stosunkowo niskiej przewodności cieplnej (drewniane i inne podobne), w których dystrybucja ciepła jest wspomagana przez materiał dobrze przewodzący ciepło w postaci metalowych blach lub lameli, wykonywanych najczęściej ze stali ocynkowanej bądź aluminium. W takiej sytuacji można zredukować grubość płyt prefabrykowanych. Należy jednocześnie pamiętać o obniżeniu temperatury wody zasilającej, ponieważ warstwa dobrze przewodząca ciepło nie tylko wyrównuje rozkład temperatury na powierzchni podłogi, ale również zwiększa wydajność cieplną grzejnika powierzchniowego i powoduje wzrost jego temperatury (Strzeszewski M., 2006).

Powyżej podana norma nie ma zastosowania do rozwiązań lekkich, a jej uzupełnieniem jest NORDTest Metoda VVS127 skierowana do systemów lekkich w układzie poziomym.

Może być ona używana również przy projektowaniu elektrycznego ogrzewania podłogowego. Pozostałe rozwiązania konstrukcyjne ogrzewania płaszczyznowego bez zastosowania płyt lub lameli przewodzących mogą być projektowane tylko poprzez badania eksperymentalne. Metoda VVS127 nie może być stosowana przy projektowaniu ogrzewania podłogowego pokrytego jastrychami betonowymi. Specyficzne rozwiązania lekkich konstrukcji można dodatkowo połączyć z pomiarami opisanymi w aneksie A do metody VVS127 w celu zwiększenia dokładności obliczeń. W przypadku ułożenia systemu lekkiego bezpowww.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

średnio na gruncie należy stosować grubość izolacji termicznej zgodnie z minimalnymi wymogami normowymi z PN- EN 1264.

Standardowy układ konstrukcyjny podłogi lekkiej składa się z: l warstwy izolacji termicznej i akustycznej, l warstwy ochronnej izolacji, l płyt lub rur grzejnych, l warstwy nośnej i przewodzącej ciepło, l posadzki.

Powyższy układ warstw może nieznacznie różnić się zależnie od systemu.

Charakterystyka Systemy ściennego ogrzewania/chłodzenia są instalowane najczęściej wtedy, gdy system podłogowy ma zbyt niską wydajność cieplną, przy pracach modernizacyjnych w już istniejących budynkach lub tam, gdzie nie jest możliwa zmiana konstrukcji podłogi.

Gdy połączymy płaszczyznowe ogrzewanie podłogowe ze ściennym, uzyskujemy bardzo dużą wydajność cieplną i tym sposobem możemy ogrzewać duże pomieszczenia. Tak samo tego typu mieszane ogrzewanie idealnie nadaje się do pomieszczeń małych o dużej zabudowie podłogi i potrzebie większej mocy cieplnej, np. WC, łazienki. Gdy montujemy grzejniki na wewnętrznych ścianach bez izolacji termicznej, ważne jest, aby pomieszczenia sąsiednie miały podobne wymagania grzejne, a w przypadku montażu na ścianach zewnętrznych musimy się upewnić, że struktura tych ścian jest zgodna z wymogami norm PN-EN 15377, PN-EN 12831 i warunkami technicznymi, jakim powinny odpowiadać budynki zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w strawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

Minimalne wartości oporu cieplnego, jakie powinna spełniać izolacja termiczna dla ogrzewania/chłodzenia dla przegród budowlanych, podaje PN-EN 1264- 4-2009 w tabeli.

Zaletami ściennego ogrzewania płaszczyznowego są między innymi: l zbliżony do idealnego rozkład temperatury w pomieszczeniu, l temperatura ogrzewanej ściany może być wyższa niż przy ogrzewaniu podłogowym, www.instalator.pl

1 (221), styczeń 2017 l mała grubość okładziny ściennej, co ułatwia sterowanie temperaturą, l brak pielęgnacji jastrychów mokrych, co skraca montaż okładzin lub posadzek (Karpiesiuk J., 2016), l idealny do wykonywania ogrzewania podłogowego przy zastosowaniu pomp ciepła lub innych nośników energii o niskiej temperaturze czynnika grzejnego w granicach 28-35°C, l przy małych powierzchniach może być tańszy niż w wykonaniu tradycyjnym z ułożeniem tynków mokrych przy zachowaniu tych samych parametrów technicznych.

Jest on też efektywny, aby zapewnić dobre chłodzenie pomieszczeń, gdyż posiada wszystkie czynniki potrzebne do uzyskania maksymalnej wydajności, a mianowicie: l przy nawet wysokiej temperaturze obiegu wody zastosowane małe odległości miedzy rurami pozwalają na wydajne chłodzenie, l możliwość zredukowania ciśnienia dla krótkich obwodów ogrzewania/chłodzenia lub przy stosowaniu dużych średnic rury, l ulepszony przepływ chłodu ze względu na małą grubość przegrody przy zastosowaniu rozpraszaczy ciepła, tzw. lameli metalowych, l możliwość kontroli temperatury punktu rosy.

