Magazyn Instalatora 2/2016-1

nakład 11 015

01 2. 2

miesięcznik informacyjno-techniczny

nr 2 (210), luty 2016

6

ISSN 1505 - 8336

l Ring „MI”:

ogrzewanie dużych obiektów

l Objęcia w instalacjach obejmy naprawcze

l Prąd i c.o. l Woda w zasobniku l Rekuperacja l Cienka „podłogówka” l Zaprawa na kominek l Natrysk w kapeluszu

Kompleksowe rozwiązanie do dużych obiektów komercyjnych SYSTEM DAIKIN ALTHERMA FLEX

- ogrzewanie - chłodzenie - podgrzew wody użytkowej - podgrzew wody do basenu System ten z uwagi na zakres temperatur wody grzewczej do 800C, idealnie nadaje się do obiektów o zwiększonym zapotrzebowaniu na ciepłą wodę użytkową, na przykład hoteli, pensjonatów, klubów fitness, Spa czy basenów. Zapewnia ogrzewanie, chłodzenie i ciepłą wodę użytkową w ramach jednej pompy ciepła. Dodatkowo w trybie chłodzenia umożliwia wygrzew c.w.u. poprzez odzysk ciepła. www.daikin.pl

Treść numeru

Szanowni Czytelnicy Przed inwestorem (a także projektantem) zamierzającym ogrzać i zapewnić ciepłą wodę użytkową w budynku o dużej kubaturze stoi nie lada dylemat dotyczący wyboru sposobu ogrzewania, źródła ciepła i rodzaju paliwa. Jak sugeruje je den z autorów lutowego ringu „Magazynu Insta latora”: „Najlepszym rozwiązaniem dla wysokich po mieszczeń o dużej powierzchni pod względem inwe stycyjnym i eksploatacyjnym wydaje się zastosowanie wodnych nagrzewnic powietrza”. Inny z kolei ripostuje: „Stosowane obecnie systemy ogrze wania budynków coraz rzadziej wykorzystują wysokotemperaturowe źró dła ciepła. Obecnie najczęściej stosowane są niskotemperaturowe źró dła ciepła. Zazwyczaj jest to kocioł grzewczy niskotemperaturowy lub kondensacyjny. Jednak coraz częściej stosowane jest również ogrzewa nie przy pomocy pomp ciepła, systemów VRF czy z wykorzystaniem pro mienników”. Również na to jest odpowiedź: „Prostota użytkowania i funkcjonalna automatyka przemawiają coraz częściej na korzyść kotłów na paliwa stałe lub biomasę (pelety, ziarna zbóż, pestki owoców itp.) jako źródeł ciepła dla dużych obiektów”.

Wybór spośród zaproponowanych na naszym ringu rozwiązań z pew nością zależy od wielu czynników i musi być indywidualnie rozpatry wany. W końcu taka inwestycja to też niemałe koszty...

Częstymi problemami, z którymi stykają się wykonawcy, są kwestie doboru zapraw do miejsc, w których może występować wysoka tempe ratura. Przykładem mogą tu być obudowy kominka czy przydomowe go grilla, murowanie czy też tynkowanie komina. Czy należy w tych sy tuacjach zastosować specjalną zaprawę o właściwościach ognioodpor nych? Czy trzeba stosować zaprawy szamotowe? O tym w artykule pt. „Zaprawa na kominek” na s. 58 59.

Odprowadzanie gazów z pomieszczeń w sposób grawitacyjny posiada dużo zalet. Należy jednak pamiętać, że przy złym wykonaniu przewodów kominowych system ten może okazać się nieskuteczny i niebezpieczny. Jak zmniejszyć ryzyko nieprawidłowego działania? O tym w artykule pt. „Walka z sadzą i CO” (s. 64 65).

Zapraszam do lektury pozostałych artykułów z lutowego wydania „Magazynu Instalatora” i na portal www.instalator.pl, gdzie znajdu ją się archiwalne publikacje.

Sławomir Bibulski

4

Na okładce: © yannikap/123RF.com

l

Ring „MI”: ogrzewanie i ciepła woda dla dużych obiektów s. 6-14

l Równoległa regulacja (Ogrzewania płaszczyznowe od A do Z) s. 15 l Gromadzenie dżuli (Energia i jej magazynowanie) s. 18 l Ultracienki grzejnik (Ciepło z posadzki bez jastrychów - 2) s. 20 l Zysk z taryfy s. 22 l Pompowanie energii (Pompa ciepła jako alternatywa w ogrzewaniu) s. 24 l Regulacja spalania (Kotły kondensacyjne) s. 26 l Odpowiadam, bo wypada... s. 28 l Wilgoć w zasobniku kotła na paliwa stałe s. 30 l „Ustawa antysmogowa” - szansa czy zagrożenie? s. 32 l Nowości w „Magazynie Instalatora” s. 35 l Kuchnia na gazie s. 36 l Zacieniony panel (Fotowoltaika bez tajemnic) s. 38 l Grom schwytany (Urządzenia piorunochronne) s. 40 l Poczta „MI” s. 43 l Kondensacyjna gazowa centrala grzewcza (strona sponsorowana firmy Wolf) s. 45 l

Obejmy naprawcze s. 48

l Logika rozprowadzania (Materiały na instalacje wodociągowe w budynkach - 2) s. 46 l Objęcia w instalacjach (Rury stalowe - przyczyny awarii oraz sposoby naprawy) s. 48 l Co tam Panie w „polityce”? s. 50 l Natrysk w kapeluszu (Technologie bezwykowpowe) s. 52 l Podwójne oszczędności (Wykorzystanie wody szarej) s. 54 l Zmiany w prawie budowlanym s. 56 l Zaprawa na kominek (Chemia budowlana i instalacje odprowadzania spalin) s. 58

l

Odzysk ciepła z wentylacji s. 60

SSN 1505 - 8336

l Wymiana z filtrem s. 60 l Komin zimą s. 62 l Walka z sadzą i CO s. 64 l Kominek zgodnie z projektem s. 66 l Gaz w mieszkaniu s. 68

2 . 2

016

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

2 (210), luty 2016

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 marcu na ringu: odprowadzanie ścieków w budynku mieszkalnym...

Ring „MI”: ogrzewanie i c.w.u. dla dużych obiektów pompa ciepła, kaskada, OZE, zapotrzebowanie

CTA Pompy ciepła umożliwiają ogrzewanie zarówno małych domów, jak i dużych budynków mieszkalnych, przemysłowych i handlowych. Są dwa możliwe rozwiązania: instalacja kaskady kilku pomp ciepła lub jednego dużego urządzenia.

Firma CTA, szwajcarski producent pomp ciepła, ma w swojej ofercie urządzenia specjalnie przeznaczone dla dużych instalacji. Są to gruntowe pompy ciepła Optiheat Duo oraz Optipro. Mogą one pracować zarówno w układach solanka/woda, jak i woda/woda. Ponieważ są to urządzenia o dużych mocach, dolne źródła również muszą charakteryzować się dużymi wydajnościami cieplnymi.

Wydajność ujęcia wody dla układów typu woda/woda wynosi kilkadziesiąt m3/h. Układy typu solanka/woda współpracują z sondami pionowymi o głębokości odwiertów dochodzącymi nawet do 300 m.

Ilość ciepła: Q m * c * (t2 - t1) Moc grzewcza: P [m * c * (t2 - t1)]/T * η gdzie: P - moc grzewcza [W], m - masa wody [kg], t1, t2 - temperatura wody zimnej i ciepłej [°C], T - czas nagrzewania [h], η - sprawność, c - ciepło właściwe wody 1,116 Wh/(kg * K).

Ogólne zapotrzebowanie ciepła musi być określone w projekcie. Budując system pracujący z sondami pionowymi, warto przeprowadzić test wydajności cieplnej gruntu (TRT).

Wykonywany jest on specjalnie do tego celu przeznaczonym urządzeniem podłączonym do odwiertu próbnego. Łączna długość wszystkich odwiertów może wynosić nawet kilka kilometrów, zatem koszt ich wykonania będzie znaczącym kosztem inwestycyjnym. Oczywiście najbardziej efektywne są pompy ciepła wykorzystujące wodę jako źródło ciepła. Mogą to być systemy pracujące z wodą technologiczną lub gruntową. Ze względu na różne parametry wody najczęściej stosuje się układy z pośrednim wy-

Dobór Dobierając odpowiednie urządzenie, należy policzyć zarówno zapotrzebowanie na ciepło dla celów grzewczych, jak i ilość ciepła potrzebną do ogrzewania ciepłej wody użytkowej. Dla wody użytkowej niezbędną moc można wyliczyć z poniższych wzorów:

6

www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

miennikiem ciepła, który jest łatwiej dostępny dla celów konserwacji i serwisu.