Uwarunkowania techniczne montażu Istnieje kilka istotnych warunków technicznych, które należy spełnić, montując płaszczyznowe ogrzewanie/chłodzenie ścienne. Oto niektóre z koniecznych warunków: l maksymalna temperatura powierzchni ściany nie może przekroczyć 40°C, l minimalna temperatura w trakcie chłodzenia nie może być niższa niż 19°C, l temperatura zasilająca instalację nie może być mniejsza niż temperatura punktu rosy powiększonej o +2 K, l maksymalne długości pętli grzejnych zależne od średnicy rur wynoszą (z uwzględnieniem odcinków przyłączeniowych) dla 12 x 2 i 14 x 2 - 80 m, 16 x 2 - 100 m, 18 x 2 - 120 m, 20 x 2 - 150 m, 25 x 2 - 160 m. Orientacyjną długość wężownicy można wyznaczyć z zależności: L=AF/T [m] AF - powierzchnia grzewcza

T - rozstaw rur grzejnych lub z tabel zamieszczanych przez producentów systemów ogrzewania. l istotne są zastosowane rury grzejne, których rodzaj pozwala na poprawę wydajności cieplnej, a wpływ na to ma współczynnik przewodności cieplnej materiału rury oraz współczynnik rozszerzalności liniowej, od której zależy maksymalna powierzchnia pola ułożenia rur. I tak współczynnik rozszerzalności liniowej a [mm/(m * K)] wynosi dla rur PE- Xc 0,14 (20°C), 0,20 (100°C), dla rur PE- RT 0,18, a dla rur PE- RT/Al/PE- RT tylko 0,025 i odpowiednio współczynnik przewodzenia l [W/(m * K)] dla powyższych rur - 0,35; 0,41; 0,43, l zastosowanie rur z wkładką aluminiową zwiększa wytrzymałość na naprężenia termiczne, wynikające z ciśnienia i mechaniczne, l zastosowanie rur PE- X wymaga gęstszego mocowania ze względu na ich właściwości sprężynujące, l dla określenia warunków chłodzenia związanych z kondensacją pary wodnej należy korzystać z wykresu Molliera aby zapobiec wykraplaniu, l maksymalna strata ciśnienia w wężownicy nie powinna być większa niż 20 kPa, a jeśli tak jest, należy podzielić obszar grzejny na dwie lub więcej części albo zastosować wyższą średnicę rur, l w jednym obszarze grzejnym powinna być zastosowana jedna średnica wężownicy, l ze względu na wydłużenia termiczne i możliwość znacznych przesunięć rur maksymalna ich długość na odcinkach prostych wynosi 10 m. Między innymi (ale nie tylko) z tego względu polecane są rury PE- RT z wkładką aluminiową, l ze względów praktycznych (mocowanie powyżej obrazów, szafek i instalacji) zaleca się montaż wężownic do wysokości ok. 1,5 m od poziomu podłogi.

W kolejnym odcinku będę kontynuował tę tematykę.

Jacek Karpiesiuk Literatura: Strzeszewski M., „Wodne ogrzewanie podłogowe. Materiały do wykładów i ćwiczeń”, Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji, Politechnika Warszawska, 2006.

Karpiesiuk J., „Ultracienki grzejnik. Ciepło z posadzki bez jastrychów (2)”, „Magazyn Instalatora”, 02/2016, s. 20-21.

29

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Głowice termostatyczne - działanie i eksploatacja

Instalacja z głową W poprzednim numerze dokładnie opisałam budowę głowic termostatycznych. W tym zajmę się ich działaniem i prawidłowym montażem.

Głowice termostatyczne to regulatory temperatury o ciągłym działaniu, o charakterystyce proporcjonalnej, pracujące bez dostarczania energii z zewnątrz.

W przypadku gdy zmierzona temperatura rzeczywista pokrywa się z wartością zadaną, to odchyłka regulacji jest równa zeru, a stopień otwarcia zaworu odpowiada odchyleniu proporcjonalnym 2 K. W wyniku wystąpienia zakłóceń naruszona zostaje równowaga regulacyjna. Przykładowo przy wzroście temperatury powietrza opływającego głowicę - czujnik termostatyczny głowicy reaguje na zmianę temperatury wzrostem swojej objętości. Popychacz zostaje przemieszczony, powodując nacisk na trzpień zaworu. Dokonuje tym samym korekty położenia grzybka, co poprzez korektę przepływu wpływa na zmiany mocy grzewczej dostarczanej przez dany odbiornik. W przypadku gdy temperatura czujnika wzrośnie o 2 K powyżej wartości zadanej i wielkość histerezy, nastąpi odcięcie przepływu czynnika.

W przypadku ponownego spadku temperatury opływającej czujnik głowicy termostatycznej następuje zmniejszenie objętości czynnika lub jego ciśnienia i cofnięcie końca popychacza. Działanie sprężyny powoduje wznos grzybka zaworu, a tym samym otwarcie przepływu przez zawór.

Tutaj istotny jest fakt, iż przy poprawnie działającej głowicy termostatycznej i zrównoważonej instalacji po osiągnięciu w pomieszczeniu temperatury zadanej (np. w wyniku występujących dodatkowych zysków ciepła) przepływ przez grzejnik zostaje odcięty i grzejnik może pozostawać zimny.

30

Właściwy montaż W celu montażu i wykonania innych prac związanych z uruchamianiem instalacji należy ustawić głowicę termostatyczną na nastawę 5. W tym położeniu nakrętka mocująca termostat daje się bez problemu nakręcić na korpus zaworu.

Zawór termostatyczny wyposażany w głowicę termostatyczną powinien być tak zamontowany, aby głowica była w położeniu poziomym (w ułożeniu pionowym do góry opływa głowicę ogrzane powietrze unoszące się z gałązki zasilającej grzejnik (patrz zdjęcie).