Trzy typy Oferta pomp ciepła firmy CTA przeznaczonych dla dużych obiektów obejmuje trzy typy urządzeń dwukompresorowych: Optihat Duo, Optiheat Duo HT oraz Optipro. Optiheat Duo ma dwa kompresory pracujące na jednym układzie chłodniczym. W Optiheat Duo HT oraz Optipro są dwa kompresory pracujące na oddzielnych obwodach chłodniczych. Wszystkie ww. urządzenia mogą pracować z obciążeniem częściowym 0/50/100%. Mają one zainstalowany układ łagodnego rozruchu, czujniki przepływu po stronie dolnego i górnego źródła oraz wszystkie niezbędne elementy bezpieczeństwa i monitoringu. Łatwe w obsłudze i programowaniu sterowniki mieszczą zarówno standardowe, jak i bardziej złożone aplikacje. Mogą współpracować z systemami zarządzania budynkiem (BMS), a możliwość zdalnego sterowania gwarantuje bezpieczeństwo i wygodę użytkowania. Seria Optiheat Duo obejmuje 9 urządzeń o zakresie mocy grzewczej od 44 do 88 kW (S0/W35). Temperatura zasilania wody grzewczej wynosi do +65°C. Mają możliwość sterownia pracą systemu składającego się z czterech obiegów grzewczych z mieszaczami. Ich automatyka umożliwia w standardzie obsługę układu chłodzenia pasywnego. Największe w ofercie firmy CTA są pompy ciepła typu Optipro. Osiem typów o wydajności grzewczej od 100 do 230 kW (S0/W35) zapewnia odpowiednie urządzenie dla wielu zastosowań. Dzięki dwóm oddzielnym obwodom chłodniczym zapewniono optymalną pracę urządzenia przy wysokiej efektywności: COP do 4,7 (S0/W35). W pompach Optipro

zastosowano m.in.: łatwy w obsłudze i programowaniu sterownik PLC, podwójne płytowe wymienniki ciepła ze stali nierdzewnej oraz elektroniczny Pytanie do...

Jakie korzyści daje zastosowanie chłodzenia pasywnego? zawór rozprężny z mikroprocesorowym sterownikiem. Jako jednostki wolnostojące o zwartej konstrukcji wymagają mało miejsca przy jednoczesnym zapewnieniu optymalnej dostępności. Wszystkie pompy ciepła CTA są elektrycznie gotowe do podłączenia. Dobra izolacja akustyczna sprawia, że są to urządzenia o bardzo niskich poziomach hałasu.

Praca w kaskadzie W przypadku, gdy całkowite zapotrzebowanie ciepła przekracza moc

jednej pompy ciepła, możliwe jest połączenie kilku urządzeń w kaskadę. CTA, jako producent, może ponadto wyprodukować specjalne urządzenie dla konkretnej realizacji. Mamy na przykład kotłownię, gdzie zastosowano kaskadę pięciu urządzeń ogrzewających kompleks budynków o całkowitym zapotrzebowaniu ciepła wynoszącym 3600 kW. Pompy ciepła są najtańszymi w eksploatacji urządzeniami grzewczymi. Parametry dotyczące efektywności dla dużych jednostek są takie same jak dla jednostek mniejszych. Optymalne są płaszczyznowe systemy grzewcze z niską temperaturą zasilania. Urządzenia wykorzystujące wodę jako źródło ciepła są bardziej efektywne od systemów pracujących z sondami pionowymi.

Uzasadnione i czasem opłacalne jest zastosowanie powietrznych pomp ciepła. Największe tego typu urządzenie CTA ma moc 31 kW (P2/W35). Istnieje możliwość zbudowania kaskady maksymalnie 4 takich jednostek. Zastosowanie pompy powietrznej jest ekonomicznie uzasadnione w przypadku, gdy w systemie grzewczym pracuje kocioł wymagający obsługi (np. węglowy) lub drogi w eksploatacji (np. olejowy). Podłączając pompę powietrze/woda do istniejącej instalacji, można zaprojektować pracę całego systemu tak, że w okresach najzimniejszych za ogrzewanie i ciepła wodę odpowiada układ dotychczasowy, a w okresie przejściowym, gdy zapotrzebowanie ciepła jest mniejsze, pracuje pompa ciepła.

Oczywiście przy dodatnich temperaturach zewnętrznych, kiedy efektywność powietrznej pompy ciepła jest największa, można za jej pomocą ogrzewać samą wodę użytkową. Układ taki daje dwie korzyści: niskie koszty eksploatacji oraz bezobsługowa praca.

!

Piotr Kuligowski

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

www.instalator.pl

7

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Dziś na ringu „MI”: ogrzewanie c.o. i c.w.u. w dużych obiektach kocioł, nagrzewnica, podłogówka, grzejnik, hala

Buderus Stosowane obecnie systemy ogrzewania budynków coraz rzadziej wykorzystują wysokotemperaturowe źródła ciepła wytwarzające. Obecnie najczęściej stosowane są niskotemperaturowe źródła ciepła. Zazwyczaj jest to kocioł grzewczy niskotemperaturowy lub kondensacyjny. Jednak coraz częściej stosowane jest również ogrzewanie przy pomocy pomp ciepła, systemów VRF czy z wykorzystaniem promienników.

Ciekawym rozwiązaniem jest zastosowanie wewnętrznych powietrznych pomp ciepła, które są w stanie odbierać ciepło z powietrza w pomieszczeniach, gdzie mamy zbyt wysoką temperaturę (zyski ciepła z oświetlenia i pracy urządzeń elektrycznych), i przekazywać je do pomieszczeń ze zbyt niską temperaturą.

Ze względu na sposób przekazywania ciepła możemy rozróżnić: ogrzewanie wielkopłaszczyznowe (podłogowe, ścienne, sufitowe), ogrzewanie powietrzne (punktowe, płaszczyznowe), ogrzewanie konwekcyjne, ogrzewanie promiennikowe.

miarę ustabilizowany, na drugim zaś hotele lub hale produkcyjne z szatniami, gdzie występują duże niejednorodności rozbioru łącznie z rozbiorem szczytowym. Problem doboru urządzeń do

Kotły w akcji

podgrzewu c.w.u. zostanie omówiony w drugiej części artykułu.

Mówiąc o dużych obiektach, mamy na myśli budynki biurowe, użyteczności publicznej, hotele, hale produkcyjne i magazynowe.

Asortyment urządzeń marki Buderus pozwala na rozważenie zastosowania każdego rodzaju wyżej wymienionego ogrzewania za wyjątkiem promienników. W artykule tym omówię pokrótce zagadnienia, na które warto zwrócić uwagę przy projektowaniu systemów ogrzewania, gdzie źródłem ciepła są kotły niskotemperaturowe lub kondensacyjne, a z którymi miałem najczęściej do czynienia.

Osobnym zagadnieniem jest przygotowanie c.w.u. dla dużych obiektów. Na jednym biegunie mamy bowiem do czynienia z obiektami biurowymi, gdzie rozbiór c.w.u. jest mały i w

8

Nagrzewnice i podłogówka W przypadku hal magazynowych dominującym systemem ogrzewania jest

ogrzewanie przy pomocy nagrzewnic powietrza lub ogrzewanie podłogowe.

Ogrzewanie przy pomocy nagrzewnic powietrza pozwala na szybkie osiągnięcie średniej wymaganej temperatury w pomieszczeniu, powoduje jednak większe wahania temperatury związane z działaniem układów regulacyjnych nagrzewnic oraz sprzyja powstawaniu zimnych i gorących stref/przestrzeni, co jest związane z rozmieszczeniem nagrzewnic powietrza. Ta cecha może być również zaletą, która pozwala na różnicowanie temperatury w różnych strefach hali. Pozwala na stosowanie indywidualnych dla danej strefy termostatów temperatury, gdzie obsługa indywidualnie ustala temperaturę, jaka ma panować w danym miejscu. W przypadku nagrzewnic źródło ciepła podaje zazwyczaj czynnik o stałej temperaturze, np.

80/60°C, natomiast automatyka nagrzewnicy (w najprostszym przypadku termostat) w przypadku spadku temperatury w strefie nagrzewnicy załącza ją, włączając m.in. dopływ czynnika grzewczego. Możliwe jest również stosowanie regulacji pogodowej, co sprzyjałoby zastosowaniu kotłów kondensacyjnych. Jednak w takim przypadku trzeba uwzględnić spadek wydajności grzewczej nagrzewnicy przy niższym parametrze czynnika grzewczego. Ten rodzaj sterowania umożliwia stosunkowo łatwe wymuszenie pracy kotła poprzez zwieranie i rozwieranie dedykowanych styków na automatyce sterującej. Automatyka kotła może zinterpretować zwarcie odpowiedniej sekwencji styków jako pracę dzienną, pracę nocną, pracę automatyczną (zgodna z nastawionym harmonogramem czasowym). Dodatkowo temperaturę wody grzewczej w trywww.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

bie stałotemperaturowym dla danego obiegu można zaprogramować jako stałą dla trybu dziennego, np. +80°C, i stałą dla trybu nocnego, np. +30°C. W celu zabezpieczenia obiegu przed zamarzaniem, ewentualnie w trybie nocnym, w ogóle można wyłączyć dopływ ciepła do danego obiegu grzewczego. W przypadku sterowania pogodowego ustawiamy temperaturę wewnętrzną danego pomieszczenia np. +20°C w trybie dziennym i +15°C w trybie nocnym.

Automatyka tak będzie ustawiać temperaturę czynnika grzewczego, aby w zależności od warunków panujących na zewnątrz osiągnąć zadaną temperaturę wewnątrz. Problemem przy ogrzewaniu dużych obiektów jest wybranie reprezentatywnego miejsca na umieszczenie czujnika temperatury wewnętrznej.

Zazwyczaj rezygnuje się z tego, skupiając się na dokładnym ustawieniu krzywej grzewczej, co zazwyczaj wymaga kilkukrotnej korekty parametrów krzywej grzewczej.

Jeżeli inwestorowi zależy na utrzymaniu stabilnej temperatury w hali, za-

2 (210), luty 2016

Stosowanie ochrony przed zamarzaniem ważne jest w instalacjach, gdzie czynnikiem grzewczym jest woda, a przerwy w pracy instalacji nie są długotrwałe (cykliczne podgrzewanie wody w zładzie wodnym w celu ochrony przed zamarzaniem kosztuje).

Jeżeli mowa o środkach niezamarzających, najczęściej oparte są one na bazie glikolu etylenowego lub propylenowego. W przypadku instalacji grzewczych związanych z przemysłem spożywczym stosowane są droższe płyny na bazie glikolu propylenowego, który klasyfikowany jest jako nietoksyczny w przeciwieństwie do tańszego glikolu etylenowego.

Grzejniki i podłogówka Do ogrzewania budynków biurowych lub użyteczności publicznej stosowane są grzejniki lub ogrzewanie podłogowe.

Tutaj również występuje problem ze wskazaniem miejsca/pomieszczenia referencyjnego, wg którego sterowana byłaby praca całego obiektu. W związku z tym tu również najczęściej rezygnuje się z pomiaru temperatury wewnątrz pomieszczenia na rzecz dokładnego ustalenia krzywej grzewczej.

W przypadku grzejników zastosowanie głowic termostatycznych na grzejnikach umożliwia indywidualne różnicowanie temperatur w danych pomieszczeniach.

Co z c.w.u.?

lecanym typem ogrzewania jest ogrzewanie podłogowe. Czynnikiem sprzyjającym stabilizacji temperatury jest duża bezwładność układu, która powoduje że zmiana temperatury na obiekcie trwa od kilku do kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu godzin. Jednak są procesy technologiczne lub przechowywane towary, które wymagają dokładnego utrzymywania temperatur wewnątrz hali.

Dodatkowym zagadnieniem w przypadku hal jest problem wyłączenia ogrzewania hali lub danej strefy, co niesie możliwość spadku temperatury w środku poniżej zera. W takim przypadku mamy dwie możliwości: albo wykorzystanie w automatyce sterującej kotła domyślnej funkcji ochrony przed zamarzaniem, albo zastosowanie jako czynnika grzewczego środków niezamarzających. www.instalator.pl

Jeżeli rozpatrujemy zaopatrzenie w c.w.u. obiektów biurowych, gdzie rozbiór c.w.u. jest w miarę jednorodny, podstawą doboru jest ustalenie zużycia c.w.u. przez pracownika biurowego.

Moim zdaniem bezpieczną wartością (jak do tej pory mnie nie zawiodła) jest w takim przypadku 0,1 [/min, co przy temperaturze 40°C wody na wypływie daje nam moc 0,2 kW na pracownika, którą powinniśmy zapewnić w źródle

ciepła. Problemy z doborem wielkości urządzeń do przygotowania c.w.u. zaczynają się przy obiektach hotelowych i halach produkcyjnych, gdzie występują szczyty poboru c.w.u. W przypadku poborów szczytowych mamy dwa skrajne sposoby podejścia do problemu: zapewnić odpowiednio dużą moc grzewczą, która pozwoli na przygotowanie c.w.u. w przepływie, lub małą mocą podgrzewać podgrzewacze c.w.u. o dużych pojemnościach. W pierwszym przypadku borykamy się z problemem właściwej wielkości/ilości urządzeń grzewczych, które są droższe od podgrzewaczy pojemnościowych oraz - w przypadku urządzeń gazowych - z problemem przyłącza gazowego w potrzebnej wydajności. Zaletą tego rozwiązania jest mniejsza ilość miejsca w kotłowni.

W przypadku podgrzewu dużej ilości c.w.u. urządzeniem o małej mocy grzewczej problemem może być ilość miejsca Pytanie do...

Czym się kierować wybierając urządzenie do ogrzewania obiektu wilekokubaturowego? potrzebna do magazynowania c.w.u. oraz dezynfekcja termiczna pochłaniająca pewne ilości energii. Jest również całe spektrum rozwiązań pośrednich między dużą mocą grzewczą a dużą pojemnością podgrzewaczy. Analiza tego zjawiska jest dość pracochłonna.

Na szczęście dla urządzeń marki Buderus dostępne jest narzędzie doborowe w postaci programu DIWA pozwalające na rozważenie kilku schematów zaopatrzenia różnych obiektów w c.w.u.

Jak widać, program DIWA umożliwia wybór kilku schematów rozbioru c.w.u.

Po wprowadzeniu m.in. typu rozbioru, liczby osób korzystających z c.w.u., liczby i rodzaju punktów czerpalnych (prysznice i wanny są największym problemem) program zasugeruje, jaką wielkość powinien mieć podgrzewacz i jaką moc grzewczą powinniśmy zapewnić na przygotowanie c.w.u. Gdy zwiększamy dostępną moc grzewczą, program automatycznie zmniejsza wymaganą wielkość podgrzewacza, co pozwala w kilku krokach dojść do optymalnego dla nas rozwiązania.

Na końcu naszej pracy możemy wydrukować wyniki i przedstawić je inwestorowi.

Rafał Burzyński

9

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Ring „MI”: ogrzewanie i przygotowanie c.w.u. w dużych obiektach

kocioł, kondensacja, kurtyna, nagrzewnica

Wolf Firma Wolf jako jeden z renomowanych niemieckich producentów szerokiej gamy urządzeń grzewczych, w tym: kotłów, zasobników, systemów solarnych, pomp ciepła, agregatów kogeneracyjnych oraz służących celom wentylacji i klimatyzacji, oferuje także te produkty, które pozwalają zaspokoić zarówno cele ogrzewania, jak i przygotowania c.w.u. w obiektach kubaturowo dużych.

Obiekty kubaturowo duże to z jednej strony rozległe centra handlowe, z drugiej - spore kubaturowo supermarkety bądź hale magazynowe lub też magazynowo-produkcyjne.

Firma Wolf jest w stanie ogrzać (bądź ogrzać i zwentylować) każdy z ww. rodzajów obiektów, czyniąc to nota bene w swojej codziennej praktyce i bazując np. na produkowanych w naszej fabryce centralach klimatyzacyjnych typu KGTOP o wydajnościach nawet do 100 000 m3/h powietrza i występujących w dowolnych konfiguracjach.

Tematy te, choć niebywale atrakcyjne, są jednak relatywnie trudne i wymagają często skomplikowanych dokumentacji technicznych. Z tego powodu nie będą one tu przedmiotem moich rozważań.

Skupię się zatem na prostych systemach składających się ze źródła ciepła, systemu nagrzewnic wentylacyjnych i dodatkowym przygotowaniu c.w.u.

Kotły W tym zakresie Wolf opiera się na sprawdzonych rozwiązaniach kotłowych, stosując choćby kondensacyjne

10

kotły grzewcze typu MGK-2 występujące w dwóch typoszeregach mocowych: 130-300 kW oraz 390-630 kW. Są to bardzo dobre jakościowo jednostki o sprawnościach normatywnych do 110% (Hi). Z kotłów tych można skonfigurować kaskadę do 5 sztuk, co razem daje ca 3,0 MW mocy grzewczej.

Jednostki te, modulując pracą palnika, są w stanie precyzyjnie dopasować całkowitą moc układu do aktualnego

zapotrzebowania ciepła obiektu. Co najważniejsze - ich maksymalna temperatura robocza to 85-90°C. I, co ciekawe, kotły te są niebywale ustawne, zajmując mało miejsca w pomieszczeniu kotłowni. W przypadku mniejszej jednostki kotły, zgodnie z wytycznymi firmy Wolf, mogą być do-

stawione do siebie plecami lub nawet do przegród budowlanych. Mogą też korzystać ze wspólnych systemów spalinowych i pozwalają na pracę niezależną od powietrza w kotłowni. Zatem swobodnie mogą wyjść naprzeciw parametrom układów wentylacyjno-nagrzewnicowych (c.t.) dobieranych z reguły na wyższe parametry, co przekłada się potem na ich wielkość, a zatem i cenę. A i praktyka wykazuje, że owe 3,0 MW są w stanie zapewnić potrzeby grzewcze większości obiektów, z którymi mamy do czynienia.

Oczywiście firma Wolf jest w stanie zapewnić także potrzeby inwestora w zakresie kotłów grzewczych niskotemperaturowych, o ile jest to zgodne z Dyrektywą ErP i dotyczy remontów lub wymian urządzeń, lub też reprezentuje moc grzewczą wyższą niż 400 kW. W tych przypadkach Wolf opiera

się na dwóch rozwiązaniach: z zakresu kotłów mniejszych, np. w postaci typoszeregu kotła MKS o zakresach mocy od 70 do 543 kW lub też w przypadku kotłów większych mocy, na jednostkach z grupy Dynatherm-L (900 kW-5,652 MW).