Samą głowicę należy tak skierować aby kreska (znacznik nastawy zadanej) na obudowie był dobrze widoczny dla użytkownika.

Aby zapewnić odpowiedni pomiar i regulację temperatury, należy zapewnić odpowiednią cyrkulację powietrza wokół głowicy. Odległość między głowicą a parapetem po-

winna wynosić minimum 8-10 mm.

Głowica nie może być zastawiona czy zasłonięta czymkolwiek.

Jeśli nie można spełnić powyższych warunków zabudowy (głowica termostatyczna jest zasłonięta przez zasłony, firanki, meble czy obudowę grzejnika), należy zastosować głowice z czujnikiem wyniesionym połączonym z głowicą kapilarą (opisane w poprzednim artykule).

Temperatura powietrza opływająca głowice musi być zbliżona do warunków temperaturowych panujących w całym pomieszczeniu unikać należy sytuacji, kiedy na głowicę termostatyczną wpływ mogą mieć jakieś dodatkowe czynniki cieplne. Trzeba się wystrzegać montażu głowic termostatycznych blisko słonecznych okien czy pracujących urządzeń elektronicznych

Nastawa temperatury zadanej Pokrętło termostatu jest zwyczajowo opisane cyframi od „0” do „5” - „0” oznacza pełne zamknięcie termostatu i odcięcie przepływu przez grzejnik. Oznaczenie „*” na termostacie odpowiada oko-

www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

ło 7-8°C - to ochrona przeciwzamrożeniowa.

Po uruchomieniu instalacji głowice powinny zostać ustawione na 3, co odpowiada temperaturze 20°C w pomieszczeniu (w łazienkach na 4, co odpowiada 24°C; ewentualnie inne pomieszczenia, jak garderoba, korytarz na 2 - 16°C).

Głowice termostatyczne to automatyczne regulatory temperatury niewymagana jest każdorazowa zmiana temperatury. W zależności od zmian temperatury w pomieszczeniu głowica termostatyczna automatycznie dostosowuje przepływ, a tym samym moc cieplną dostarczaną do poszczególnych pomieszczeń.

Zakresy nastawy temperatury mogą być dodatkowo ograniczone (w zależności od wykonania blokada może być wykonana fabrycznie lub przez wykonawcę).

Ograniczenie do 16°C Najczęściej wymaganą blokadą temperatury jest ograniczenie na 16°C stosowane w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych (brak możliwości ustawienia pozycji mniejszej niż „2” - wymagane przez Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie z 2002 roku z późniejszymi zmianami). W przypadku takich głowic często pojawia się dużo pytań od użytkowników. Jeśli chodzi o zasady montażu, to obowiązują te, które zostały wyżej omówione. Jeśli chodzi o eksploatację, często pojawiają się niejasności dotyczące ewentualnych strat

1 (221), styczeń 2017

ciepła, które mogą mieć miejsce w przypadku otwarcia okna itp.

Zarówno w przypadku tych głowic, jak i wszystkich innych należy wietrzyć pomieszczenia, otwierając okna w miarę możliwości szeroko i zawsze na krótko - czas około 4-5 min przy szeroko otwartych skrzydłach okiennych umożliwi pełną wymianę powietrza w pomieszczeniu przy stratach ciepła najmniejszych z możliwych (czas zadziałania głowic rynkowych jest odpowiednio dłuższy, w tak krótkim czasie wietrzenia - jak 4-5 min - nie uzyskuje się nawet połowicznego otwarcia przepływu, czyli straty z tym związane są też mocno ograniczone).

Część zespołu Mówiąc o aspekcie właściwego działania głowicy termostatycznej, trudno nie wspomnieć o konieczności odpowiedniego dopasowania głowicy termostatycznej do zaworu grzejnikowego, na którym ma być ona zastosowana.

Na jakie parametry należy zwrócić uwagę, obierając głowicę termostatyczną do zaworów grzejnikowych?

Te parametry to przede wszystkim: skok regulowany, siła zamykania oraz rodzaj przyłącza. Przy doborze głowicy do zaworu muszą zostać sprawdzone parametry charakteryzujące wybrany zawór grzejnikowy: górna, dolna pozycja grzybka zaworu, wymagana siła zamykania itd.

Tutaj za właściwą można uznać zasadę, którą stosuje część wykonawców: najłatwiej i najpewniej jest stosować armaturę jednego wykonawcy - to w większości wypadków gwarantuje odpowiednie dopasowanie obu elementów i ich parametrów.

Odpowiednie dopasowanie głowicy termostatycznej do zaworu to jeden z ważnych aspektów, który musi zostać uwzględniony w projektowaniu instalacji. Głowica termostatyczna to część instalacji, dlatego też nie może być rozpatrywana w oderwaniu od tego, co się dzieje na całej instalacji. W kolejnym artykule zajmę się problemami eksploatacyjnymi - niewłaściwym działaniem głowic termostatycznych, które mogą być odbiciem poważniejszych problemów czy niedomagań instalacji grzewczych.

Joanna Pieńkowska

Niepoprawny montaż głowicy termostycznej www.instalator.pl

Fot. z arch. redakcji (zdjęcie przesłane przez czytelnika „Magazynu Instalatora”).

G

łowica termostatyczna jest w miarę prostym elementem, działającym bez konieczności dostarczania energii z zewnątrz.