Innym możliwym rozwiązaniem, spełniającym wymogi Dyrektywy ErP, jest zastosowanie kotła niskotemperaturowego wraz z dostawionym ekonomizerem na ścieżce spalin, który stanowiąc niejako dodatkowy wymiennik ciepła, czyni z tego kotła jednostkę kondensującą. Firma Wolf posiada i takie rozwiązania. Przykładem może www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

być tu choćby wymieniony wcześniej kocioł MKS współpracujący z taką właśnie dodatkową przystawką. Otrzymujemy wtedy lepsze sprawności i wyższe moce.

Opuszczając w ten sposób temat kotłów, przejdziemy do kolejnego elementu w takim systemie grzewczym jak wspomniane tu wcześniej nagrzewnice.

Nagrzewnice Wolf, jako firma uchodząca także za czołowego producenta urządzeń wentylacyjnych, oferuje tu bardzo szeroki asortyment, reprezentując zawsze jakość z najwyższej półki. Samo wykończenie bowiem i spasowanie elementów metalowych przypomina precyzję wykonania karoserii dobrego samochodu. W żadnym wypadku nie można więc powiedzieć, że nawet najprostsze z nagrzewnic nadają się jedynie do hal, fabryk czy warsztatów.

Mamy tu zatem, rozpoczynając od tych najprostszych: Pytanie do...

Jakie są zalety urządzeń marki Wolf do instalacji ciepła technologicznego? l

nagrzewnice typu LH z wymiennikami Cu/Al lub ze stali ocynkowanej do montażu ściennego albo sufitowego, występujące także w wersjach przeciwwybuchowych ATEX, do współpracy z powietrzem obiegowym, zewnętrznym lub mieszanym, obudowa - stalowa ocynkowana, żaluzja - kolor „srebrny Wolf”, silniki jednofazowe 230 V/50 Hz lub 3 x 400 V, także z energooszczędnymi wentylatorami EC; l nagrzewnice typu TLH stanowiące bardziej „ozdobną” wersję ww. LH; l nagrzewnice typu TLH z możliwością zarówno grzania, jak i chłodzenia; l nagrzewnice sufitowe LHD stosowane na powierzchniach sklepowych; l nagrzewnice sufitowe TLHD do ogrzewania i chłodzenia, stosowane w biurach, salonach sprzedażowych itp.

2 (210), luty 2016

Kurtyny powietrza TL To nieco inny element grzewczy, ale spotykany właśnie w obiektach kubaturowych, nad bramami wjazdowymi.

Występują one w czterech typoszeregach mocowych i o długościach 1,0-3,0 mb.

Sterowanie Do wszystkich ww. urządzeń firma Wolf oferuje niezbędne elementy służące regulacji i ich wysterowaniu, jak: regulatory obrotów, siłowniki do przepustnic, proste lub wielofunkcyjne termostaty pomieszczeniowe, przeciwzamrożeniowe itp.

Istotne jest, przy zajmowaniu się tego typu instalacjami, by nie zapominać, że wszystkie ww. elementy grzewcze pracują zazwyczaj w jednej instalacji, której źródłem ciepła może być, jak ma to miejsce w omawianym przypadku, lokalna, obiektowa kotłownia. Zatem moc grzewcza zainstalowanych tam kotłów nie może być mniejsza od sumy mocy grzewczej pobieranej przez zainstalowane lub planowane do zainstalowania urządzenia.

maga większych ilości c.w.u. Firma Wolf jest przygotowana do zapewnienie także i takich potrzeb. Korzystając nawet z bazowych zasobnikowych podgrzewaczy c.w.u. o pojemnościach w zakresie 150-1000 dm3, stosowanych pojedynczo bądź w bateriach i korzystających z wytworzonego przez kotłownię ciepła, Wolf jest w stanie zapewnić niezbędne, założone ilości c.w.u. dla większości obiektów.

Natomiast ewidentnie tam, gdzie przewidywane zapotrzebowanie c.w.u. lub też same rozbiory są na wysokim

Ciepła woda Kolejnym elementem instalacji i potrzebą, której zapewnienie bywa istotne w dużych kubaturowo obiektach, jest produkcja c.w.u.

Tu dość częstym przypadkiem jest sytuacja, w której akurat te potrzeby są na stosunkowo niewielkim poziomie.

Dlaczego? Duże kubaturowo magazyny czy też sklepy i biura wbrew pozorom mają minimalne potrzeby w zakresie zapotrzebowania na c.w.u., niezbędną jedynie do mycia rąk czy obsługi kilku natrysków. Z większymi potrzebami spotykamy się w centrach handlowych, o ile występują tam usługi o charakterze gastronomicznym.

Nieco większe ilości c.w.u. mogą występować w przypadku produkcji, w której pracownicy muszą korzystać z natrysków, lub gdy sama produkcja wy-

poziomie, idealnym rozwiązaniem jest zastosowanie stacji wymiennikowych typu FWS, zasilanych czynnikiem grzewczym z kotłowni i potrafiących wytworzyć już relatywnie duże ilości c.w.u. Przytoczona w artykule tabela pokazuje, że do osiągnięcia są ilości c.w.u. (60°C) na poziomie 9300 dm3/h wydatku trwałego.

Dla lepszego zobrazowania warto zaznaczyć, że jest to 12,4 m3 c.w.u. o temperaturze „kąpielowej” 45°C. Zatem nawet kierując się starymi, mocno zawyżonymi normatywami zużycia c.w.u., które określały, iż na kąpiel pod natryskiem należy przewidzieć 60 dm3, byłoby to równoczesne zapewnienie potrzeb ca 206 natrysków.

Zdając sobie sprawę, że tak szerokiego tematu nie sposób objąć jednym, w końcu niewielkim artykułem, mam nadzieję, że udało mi się zamieścić tu przynajmniej zarys poruszanej problematyki i równocześnie pokazać na tym tle możliwości, jakie stwarza stosowanie urządzeń firmy Wolf.

Arkadiusz Karpiński

www.instalator.pl

11

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Dziś na ringu „MI”: ogrzewanie dużych obiektów ogrzewanie, kocioł, pelet, kaskada, sprawność

ZMK SAS Poważny dylemat stojący przed przyszłym inwestorem budynku o dużej kubaturze (hale, magazyny, obiekty użyteczności publicznej itp.) to wybór sposobu ogrzewania, źródła ciepła i rodzaju paliwa.

Najlepszym rozwiązaniem dla wysokich pomieszczeń o dużej powierzchni pod względem inwestycyjnym i eksploatacyjnym wydaje się zastosowanie wodnych nagrzewnic powietrza.

Prostota użytkowania i funkcjonalna automatyka przemawiają coraz częściej na korzyść kotłów na paliwa stałe lub biomasę (pelety, ziarna zbóż, pestki owoców itp.) jako źródeł ciepła dla dużych obiektów.

Materiał specjalny Z uwagi na konieczność pracy większych jednostek zazwyczaj w trudniejszych warunkach - w kotłach SAS od mocy 78 kW zastosowano w konstrukcji wymiennika nie tylko grubszą stal kotłową (8 mm), ale także taką o bardzo dobrej odporności na wysokie temperatury oraz korozję, dobrych właściwościach spawalniczych, stosowaną w produkcji zbiorników ciśnieniowych oraz kotłów - stal mo-

libdenową o symbolu 16Mo3. Kotły SAS są urządzeniami nowoczesnymi, charakteryzującymi się wysoką sprawnością, optymalnym zużyciem paliwa, prostą i bezproblemową obsługą, łatwym czyszczeniem, zaawansowaną automatyką pozwalającą na optymalne dopasowanie sterowania do warunków konkretnej instalacji grzewczej, długoletnim okresem gwarancji i opieki serwisu.

Ślimak podaje...

Przykładem takich urządzeń są kotły z podajnikiem ślimakowym na ekogroszek: GRO-ECO do 272 kW, MULTI do 272 kW z dodatkowym rusztem

Rys. Kocioł SAS AGRO-ECO 100 kW z systemem zewnętrznego podawania paliwa.

1. Zbiornik paliwa o pojemności 1500 dm³ (1000 kg peletu).

2. Zestaw rur elastycznych.

3. Spirala transportowa.

4. Zespół napędowy - motoreduktor.

5. Sterownik systemu zewnętrznego podawania paliwa.

12

wodnym (drewno, węgiel) lub kocioł ECO do 300 kW z podajnikiem tłokowym (miał, ekogroszek lub pelety przy zastosowaniu dodatkowych paneli ceramicznych) i dodatkowym paleniskiem. Obecnie w ofercie SAS znajdują się również znacznie większe jednostki o mocach od 300 kW do 1,5 MW. Nie można zapomnieć o popularnych kotłach zasypowych, które również znakomicie sprawdzają się w ogrzewaniu dużych powierzchni. Z uwagi na zdecydowanie większe rozmiary komory paleniskowej wymagają częstszego dozoru, ale umożliwiają spalanie innych opałów - grubego węgla, drewna. Często „pomagają” także w zagospodarowaniu odpadów poprodukcyjnych do celów grzewczych, np. w przetwórstwie drzewnym, stolarstwie, meblarstwie itp.

Na biomasę i pelety Alternatywą dla węgla jest spalanie biomasy w kotle AGRO-ECO do 150 kW lub peletów w kotłach z palnikiem MULTI FLAME do 200 kW. Komfort użytkowania można poprawić przez montaż systemu automatycznego podawania paliwa z zewnętrznego zbiornika lub wydzielonego pomieszczenia kotłowni i układu odpopielania.

Sterowanie poziomem paliwa w koszu pozwala w pełni zautomatyzować dostarczanie paliwa. Współpraca sterownika z modułem internetowym i GSM pozwala dozorować pracę kotła na odległość.

Sterownik MultiFun z kartą pamięci umożliwia samodzielną aktualizację oprogramowania. Archiwizacja ustawień regulatora pozwala na analizę pracy całego systemu ogrzewania, co może okazać się pomocne w sytuacjach wymagających wsparcia technicznego. www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

Dodatkowym udogodnieniem na miarę nowych czasów jest platforma internetowa e-multifun pozwalająca na zdalne zarządzanie i monitorowanie pracą kotła przy pomocy powszechnych w użyciu urządzeń mobilnych. Po założeniu konta na platformie uzyskujemy nie tylko możliwość zdalnej zmiany podstawowych parametrów, dostajemy także powiadomienia sms, e-mail o stanach alarmowych. A wersja premium konta pozwala na zdalną diagnozę problemów, opiekę instalatora, jeśli pojawi się konieczność pomocy specjalisty a także wsparcie serwisu producenta sterownika i kotła.

Pozwala to zaoszczędzić cenny czas i nerwy inwestora.

Bezobsługowa kaskada ZMK SAS oferuje inwestorom szeroki wybór kotłów dużej mocy powyżej 48 kW, a możliwość pracy w kaskadzie pokrywa zapotrzebowanie na ciepło w wielkokubaturowych obiektach. Ich zaletą jest praktycznie bezobsługowa praca w połączeniu z wymiernymi korzyściami w postaci niższych kosztów eksploatacji obiektu. Dodatkową zaletą pracy kotłów w kaskadzie jest również zapewnienie bezpieczeństwa ciągłej pracy instalacji w przypadku awarii jednego z kilku pracujących urzą-

2 (210), luty 2016

dzeń, co ma ogromne znaczenie w takich obiektach jak szpitale czy szkoły albo w sytuacji minimalnego zapotrzebowania na moc cieplną w budynku, np. w okresie letnim do przygotowania tylko ciepłej wody użytkowej.

3 x 100 kW Przykładem pracy takiego układu może być kotłownia o mocy 300 kW w ośrodku rehabilitacyjno-wypoczynkowym Polanika położonym u podnóża Gór Świętokrzyskich. Kotłownia jest wyposażona w trzy kotły SAS AGROECO o mocy 100 kW każdy, z przeznaczeniem do spalania biomasy, tj. w tym przypadku suchych pestek owoców (czereśni i wiśni). Pestki są wstępnie suszone w wentylowanym pomieszczeniu składu opału (z podgrzewaną podłogą), który znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie kotłowni.

Trzy kotły SAS AGRO-ECO o mocy 100 kW każdy produkują ciepło na potrzeby ogrzewania obiektu oraz wytwarzania ciepłej wody użytkowej. Całość instalacji wykonana jest w układzie zamkniętym, a każda jednostka zabezpieczona została zgodnie z przepisami przy pomocy naczynia przeponowego, zaworu bezpieczeństwa oraz zewnętrznej wężownicy schładzającej. Dodatkowo każdy z

kotłów chroniony jest przed tzw. korozją niskich temperatur poprzez zainstalowaną na powrocie pompę przewałową wraz z trójdrogowym zaworem do mieszania obiegu kotłowego. Jednostki produkujące ciepło połączone są w kaskadzie za pośrednictwem sprzęgła hydraulicznego.

Wytwarzane ciepło (podczas spalania biomasy) służy do ładowania podgrzewacza ciepłej wody użytkowej o pojemności 1500 dm3 oraz systemu grzewczego za pośrednictwem rozdzielacza modułowego, dostarcza ciepło do instalacji grzejników, ogrzewania podłogowego oraz zasilania central wentylacyjnych.

Kotłownię wyposażono także w system doprowadzenia powietrza zewnętrznego, niezbędnego do prawidłowego procesu spalania.

Szeroki zakres mocy oraz różnorodność konstrukcji produkowanych kotłów pozwala na zastosowanie ich Pytanie do...

Jakie cechy konstrukcyjne wyróżniają nowoczesne kotły na paliwa stałe, także w kontekście wymagań nowej normy PN-EN 303-5:2012? nie tylko do ogrzewania mieszkań w domach jednorodzinnych, ale również w większych obiektach takich jak: pawilony handlowe, usługowe, czy też budynki użyteczności publicznej itp., w których obliczeniowa temperatura wody zasilającej nie przekracza 85°C, a ciśnienie robocze 1,5 mbara.

Kotły te mogą współpracować również z instalacją ciepłej wody użytkowej za pośrednictwem wymiennika ciepła.

Podstawą doboru kotła do ogrzewania obiektu, powinien być bilans cieplny sporządzony zgodnie z obowiązującą normą PN-B-02025:2001.

Michał Łukasik

Wyniki internetowej sondy: grudzień (głosowanie na najpopularniejszy wśród internautów tekst ringowy zamieszczony w „Magazynie Instalatora“ XII/2015) Jeśli nie walczysz sam na ringu, pomóż zwyciężyć innym.

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

13

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Ring „MI”: ogrzewanie i c.w.u. dla dużych obiektów podgrzew, ogrzewanie, woda pitna, stacja

Taconova Stacje przygotowania świeżej wody ciepłej z serii TacoTherm Fresh służą do przepływowego podgrzewania wody pitnej do wymaganej temperatury w chwili zapotrzebowania.

Umożliwia to wyeliminowanie gromadzenia zapasu ciepłej wody pitnej i związanego z tym ryzyka rozwoju legionelli.

Woda pitna jest dostarczana przez dostawców jako produkt żywnościowy o wysokiej jakości. Podgrzewanie niepotrzebnych ilości wody podwyższa ryzyko powstawania drobnoustrojów w warunkach stagnacji. Dlatego w tradycyjnych układach magazynowania niezbędne są wysokie temperatury w celu zapewnienia higieny świeżej wody ciepłej. Stacje świeżej wody ciepłej podgrzewają wodę pitną tylko w razie potrzeby, unikając tym samym strat energetycznych i mankamentów higienicznych. l Uniwersalne rozwiązanie Wykorzystywanie energii cieplnej z zasobnika buforowego zapewnia niezależność centralnego, jak i decentralnego podgrzewania wody pitnej od rodzaju wytwarzania ciepła - ładowanie zasobnika buforowego może być realizowane przez ciepło solarne, kotły gazowe lub olejowe, kotły na pelety lub paliwo stałe albo pompy ciepła także w niższych zakresach temperatur. l Korzyści projektowe - bezpieczeństwo w zakresie projektowania i konstruowania instalacji ciepłej wody pitnej; - uproszczenie projektowania niskotemperaturowych systemów grzewczych przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniej jakości ciepłej wody pitnej; - zespoły i materiały dopuszczone do kontaktu z wodą pitną; - efektywne projektowanie dzięki odpowiedniej konstrukcji i konfiguracji stacji przez producenta; - możliwość kombinacji z rozmaitymi systemami zasobników buforowych. l Korzyści dla instalatora - krótszy czas montażu, uruchamiania i konserwacji;

14

- serwis i gwarancja z jednej ręki; - niezawodna praca dzięki stosowaniu wysokiej klasy komponentów; - uproszczone dokumentowanie jakości wody ciepłej. l Zalety elektronicznej regulacji Stacje przygotowania ciepłej wody TacoTherm Fresh wyposażone są w czujnik temperatury TacoControl, który ciągle mierzy temperaturę i wielkość przepływu, zamontowany na odpływie wody z wymiennika płytowego, w połączeniu z pompą obiegową o regulowanej bezstopniowo liczbie obrotów. Eliminuje to konieczność stosowania np. zaworów termostatycznych. Zaletą elektronicznej regulacji jest również fakt, że po stronie pierwotnej do wymiennika płytowego dociera tylko taka ilość wody grzewczej,

jaka jest potrzebna do podgrzania aktualnie pobieranej ilości wody użytkowej.

Pozwala to na stałe utrzymanie możliwie największej różnicy temperatury, ogranicza temperaturę powrotu wody grzewczej do bufora (do wartości maksymalnie 20°C) i redukuje stopień wytrącania kamienia na wymienniku.

Pytanie do...