Bez względu na wykonanie głowice składają się z poniższych elementów: l czujnika termicznego, l zespołu popychacza, l pokrętła regulacyjnego, które spełnia również funkcję dekoracyjną.

Głównym elementem funkcjonalnym, którego właściwości fizyczno-mechaniczne decydują o jakości działania termostatu, jest czujnik. W najbardziej popularnych rozwiązaniach technicznych zasada działania czujnika opiera się na wykorzystaniu cieplnej rozszerzalności cieczy. Czujnik wykorzystujący zależność objętości cieczy od temperatury wyposażony jest w szczelny mieszek sprężysty oraz popychacz współpracujący z trzpieniem zaworu.

Wzrost objętości medium (w wyniku wzrostu jego temperatury) powoduje ściśnięcie mieszka, tym samym nacisk popychacza na wkładkę zaworową, w momencie zaś spadku temperatury następuje powrót popychacza do poprzedniej pozycji (ruch ten wywołuje sprężyna powrotna).

Oprócz czujników cieczowych znaleźć można na rynku takie, które pracują w oparciu o nasycona parę wodną (czujniki gazowe).

Wcześniej powszechnie stosowanym medium rozszerzalnym był wosk pszczeli - głowice woskowe.

Do istotnych elementów głowic termostatycznych poza czujnikiem należy zaliczyć również rozwiązanie konstrukcyjno-materiałowe popychacza. W celu stłumienia wahań temperatury czujnika odcinek popychacza stykający się z trzpieniem zaworu powinien być wykonany z materiału o dobrych właściwościach termoizolacyjnych (najczęściej stosowane są tworzywa sztuczne).

Pokrętło głowicy termostatu służy do ustawiania żądanej temperatury w pomieszczeniu. Zmiana jego położenia wiąże się z korektą odległości między czołem czujnika a gniazdem zaworu.

31

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Sprawdzenie funkcjonowania małych instalacji kolektorów słonecznych

Solary pod lupą Kolektory słoneczne montowane w latach ubiegłych w Polsce ramach różnych programów dofinansowań musiały posiadać „odpowiednie papiery”. Jednak, jak się okazuje, ich posiadanie nie gwarantuje wysokiej jakości produktu.

Instalacje kolektorów słonecznych (KS) stanowią bardzo popularne rozwiązania wykorzystujące energię środowiska do ogrzania wody użytkowej (c.w.u.).

Montowane były one bardzo chętnie w ubiegłych latach w ramach unijnych dotacji oraz dofinansowania przez NFOŚiGW. Do 2012 r. rynek rozwijał się bardzo dynamicznie. Dopłaty spowodowały gwałtowny wzrost ilości montowanych urządzeń, np. w ramach „dopłat kolektorowych” NFOŚiGW powstało blisko 70 tys. instalacji o powierzchni łącznej ponad 480 tys. m2. W ciągu 5 lat trwania programu dofinansowanych zostało ok. 35% wszystkich instalacji montowanych we wspomnianym okresie.

Większość urządzeń ma wykonane (chociaż częściowo) badania zgodnie z normą PN-EN 12975 (obecnie zastąpiona jest ona PN-EN ISO 9806), która mówi, że urządzenia mają spełniać wymagania podstawowe związane z charakterystyką cieplną, a także posiadać odpowiednie właściwości wytrzymałościowe - trwałościowe. Tyle mówi teoria. Urządzenia montowane w ramach dofinansowań musiały posiadać „odpowiednie papiery”, jednak ich posiadanie nie gwarantuje wysokiej jakości produktu.

W ramach systemu dofinansowania montowane były różnego rodzaju urządzenia. Duże zapotrzebowanie na instalacje kolektorów słonecznych przyczyniło się do montażu ich również przez mniej doświadczone (uczące się) ekipy. Jednocześnie instalacje montowane były szablonowo - bez dopasowania do specyficznych warunków każdej instalacji. Czasem montowane były „na siłę”, nadmiernie rozbudowane celem uzyskania odpowiednio wysokiego dofinansowania.

32

O ile instalacje będące w okresie gwarancji podlegają serwisowaniu, to starsze pozostawiane są „samym sobie”. Instalacje ulegają naturalnym procesom ograniczania właściwości użytkowych. Popełnione błędy podczas doboru i instalowania, niewłaściwego użytkowania, jak też braki w serwisowaniu pogłębiają ten proces. Spowodowało, to że wiele instalacji pracuje na pół gwizdka, dostarczając energii zdecydowanie mniej, niż wynikałoby to z założeń doborowych.

Potwierdziło się to podczas prowadzonych badań. Braki właściwego użytkowania, w tym serwisu, widać dobrze podczas prowadzonych inspekcji, które dodatkowo wykazały nieprawidłowości doborowe, umiejscowienia, w układach hydraulicznych, izolacji, sterowaniu itd.

Istota badań terenowych Nie była dotychczas przygotowana ogólnie dostępna metodyka umożliwiająca szybkie sprawdzenie/weryfikację, czy wybudowane przed laty instalacje pracują zgodnie z założeniami projektowymi/eksploatacyjnymi.

Prowadzone prace w zakresie badań terenowych małych instalacji kolektorów słonecznych przyczyniły się do przygotowania i zaproponowania metodologii sprawdzenia poprawności funkcjonowania instalacji KS. Ze względu na dużą różnorodność rozwiązań, produktów czy też rozwiązań instalacyjnych, a także ograniczenia w dostępie do instalacji, kompetencji i urządzeń pomiarowych - należało spośród wielu metod badawczych wybrać i opracować jedną uniwersalną.

Prace w ramach badań realizowane były

czteroetapowo. Poszukiwanie/opracowanie metod badawczych, które mogłyby być wykorzystane do terenowych badań KS; wybór/dostosowanie najbardziej perspektywicznych do przeprowadzenia kompleksowej, a jednocześnie zwięzłej oceny instalacji; przeprowadzenie badań pilotażowych; dopracowanie metodologii na podstawie zebranych doświadczeń.

Na podstawie prowadzonych analiz i badań zaproponowano działania dwukierunkowe: l sprawdzenie instalacji pod względem poprawności doboru, montażu oraz eksploatacji; l pomiary potwierdzające parametry efektywnościowe (deklarowane podczas montażu).

Metodyka badawcza W ramach pierwszego etapu zaproponowano sprawdzenie ankietowe instalacji. Obejmuje ono najważniejsze elementy mające wpływ na funkcjonowanie układu. Składa się ona z: charakterystyki instalacji, sprawdzenia poprawności montażu, stanu układu i uwag eksploatacyjnych użytkownika.

Dane zebrane podczas tego etapu dostarczają cennych informacji o sposobie wykonania instalacji. Są cenne do poprawy funkcjonowania, a przy wykonanych obliczeniach/pomiarach uzysku energii dają odpowiedź na temat elementów, które można ulepszyć/poprawić.

Szczególnie istotna jest ekspertyza dotycząca poprawności montażu i określenia stanu instalacji. Uwagi wniesione przez użytkownika pozwalają odpowiednio nakierować wizję lokalną. Cenną informacją może dotyczyć serwisowania, naprawiania.

W ramach prowadzonych badań/pomiarów sprawdzono funkcjonowanie instalacji pod względem technicznym.

Wykorzystano w tym celu badania termograficzne, badania/obliczenia ilości dostępnej/pozyskanej energii, w tym www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

badania przepływu czynnika roboczego. Prowadzone pomiary uzupełnione zostały stosowaną obróbką danych przy wykorzystaniu narzędzi w postaci: programu do obróbki termogramów, programu symulacyjno-obliczeniowego instalacji KS.

Rodzaje badań l

Badania termowizyjne Badania termowizyjne pozwalają na znalezienie anormalnego profilu temperatury zarówno na przetworniku słonecznym, instalacji, łączeniach hydraulicznych, zasobnikach, wymiennikach, jak i na pompie, elementach elektrycznych. Są one przyczyną nieprawidłowości w izolacji układu, łączeniu. Nieprawidłowe rozkłady temperatury (zbyt wysokie na powierzchni izolowanych układów) dostarczają informacji o niekontrolowanej ucieczce ciepła, a w przypadku urządzeń elektrycznych - o tzw. przegrzewach.

Braki izolacji lub nieprawidłowość w jej wykonaniu mogą być potwierdzone

1 (221), styczeń 2017

lub wykazane podczas badań termowizyjnych. Termografia jest metodą prostą, szybką, a co ważne - nieinwazyjną.

Po paru latach eksploatacji instalacji termowizja pozwala na weryfikację poprawności wykorzystania materiałów (czy nie uległy degradacji pod wpływem wysokich temperatur, działania warunków zewnętrznych).

W badaniach termograficznych istotne mogą być parametry zastosowanej kamery: wielkość matrycy (dużą ilość szczegółów zapewniają urządzenia z zakresu 320 x 240), kąt widzenia kamery (standardowy obiektyw 24° x 18° powinien być wystarczający). W przypadku konieczności ujęcia większej instalacji przy ograniczonej ilości miejsca zastosować należy obiektyw szerokokątny. Przydatnymi funkcjami w kamerze jest zadawanie współczynników emisyjności obserwowanych materiałów czy wskazanie maksymalnej temperatury na analizowanym obrazie.

Oprócz wykonania zdjęcia ważna jest również jego analiza.

l Określenie ilości dostępnej energii słonecznej Aby oszacować efektywność instalacji słonecznej, należy określić ilość energii, jaka dociera do przetwornika.

Niezbędny jest do tego czujnik, który zmierzy moc promieniowania słonecznego (tę informację uzyska się już z najprostszych solarymetrów). Czujnik umieszcza się w płaszczyźnie przetwornika. Celem określenia ilości energii należy rejestrować dostępną moc w funkcji czasu. Długość rejestracji ilości energii promieniowania słonecznego uzależniona jest od możliwości monitoringu odbiornika ciepła (obserwacja wzrostu temperatury w zasobniku). Zaleca się, aby pomiary trwały co najmniej kilka godzin. W poprawnie wykonanych instalacjach pozwoli to na ogrzanie zasobnika ciepła, w gorzej wykonanych zapewni obserwowalny przyrost temperatury. Ze względu na dużą zmienność promieniowania w czasie pomiaru powinny być wykonywane odpowiednio dużą częstotliwością rejestracji. Optymal-

miesięcznik informacyjno-techniczny

nym rozwiązaniem może być krok co 10-15 s. Dopuszczalna jest częstotliwość co 1 minutę. l Obliczenie/zmierzenie pozyskanej energii cieplnej Określenia ilości uzyskanej energii cieplnej dokonać można na dwa sposoby: mierząc czas nagrzewania się zasobnika c.w.u. i przyrost temperatury oraz obliczając ilość potrzebnej do tego celu energii; wykorzystując ciepłomierz. Obliczenia mają charakter po części teoretyczny, nie uwzględniają bowiem zawsze występujących strat ciepła. Kontynuując obliczenia, uzyskać można sprawność konwersji - jako iloraz uzyskanej energii do energii dostarczanej do przetwornika (dla poprawnie funkcjonujących instalacji powinna wynosić 40-50%). Zastosowanie ciepłomierza pozwala na określenie ilości przesyłanej energii, np. umieszczenie miernika przed zasobnikiem pozwala na określenie ilości ciepła, jakie zostanie dostarczone do odbiornika.