Jakie są zalety stosowania stacji przygotowania świeżej wody ciepłej?

l

Kompaktowa konstrukcja Wszystkie moduły z serii TacoTherm Fresh dostarczane są jako fabrycznie zmontowane zestawy, okablowane, zaizolowane i gotowe do montażu na ścianie lub zbiorniku. Poszczególne króćce przyłączeniowe do obiegów grzewczych, dopływu zimniej wody, wylotu ciepłej wody i opcjonalnej cyrkulacji zlokalizowane są na spodzie stacji i umieszczone na specjalnej szynie. l Gama produktów dostosowana do zapotrzebowania Oferta stacji TacoTherm Fresh obejmuje modele o różnej wydajności, służące do zgodnego z zapotrzebowaniem podgrzewania wody ciepłej na zasadzie przepływowej: - TacoTherm Fresh Mega o wydajności czerpania 23 l/min stosuje się do obiektów posiadających do 24 jednostek mieszkaniowych; - TacoTherm Fresh Tera o wydajności czerpania 32 l/min stosuje się do

obiektów posiadających do 10 jednostek mieszkaniowych; - TacoTherm Fresh Peta o wydajności czerpania 60 l/min stosuje się do obiektów posiadających do 100 jednostek mieszkaniowych; - TacoTherm Fresh Exa o wydajności czerpania 125 l/min stosuje się do obiektów posiadających do 200 jednostek mieszkaniowych.

Krzysztof Janowski www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Ogrzewania płaszczyznowe od A do Z

Równoległa regulacja Przedmiotem poprzedniego artykułu był zespolony system regulacji ogrzewania płaszczyznowego z podwójną regulacją temperatury.

Przedmiotem niniejszego artykułu jest system równoległy regulacji temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu z podwójną regulacją.

Obecnie w systemach ogrzewania domów jednorodzinnych prawie zawsze znajduje zastosowanie ogrzewanie płaszczyznowe. Nie dotyczy to domów, w których zastosowano wyłącznie ogrzewanie nadmuchowe. Na etapie projektowania instalacji jedyną kwestią do ustalenia jest zakres ogrzewania płaszczyznowego i tradycyjnego ogrzewania grzejnikowego. Wysokie wymagania klientów w zakresie komfortu cieplnego stawiają wysoką poprzeczkę projektantowi i wykonawcy instalacji. Projektant instalacji sanitarnych musi już na wstępnym etapie projektu dokładnie zapoznać się ze specyfiką obiektu i wymaganiami przyszłego użytkownika. Projektant w trakcie projektowania instalacji musi optymalizować rozwiązania pod względem zużycia energii, kosztów związanych z wykonawstwem oraz eksploatacją ze względu na wymagania użytkownika oraz prawo budowlane [1]. Wykonawca na etapie realizacji instalacji powinien zwrócić uwagę na zgodność z projektem, funkcjonalność, staranność wykonania oraz stabilność pracy instalacji. Są to warunki konieczne, ale niewystarczające spełnienia założonego celu. Istotnymi czynnikami decydującymi o zadowoleniu użytkownika jest komfort użytkowania oraz estetyka wykonania.

Zespół do „drabinki”...

W przypadku obiektów ze znacznym udziałem ogrzewania powierzchniowego, najczęściej podłogowego, grzejniki podłogowe zasilane są przez niezależny system z rozdzielaczami i kolektorami podłogowymi. Temperatura www.instalator.pl

medium w systemie ogrzewania powierzchniowego jest regulowana niezależnie od innych obiegów, takich jak obiegi grzejnikowe, zasilanie z zasobnika ciepłej wody użytkowej czy nagrzewnic powietrza. Sprawa się komplikuje, gdy w systemie grzewczym dominują grzejniki tradycyjne, zaś incydentalnie znajduje zastosowanie ogrzewanie podłogowe. Najczęściej ogrzewanie podłogowe wykonuje się w łazience lub/i małej kuchni. Przy jednym lub dwóch niezbyt dużych grzejnikach podłogowych nie stosuje się specjalnego obiegu niskotemperaturowego z rozdzielaczami i kolektorami podłogowymi oraz układu redukcji temperatury. W takim przypadku należy poszukać innego, prostszego rozwiązania bazującego na ograniczniku temperatury powrotu RTB. Ciekawym rozwiązaniem w tym zakresie jest zespół przyłączeniowy do grzejników drabinkowych oraz jednej pętli ogrzewania podłogowego (rys. 1). Poniższy zespół przyłączeniowy wspólnie może zasilać tradycyjny grzejnik drabinkowy i grzejnik podłogowy lub ścienny.

Zespół przyłączeniowy do grzejnika i pętli ogrzewania podłogowego rekomendowany jest do łazienek i natrysków, gdzie oprócz tradycyjnego grzejnika drabinkowego pożądany jest efekt ciepłej podłogi z jednoczesnym zachowaniem wysokiej estetyki wykonania przyłączy. Zamiast grzejnika drabinkowego powyższy zespół może zasilać tradycyjny grzejnik płytowy zasilany od dołu. W przypadku wykorzystania grzejnika płytowego zastosowanie zespołu przyłączeniowego (rys.

1) poszerza się o kuchnie, komunikację oraz inne pomieszczenia, gdzie

wymagane jest ogrzewanie z grzejnikiem i podłogówką lub ogrzewaniem ściennym.

Z małą „podłogówką” Zespół przyłączeniowy (rys. 2) stanowi kompleksowe rozwiązanie w zakresie połączenia typowego ogrzewania grzejnikowego z „małą podłogówką”. Tradycyjny rozdzielacz i kolektor instalacji centralnego ogrzewania łączy za pomocą jednej rury zasilającej i jednej rury powrotnej zespół przyłą-

Rys. 1. Zespół przyłączeniowy do zasilenia grzejnika drabinkowego i pętli ogrzewania podłogowego [2] 1 przyłącza do połączenia podejścia grzejnikowego kątowego z wkładką termostatyczną, 2 - zawór termostatyczny z widoczną nastawą wstępną, 3 - zawór powrotny, 4 - ogranicznik temperatury cyrkulacji, 5 - obudowa zespołu przyłączeniowego. czeniowy (6). Ten zaś dystrybuuje poprzez równoległe połączenie grzejnika drabinkowego (1) i pętli ogrzewania podłogowego (5) czynnik grzewczy do grzejnika drabinkowego (1) i podłogowego (5). Innymi słowy - podłączenie zespołu przyłączeniowego (4) realizowane jest do pojedynczego odejścia grzejnikowego w rozdzielaczu, bez konieczności budowy skomplikowanego i drogiego układu do redukcji temperatury czynnika grzewczego (układ mieszający). Podstawowym źró-

15

miesięcznik informacyjno-techniczny

Rys. 2. Zespół przyłączeniowy z grzejnikiem drabinkowym i pętlą ogrzewania podłogowego [2]: 1 - grzejnik drabinkowy, 2 - głowica termostatyczna, 3 - kątowe podejście grzejnikowe z wkładką termostatyczną, 4 - zespół przyłączeniowy, 5 - zasilanie i powrót grzejnika podłogowego, 6 - zasilanie i powrót zespołu przyłączeniowego. dłem ciepła w pomieszczeniu jest grzejnik drabinkowy (1), którego wydajność grzewcza jest regulowana za pomocą głowicy termostatycznej (2).

Grzejnik drabinkowy (lub płytowy zasilany od dołu) podłączony jest do zespołu przyłączeniowego (3) za pomocą typowego podejścia kątowego (3) grzejnikowego z wkładką termostatyczną (rys. 3), na którą zabudowuje się głowicę termostatyczną. Powyższe rozwiązanie nie ogranicza się tylko do grzejników drabinkowych. W analogiczny sposób można podłączyć zwykły grzejnik płytowy bez wkładki termostatycznej. Wkładka termostatyczna do regulacji temperatury w pomieszczeniu ogrzewanym jest zabudowana na podejściu grzejnikowym.

Pętla grzejnika podłogowego połączona jest z zespołem przyłączeniowym (rys. 1) za pomocą zaworu termostatycznego z widoczną nastawą wstępną TS 98V (2) na powrocie oraz zaworu powrotnego RL1 (3) na zasilaniu.

Taki sposób podłączenia związany jest

Rys. 3. Podejście grzejnikowe z wkładką termostatyczną [2].

16

2 (210), luty 2016

z koniecznością zabudowy ogranicznika temperatury powrotu na zaworze termostatycznym na powrocie z pętli grzejnika podłogowego. Regulację temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu i temperaturę podłogi zapewniają głowica termostatyczna i ogranicznik temperatury powrotu (rys. 4).

Zadaniem grzejnika podłogowego (4) jest zapewnienie poczucia komfortu związanego z ciepłą podłogą w ogrzewanym pomieszczeniu, gdzie przebywamy w ubraniu. Ponadto grzejnik redukuje wrażenie zimna w pomieszczeniach, w których przebywamy skąpo odziani oraz gdy dotykamy podłogi gołą, często wilgną stopą. Grzejnik podłogowy wspomaga także podstawowe źródło ciepła w postaci grzejnika drabinkowego (1).

Wydajność grzewcza grzejnika drabinkowego (1) uzależniona jest od temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu oraz od zadanej temperatury na pokrętle głowicy termostatycznej (2). Wydajność grzewcza grzejnika podłogowego (4) uzależniona jest od temperatury czynnika powracającego z pętli ogrzewania podłogowego oraz od wartości zadanej na pokrętle ogranicznika temperatury powrotu (3) zabudowanego na wkładce termostatycznej zaworu termostatycznego, zintegrowanego z zespołem przyłączeniowym. W obiegu grzejnika drabinkowego oraz w obiegu grzejnika podłogowego równoważenie hydrauliczne realizowane jest za pomocą nastaw wstępnych na wkładkach zaworów termostatycznych. Grzejnik podłogowy i grzejnik drabinkowy w tym układzie pracują równolegle. Na uwagę zasługuje informacja, że oba systemy regulacji temperatury działają autonomicznie i nie są ze sobą połączone. Nie można jednak powiedzieć, że oba działają całkiem niezależnie. Pełną niezależność posiada system regulacji temperatury powierzchni podłogi od systemu regulacji temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu. System regulacji temperatury powietrza ulega wpływowi systemu regulacji temperatury powierzchni podłogi za sprawą wprowadzanych zysków ciepła od ciepłej podłogi. Bogactwo pracy systemu regulacji podłogi z wykorzystaniem ogranicznika temperatury podłogi przedstawia wykres czasu reakcji ogranicznika temperatury powrotu w funkcji temperatury czynnika grzew-

czego na powrocie oraz zmiana przepływu (rys. 5).

Dla zapewnienia poprawnej i estetycznej zabudowy zespołu przyłączeniowego należy dokonać szczegółowej analizy budowy, wymiarów geometrycznych i zasady działania armatury przyłączeniowej. Przydatne do tego celu są rysunki przykładu zabudowy zestawu przyłączeniowego, które przedstawiają podstawowe wymiary geometryczne i sposób przygotowania ściany. W zależności od wymagań producenta grzejnika są możliwe co najmniej dwie zabudowy zestawu. Dla grzejników płytowych konieczna będzie zabudowa z elementem dystansującym długim, zaś dla grzejników drabinkowych możliwa będzie zabudowa z elementem dystansującym krótkim.

Sposób funkcjonowania System składa się z rozdzielacza zainstalowanego w obudowie podtynkowej. Rozdzielacz podłączony jest do doprowadzenia i odprowadzenia systemu grzejnego. Na odprowadzeniach czołowych podłączony jest grzejnik, np. przy pomocy elementów przyłączeniowych. Na pozostałych odprowadzeniach zamontowane są wchodzące w skład dostawy zawory powrotne i ogranicznik temperatury powrotu, do regulacji obwodu podłogowego.

Znane jest w technice instalacyjnej podobne rozwiązanie z wykorzystaniem zaworu termostatycznego i głowicy termostatycznej na zasilaniu grzejnika drabinkowego oraz ogranicznika temperatury na powrocie grzejnika drabinkowego - tzw. połączenie szeregowe (dla ochrony grzejnika podłogowego przed przegrzaniem). Jest jednak zasadnicza różnica w pracy tych układów. Szeregowe połączenie wszystkich elementów systemu powoduje znaczne zwiększenie oporu hydraulicznego obiegu oraz wzajemne zakłócenia pracy zaworu termostatycznego i ogranicznika temperatury powrotu. Przy przewymiarowanym grzejniku drabinkowym niska temperatura czynnika powracającego jest niewystarczająca dla uzyskania efektu ciepłej podłogi. Przy zbyt małym grzejniku drabinkowym wysoka temperatura powrotu powoduje przymykanie się ogranicznika powrotu, ograniczając tym samym przepływ i powodując niedogrzanie pomieszczenia. www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

Rys. 4. Zespół przyłączeniowy z grzejnikiem podłogowym [2]: 1 - grzejnik podłogowy, 2 - głowica termostatyczna grzejnika drabinkowego, 3 - ogranicznik temperatury powrotu ogrzewania podłogowego, 4 - zasilanie pętli ogrzewania podłogowego.

2 (210), luty 2016

Przy równoległym połączeniu obu grzejników nie występują żadne zakłócenia ich pracy - grzejniki wręcz uzupełniają się. Gdy grzejnik podłogowy powoduje nadwyżkę ciepła w pomieszczeniu ogrzewanym, wówczas automatycznie następuje ograniczenie wydajności grzejnika drabinkowego poprzez zadziałanie głowicy termostatycznej, reagującej na temperaturę powietrza w pomieszczeniu. Gdy główny ciężar ogrzewania spoczywa na grzejniku drabinkowym, wówczas grzejnik podłogowy nie jest zdeterminowany utrzymywaniem wysokiej temperatury powrotu, a więc zbyt wysokiej temperatury powierzchni podłogi. System ten posiada jedyne ograniczenie, które związane jest ze źródłem ciepła.

Nie należy mianowicie stosować zespołów przyłączeniowych przy kotłach stałopalnych lub przy źródłach o wysokiej temperaturze zasilania (ze względu na grzejnik podłogowy).

Przedmiotem następnego artykułu będzie system regulacyjny ogrzewania płaszczyznowego z podwójną regulacją temperatury zespolony szeregowy.

Grzegorz Ojczyk

Rys. 5. Wykres czasu reakcji ogranicznika temperatury powrotu w funkcji temperatury czynnika grzewczego na powrocie oraz zmiana przepływu [2].

Literatura [1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dziennik Ustaw nr 75, poz. 690, wraz z nowelizacjami).

[2] Materiały firmowe HERZ Armatura i Systemy Grzewcze Spółka z o.o. (www.herz.com.pl).

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Energia i jej magazynowanie (1)

Gromadzenie dżuli Energia należy do tych dóbr, które są niezbędne człowiekowi do życia, ale również do funkcjonowania zarówno gospodarki, przemysłu, jak i rolnictwa. Dlatego też warto sobie bliżej przyswoić samo pojęcie energii oraz wskazać w uporządkowany sposób spotykane jej zasoby, w tym i nośniki.

Ma to szczególne znaczenie, ponieważ dostępne jej formy użytkowe wynikają zazwyczaj z konwersji pierwotnych zasobów oraz pośrednich nośników energii. Na wstępie tego tekstu zostanie przedstawiona klasyfikacja dostępnych zasobów energii, a w dalszej kolejności problematyka jej magazynowania.

Pojęcie energii Energia, jako jedna z podstawowych wielkości fizycznych (i to skalarna), wprowadzona przez T. Younga (1807), charakteryzuje stan dowolnego układu fizycznego (cząstek, ciał, układów ciał, pól fizycznych), stanowiąc jego miarę zdolności do wykonania pracy. Pojęcie to służy do ilościowego określenia różnych rodzajów ruchu i wzajemnego oddziaływania układów fizycznych.

Jednostką podstawową energii w obowiązującym układzie jednostek SI jest dżul [J] i stosujemy jego wielokrotności, zaś jednostką nienależącą do tego układu, ale dopuszczoną do stosowania - watogodzina [Wh], również ze swoimi wielokrotnościami.

Energia występuje w różnych postaciach, jako np.: energia chemiczna, energia jądrowa, energia mechaniczna (energia kinetyczna, potencjalna, sprężysta, grawitacyjna i akustyczna), energia cieplna (określenie popularne, bo ciepło jest sposobem przekazywania energii), energia elektromagnetyczna (w tym światło, fale radiowe, promieniowanie kosmiczne, Rentgena i inne), energia elektryczna (statyczna i elektrodynamiczna). Formy te zazwyczaj nie występują w przyrodzie w postaci

18

przydatnej do bezpośredniego wykorzystania. By uzyskać jej postać wygodną do bezpośredniego wykorzystania, należy zrealizować proces choćby częściowej konwersji energii z jej pierwotnych zasobów.

Warto jeszcze przypomnieć podstawowe formy przenoszenia energii.

Otóż energię można przekazać na sposób pracy lub ciepła, a także za pośrednictwem strumienia substancji.

Ponadto można przekazywać energię w postaci prądu elektrycznego.

Klasyfikacja zasobów energii Wobec różnorodności zasobów dostępnej energii można w pierwszej kolejności dokonać najbardziej ogólnego jej podziału na: l konwencjonalne zasoby energii, l niekonwencjonalne (alternatywne) zasoby energii odnawialnej, l niekonwencjonalne zasoby energii nieodnawialnej, do których można zaliczyć m.in. ostatnio nabierającą znaczenia - energię niekonwencjonalnych złóż węglowodorowych.

Po takim ogólnym podziale można przystąpić do szczegółowego omówienia poszczególnych dziedzin energii. I tak konwencjonalne zasoby energii można dalej podzielić na: l naturalne zasoby energetyczne obejmujące: - paliwa pierwotne (kopalne), w tym organiczne: węgiel kamienny i brunatny (głównie węgle humusowe ze szczątków flory lądowej), ropa naftowa, gaz ziemny (z substancji organicznej) oraz - jądrowe: rozszczepialne i paliworodne,

- uszlachetnione i przerobione naturalne nośniki energii (koks, brykiety, benzyny, propan, oleje, mazut, gaz syntetyczny itp.).

Z kolei przechodząc do niekonwencjonalnych, zwanych też alternatywnymi, zasobów energii odnawialnej warto na wstępie podkreślić, że bezdyskusyjnie przyjmuje się w energetyce, że wszystkie postacie energii odnawialnej pochodzą z trzech podstawowych źródeł: - z energii promieniowania Słońca, - z energii wnętrza Ziemi - energia geotermiczna, - z energii ruchów planetarnych energia przypływów i odpływów mórz.

Energia promieniowania słonecznego jest w części przetwarzana na inne zasoby energii odnawialnej, np.: - w procesie fotosyntezy na biomasę (tak też powstał węgiel w odpowiedniej epoce geologicznej), - w cyklu hydrologicznym na energię wodną, - na energię ruchów atmosfery oraz fal i prądów morskich itp.