Można do tego celu wykorzystać urządzenie opisane w kolejnym rozdziale - miernik ultradźwiękowy montowany na instalacji. l Sprawdzenie przepływów w instalacji KS Przepływ w instalacji jest „siłą napędową” przekazywania ciepła z kolektora do odbiornika (zasobnika).

Duże przepływy mogą gwarantować szybkie dostarczenie ciepła, niskie przyrosty temperatur i wysoką efektywność - niestety związane jest to z nieco większym zużyciem energii wywołanym zwiększonym oporem przepływu. Niskie przypływy ograniczają nakłady na energię elektryczną i przyczyniają się do wyższych przyrostów temperatury.

Dla instalacji ze zmienną prędkością obrotową pompy - wyższe przepływy występują przy wyższym DT (między KS a zasobnikiem). Dzieje się tak szczególnie w początkowym okresie załączenia się układu pompowego. Duże przepływy pozwalają na szybsze przekazanie energii - ograniczenie samoistnego wychładzania się urządzenia.

Mniejsze przepływy występują przy

1 (221), styczeń 2017

niższych DT (niezbyt wysokie promieniowanie słoneczne lub po początkowym okresie zrzutu ciepła z kolektora).

Przepływ zadawany jest instalacji ręcznie dla pomp regulowanych ręcznie (wybór jednego z trzech biegów) lub automatycznie dla pomp elektronicznych. W jednym i drugim przypadku można dosyć precyzyjnie określić przepływ, korzystając z nomogramów dostarczonych do pomp i znajomości oporów przepływów. Przepływy te można potwierdzić często występującymi na instalacji przepływomierzami pływakowymi.

W instalacjach słonecznych zalecane są różne wartości przepływu (z przedziału 30-60 l/min). Dla mniejszych systemów stosuje się większe przepływy.

Najdokładniejszym sposobem poznania rzeczywistych przepływów jest pomiar przepływomierzem elektronicznym. Pozwala on na zweryfikowanie mogących pojawić się anomalii na instalacji. Przepływomierz ultradźwiękowy - wersja przenośna nakładana na instalację - pozwala nie tylko dokładnie określić przepływ, ale szybko zmierzyć ilość przekazywanego ciepła (przy wykorzystaniu dwóch czujników temperatury). Informacja to w połączeniu z obliczeniami pozwala precyzyjnie zlokalizować miejsca strat oraz ich wielkość.

Weryfikacja metodyki badawczej W ramach walidacji opracowanej metodologii poddano ekspertyzie parę obiektów, na podstawie których sprawdzono poprawność stosowanej metodologii.

Przed przystąpieniem do badań instalacji należało dokonać charakterystyki instalacji, korzystając z ankiety przedstawionej wcześniej. Określenie lokalizacji można dokonać przy pomocy mapy lub odbiornika GPS. Ustalenie kierunku ustawienia przetwornika można dokonać kompasem, zaś kąt nachylenia może zostać określony z wy-

korzystaniem kątomierza. Na rynku występują mierniki elektroniczne określające kierunek geograficzny i kąt nachylenia (tego typu rozwiązanie zastosowano). Aby określić zacienienie należy obserwować operację słońca szczególnie od kierunku potencjalnego elementu zacieniającego. Pamiętać należy, że długość cienia rośnie wraz z ograniczeniem ilości promieniowania słonecznego i obniżeniem kąta padania.

Następnie opisuje się instalację, korzystając z dokumentacji, tabliczek znamionowych.

Określenie prawidłowości montażu czy stanu instalacji wymaga wiedzy eksperckiej. Podczas oglądu należy sprawdzić poprawność zamontowania czujników i stan połączeń.

Wywiad prowadzony z użytkownikiem powinien dostarczyć również informacji eksploatacyjnych, ewentualnych problemów, napraw.

Podczas prowadzonych ekspertyz wykorzystano: l kamery termowizyjne (Flir E6 i C2); l urządzenie wielofunkcyjne słoneczne Benning Sun 2 (pomiar kierunku, kąta, temperatur i ilości energii); l stacja meteo Delta T (całkowicie może być zastąpiona czujnikiem Benning Sun 2); l przepływomierz z pomiarem temperatury Enko UPT 11.

Prowadzone badania potwierdziły uniwersalność i skuteczność zaproponowanej metodologii.

Podsumowanie Badane instalacje są przykładem obiektów związanych z boomem na kolektory słoneczne. Posiadają niedoskonałości, które wpływają zdecydowanie na obniżenie wydajności. Projekt badawczy może być pierwszym etapem w przeprowadzeniu badań na szerszą skalę celem określenia rzeczywistych efektów wykorzystania instalacji kolektorów słonecznych. dr inż. Krystian Kurowski, WBNS/UKSW

Otrzymałeś „Magazyn Instalatora”? Prosimy wyślij e-mail o treści „Otrzymałem” na adres: info@instalator.pl (*)

!

(*) Tylko „Gwarantowana dostawa” zapewni comięsięczny dostęp do "Magazynu Instalatora". Szczegóły na www.instalator.pl

34

www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Bilans (w ogrzewaniu) musi wyjść na zero...

Zysk z obniżki Zużycie energii potrzebnej do ogrzewania pomieszczeń w budynku jest tym większe, im większe są straty ciepła. Zużycie ze stratami musi się bilansować.

Aby utrzymać żądaną temperaturę w pomieszczeniach, instalacja ogrzewania musi pokryć straty ciepła. Jest to jedno z podstawowych praw fizyki zasady zachowania energii (w termodynamice - bilans przepływu strumieni ciepła). Straty ciepła zaś zależą praktycznie liniowo od różnicy temperatur między dwoma stronami ściany (przegrody) wewnątrz budynku i na zewnątrz. Im ta różnica jest większa, tym większe są straty ciepła. Dla przykładu 1 m2 ściany o współczynniku przenikania ciepła wynoszącym 0,25 W/(m2 * K), czyli tylko spełniającym aktualne przepisy dla ścian zewnętrznych od roku 2014, przy różnicy temperatur 40°C (wewnątrz +20°C, na zewnątrz -20°C) traci 10 W ciepła.

Do wyrównania straty ciepła przez tylko ten 1 m2 ściany instalacja ogrzewania musi cały czas dostarczać mocy 10 W. Oczywiście budynki mają o wiele większe powierzchnie ścian i strata ciepła przez ściany może sięgać od kilku (budynki jednorodzinne) do kilkuset (budynki wielorodzinne) kW. W budynkach są jeszcze okna (o gorszym współczynniku przenikania ciepła), dach, podpiwniczenie, ściany fundamentowe, mostki cieplne (tarasy, balkony), wentylacja i inne elementy wpływające na straty ciepła. Łatwo obliczyć, że gdybyśmy przy takiej samej temperaturze na zewnątrz (-20°C) obniżyli temperaturę wewnątrz budynku do 19°C (różnica wynosiłaby 39°C), straty ciepła spadłyby do 9,75 W/m² powierzchni ściany. Jak nietrudno zauważyć, obniżenie temperatury wewnętrznej o jeden stopień zmniejsza straty ciepła o 2,5% przy powyższych założeniach. A więc instalacja musi dostarczyć mniejszą moc, www.instalator.pl

zużywając mniej energii. Wniosek z naszego rozważania nasuwa się sam - im niższa temperatura ma być zapewniona w ogrzewanych pomieszczeniach, tym mniejsze jest zużycie ciepła na ogrzewanie.

Podobnie wygląda sytuacja w przypadku przygotowywania c.w.u. Wiadomo jest, że jeżeli nagrzejemy ją do niższej temperatury, zużyjemy mniej ciepła.

Wraz z mniejszym zużyciem ciepła na podgrzanie wody do niższej temperatury osiągamy też dodatkową korzyść. Otóż im niższa temperatura ciała gorętszego oddającego ciepło (w naszym przypadku podgrzanej wody), tym mniejsze straty ciepła na zewnątrz. Jeżeli temperatura podgrzanej wody będzie niższa, to mniej ciepła straci ona do wnętrza budynku w drodze do punktów poboru i z powrotem (cyrkulacja) do podgrzewacza czy zasobnika. Jeżeli w systemie przygotowania c.w.u. jest zasobnik ciepła, to utrzymując w nim niższą temperaturę, odda on mniej ciepła do budynku.

Jeśli więc będziemy mieć niższą temperaturę wody przy zachowaniu temperatur zgodnych z obowiązującymi przepisami, mniej ciepła zużyjemy również na utrzymanie tej temperatury na stałym poziomie. Wniosek z tego taki, że im niższa temperatura c.w.u., ale nadal zgodna z obowiązującymi przepisami, tym mniejsze zużycie energii na jej podgrzanie i utrzymanie temperatury na stałym poziomie.

W praktyce zużycie ciepła na podgrzanie c.w.u. jest bardziej złożone. O ile latem straty ciepła c.w.u. są wyłącznie stratą, to zimą są zyskiem i dodają się do bilansu energetycznego ogrzewanych pomieszczeń. Zużyte

ciepło na podgrzanie c.w.u. obniży nam zużycie ciepła na ogrzewanie pomieszczeń. Jeśli oba nośniki ciepła (woda grzewcza i użytkowa) ogrzewa to samo źródło, nie zauważy się różnicy w zużyciu ciepła.

Z temperaturą c.w.u. związana jest jeszcze jedna sprawa. Jeśli c.w.u. ma mniejszą temperaturę, zużyjemy jej więcej. Do kąpieli potrzebujemy temperatury wody 40-45°C. Do zmywania naczyń i wytopienia tłuszczy 45-48°C. Jeżeli obniżymy temperaturę c.w.u. z np. 55°C do 50°C, to wody o temperaturze 50°C zużyjemy więcej niż tej o temperaturze 55°C, mieszając z nią mniejszą ilość wody zimnej. Dzieje się tak, ponieważ ilość zużywanej wody potrzebnej do kąpieli o temperaturze 4045°C pozostanie przecież bez zmian.

Dodatkowym zyskiem nieenergetycznym wynikającym z obniżenia temperatury c.w.u. jest zmniejszenie wytrącania i osadzania się kamienia kotłowego (przeciwdziałanie krystalizacji w podwyższonej temperaturze rozpuszczonych związków wapna i magnezu). Straty ciepła wynikające z konieczności utrzymania temperatury wody zasilającej instalację c.o. mają mniejsze znaczenie dla zużycia, bo tak naprawdę są one zyskiem w bilansie ciepła ogrzewanych pomieszczeń, ale też są istotne.

Podsumowując wszystkie powyżej przedstawione rozważania natury fizyki wymiany ciepła, zauważamy bardzo wyraźny związek obniżania zużycia ciepła poprzez obniżanie temperatury wody zasilającej instalację c.o. czy obniżanie temperatury c.w.u. Stąd takie ustawienie regulatora pogodowego, które zapewnia utrzymanie regulowanych temperatur na najniższym możliwym poziomie gwarantującym akceptowalny przez mieszkańców komfort cieplny, w konsekwencji zapewni również najmniejsze zużycie ciepła.

Krzysztof Petykiewicz

35

miesięcznik informacyjno-techniczny

1 (221), styczeń 2017

Podstawowe elementy układu hydraulicznego

Pompa ciepła w zestawie W najbliższych publikacjach chciałbym się skoncentrować na dwóch elementach instalacji współpracujących z pompą ciepła, które mogą wydawać się nie na miejscu z uwagi na aktualną porę roku, jednakże spotykamy je w coraz to większej liczbie nowo budowanych obiektów. Chodzi o chłodzenie, a konkretnie chłodzenie ciche (pasywne) oraz podgrzewanie wody basenowej.

W branży pomp ciepła istnieje kilka specyficznych pojęć dotyczących stosowania pomp ciepła w układach chłodzenia, np. natural cooling, chłodzenie dynamiczne, chłodzenie ciche - jak się w tym połapać i co one tak naprawdę znaczą? Otóż zasada jest bardzo prosta - chodzi o podział systemów chłodzenia w zależności od sposobu wytwarzania chłodu oraz jego dystrybucji. Obrazuje to diagram.

Poszczególne typy chłodzenia można ze sobą łączyć w dowolny sposób, oczywiście w zależności od potrzeb i możliwości technicznych, np. wykorzystując chłodzenie pasywne, można zasilać dwa układy chłodzenia, np. klimakonwektory oraz system płaszczyznowy.

równa lub zbliżona do M11 (pompa dolnego źródła pompy ciepła). Układ ten umożliwia bezawaryjną pracę systemu pasywnego chłodzenia przy jednoczesnej pracy samej pompy ciepła w trybie podgrzewania c.w.u. lub basenu, co jest szalenie ważne z uwagi na ciągłość przygotowania c.w.u., a także chłodzenia obiektu. Także równoległa praca pompy ciepła schładza dodatkowo układ dolnego źródła, co jest oczywiście zaletą w układach z chłodzeniem pasywnym. Układ pasywnego chłodzenia do wymiennika ciepła pracuje na mieszaninie glikolu z wodą, wykorzystany osprzęt musi być przystosowany do pracy w niskim zakresie temperatur, glikolu, a całość układu chłodzenia (przed oraz za wy-

miennikiem) bezwzględnie musi zostać zaizolowana izolacją do zastosowań chłodniczych. Dokładnie tak samo jak cały układ dolnego źródła ciepła.

Z uwagi na fakt, iż równolegle podłączone są dwie pompy obiegowe (M12 oraz M11), każda z nich musi posiadać zawór zwrotny (KR). Wspomniałem już, że pasywne chłodzenie stosujemy w połączeniu z systemem odwiertów, należy zapamiętać, iż nie zaleca się stosowania go w połączeniu z kolektorem płaskim z uwagi na wysychanie gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie rur kolektora płaskiego, a przede wszystkim z uwagi na fakt, iż w kolektorach płaskich temperatury w okresie letnim dochodzą do około +20°C, co dyskwalifikuje takie źródło jako źródło chłodu. Idąc dalej w analizie rozważanego układu hydraulicznego, za wymiennikiem ciepła mamy już układ wody kotłowej - co tłumaczy konieczność zastosowania wymiennika ciepła oddzielającego glikol od wody. Widzimy również dwa czujniki temperatury: zasilania (R11) oraz powrotu (R4). Pomiary temperatury

Układ z pompą Na rysunku przedstawiony został układ hydrauliczny pracy pompy ciepła typu solanka/woda z podgrzewaniem ciepłej wody użytkowej, buforem c.o. oraz dwoma obiegami grzewczymi, a także układem pasywnego chłodzenia i podgrzewaniem basenu. Zaczynając od układu pasywnego chłodzenia, układ ten polega na wykorzystaniu energii/chłodu dolnego źródła bezpośrednio przed pompą ciepła.

Posiada on swoją niezależną pompę obiegową (M12), która musi zostać tak dobrana, aby zagwarantować wymagany przepływ przez wymiennik chłodu oraz pokonać opory hydrauliczne całego systemu dolnego źródła ciepła.

W praktyce dla pomp w budownictwie jednorodzinnym najczęściej M12 jest

36

Schemat hydrauliczny pompy ciepła typu solanka/woda. Dwa obiegi grzewczochłodzące oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej i grzanie basenu. www.instalator.pl

Gwarantowana, comiesięczna dostawa „Magazynu Instalatora”: tylko 11 PLN/miesiąc Kliknij po szczegółowe informacje...