Do niekonwencjonalnych (alternatywnych) zasobów energii odnawialnej zaliczana jest zatem: - energia wód śródlądowych, - energia pływów morza, energia maretermiczna oceanów, - energia geotermiczna (energia zakumulowana we wnętrzu Ziemi), w tym i energia geotermalna, - energia wiatru, - energia promieniowania słonecznego, - energia biomasy i biopaliw.

Do ostatniej, trzeciej głównej grupy zasobów energii zaliczamy tzw. niekonwencjonalne zasoby energii nieodnawialnej, wśród których występuje: - wodór, - energia niekonwencjonalnych złóż węglowodorowych, - energia reakcji chemicznych, www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

- energia magnetohydrodynamiczna (np. z kontrolowanych reakcji termojądrowych), - energia geotermalna w postaci gejzerów, - energia ze spalania odpadów (komunalnych i przemysłowych) i biogazu pochodzącego ze składowisk odpadów komunalnych oraz oczyszczalni ścieków, a także biogazu z przeróbki odpadów zwierzęcych, - przemysłowa energia odpadowa (fizyczna i chemiczna).

Do tej grupy można też zaliczyć zasoby energii zawartej w powietrzu atmosferycznym: - wykorzystywane w technice wentylacyjnej i klimatyzacyjnej (technika free cooling), - wykorzystywane jako dolne źródło ciepła pomp grzejnych, ale także zapasy składowanego lodu jeziorowego.

Warto jeszcze bliżej omówić tak popularne dzisiaj w świecie, wskazane powyżej, niekonwencjonalne złoża węglowodorowe, wymagające specyficznych technik wydobycia, przy czym ich eksploatacja jest możliwa technologicznie i opłacalna ekonomicznie, do których zalicza się: - złoża gazu łupkowego (shale gas), zawartego w łupliwych (osadowych) skałach ilasto-mułowcowych, czyli łupkach dolnego syluru i górnego ordowiku, czerwonego spągowca, powstałych w morzu (basen sedymentacyjny) 460-420 mln lat temu, w Polsce szacowane na ok.

1000-3000 mld m3 i występujące na wschodnim Pomorzu, wschodnim Mazowszu oraz Lubelszczyźnie, także łupki dolnego karbonu - północna część Dolnego Śląska, - złoża gazu zamkniętego, gazu zaciśniętego (tight gas), zawartego w głębokich częściach basenów sedymentacyjnych, np. w słabo przepuszczalnych zcementowanych piaskowcach, - metan pokładów węgla (coal-bed methane), - gaz głębinowy (deep gas), - złoża ropy naftowej w łupkach bitumicznych, - piaski roponośne, - hydraty (klatraty) metanu. www.instalator.pl

2 (210), luty 2016

Niezbędność magazynowania energii Po przedstawieniu klasyfikacji dostępnych zasobów energii można przejść do zagadnienia magazynowania energii. Bierze się ono z tego, że ważnym problemem współczesnej energetyki, w tym i cieplnej, jest występujący zauważalny rozziew między popytem na energię a podażą na nią.

Problem ten jest szczególnie często spotykany przy zagospodarowywaniu energii zarówno z zasobów odnawialnych, jak i odpadowych, ale nie tylko. Bowiem podstawową cechą zapotrzebowania na energię jest jej zmienność. Podlega ono zmianie nie tylko w ciągu doby, ale i sezonowo, a przy tym zwykle jest przeciwne do występującej podaży. Przykładowo, podczas już np. doby, występuje silnie zmienne zapotrzebowanie na energię elektryczną w postaci szczytu dziennego oraz tzw. doliny nocnej.

Podobnie występują różne potrzeby przy sezonowym ogrzewaniu pomieszczeń, bo zapotrzebowanie na ciepło silnie zależy od poziomu temperatury powietrza zewnętrznego, generującego stosowne straty ciepła tych pomieszczeń, gdy tymczasem źródło ciepło musi pokrywać zapotrzebowanie szczytowe.

Często się zdarza, że przy dużym zapotrzebowaniu na energię możliwości jego pokrycia są ograniczone, a niekiedy nawet niewystarczające.

Tak jak ostatnio, w minionym lecie, spotkaliśmy się np. z ograniczeniami dostawy energii elektrycznej dla niektórych jej odbiorców.

Ważną możliwością przeciwdziałania takiej sytuacji jest koncepcja magazy-

nowania energii. Jest ona nieodzowna, zwłaszcza gdy chwilowe zapotrzebowanie na energię jest niskie, a może niebawem wzrosnąć, co ma szczególne znaczenie wobec określonych, granicznych możliwości dostawczych źródeł będących aktualnie do dyspozycji. Wobec nadmiaru dostępnych mocy przy jej jednoczesnym niskim zapotrzebowaniu potencjalne nadwyżki energii powinny być właśnie magazynowane.

W konsekwencji takiej sytuacji sposób magazynowania energii musi być właściwie dostosowany do sposobu jej pozyskiwania i potrzeb odbiorców. Stąd też mamy do dyspozycji różne sposoby i technologie jej magazynowania.

W dodatku szczególnego znaczenia akumulacja energii nabiera wówczas, gdy - jak aktualnie - przywiązuje się coraz większą uwagę na uzyskiwanie energii z zasobów odnawialnych i odpadowych, które wszak cechują się dużą zmiennością konwersji energii, a często pojawiają się w innym czasie i miejscu niż potrzeby energetyczne konkretnego odbiorcy.

Magazynowanie energii może pozwolić na osiągnięcie szeregu korzyści, do których można zaliczyć: l zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego, l redukcję kosztów wytwarzania i przesyłania energii, l wzrost elastyczności systemów energetycznych, l zmniejszenie rozmiarów urządzeń wytwórczych, a przy tym lepsze, bardziej sprawne i efektywne ich wykorzystanie, l zmniejszenie zużycia energii, przy takim samym poziomie zużycia paliw pierwotnych, l redukcję emisji zanieczyszczeń do atmosfery poprzez zmniejszenie zużycia paliw kopalnych, l poprawę stanu środowiska, zwłaszcza czystości powietrza, ale i uniknięcia części szkód górniczych.

W kolejnej części przedstawie m.in. klasyfikację sposobów magazynowania energii. dr inż. Piotr Kubski

19

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Ciepło z posadzki bez jastrychów (2)

Ultracienki grzejnik W artykułach przedstawiony został system ultracienkiej podłogi ogrzewanej. W systemie tym wyeliminowano wady montażu wodnego ogrzewania podłogowego na „mokro” i wykorzystano zalety montażu na „sucho”. System ten został przebadany pod względem rozkładu temperatur na PB. W poprzedniej części (artykuł pt. „Cenna podłogówka”,”Magazyn Instala tora” 11/2015 przyp. red.) przedstawiono system ultracienkiej podłogi ogrzewanej. Łączy on zalety i eliminuje wady istniejących do tej pory systemów. Jest to również znacznie tańsza, a zarazem skuteczna alternatywa dla innych systemów ogrzewania podłogowego wodnego z suchymi jastrychami. System ten został przebadany pod względem rozkładu temperatur w ramach pracy inżynierskiej na Politechnice Białostockiej prowadzonej pod kierunkiem prof. Mirosława Żukowskiego. „W celu wykonania badań eksperymentalnych zostało przystosowane istniejące stanowisko w Katedrze Ciepłownictwa Politechniki Białostockiej , które służy do badań grzejników konwekcyjnych. Źródłem ciepła jest kocioł elektryczny o mocy 4 kW i sprawności maksymalnej 99,5%. Do pomiaru ilości oddawanego ciepła, strumienia objętości czynnika grzejnego oraz temperatur zasilania i powrotu służą ciepłomierze ultradźwiękowe obsługujące cztery obiegi podłączone równolegle z kotłem za pomocą rozdzie-

Fot. 1. Obraz termowizyjny grzejnika przy temperaturze zasilania równej 28°C (opracował M. Żukowski).

20

laczy. Układ zabezpieczony jest naczyniem przeponowym i zaworem bezpieczeństwa. Dodatkowo zastosowano rejestrator, do którego podłączono oporowe czujniki Pt1000, które służyły do pomiaru temperatur powietrza w laboratorium, zasilania i powrotu badanych grzejników płaszczyznowych oraz temperatury bezpośrednio nad wężownicą. Pole temperatury na powierzchni grzejnika było skanowane za pomocą kamery termowizyjnej o dużej rozdzielczości mniejszej od 0,08K. Eksperymenty wykonywano w czterech następujących po sobie seriach skokowo zmieniając temperaturę wody zasilającej grzejniki, której wartość wynosiła 28, 35, 45 i 55°C. Regulator temperatury zamontowany w kotle stabilizował wartość zadaną w zakresie od -0,5°C (załączenie grzałki) +0,5°C (wyłączenie grzałki). Ze względu na stosunkowo dużą bezwładność cieplną badanych obiektów rejestracja danych pomiarowych odbywała się z krokiem czasowym równym 1 minuta. Po uzyskaniu ustalonych warunków wymiany ciepła wykonywano zdjęcia termowizyjne grzejników w celu określenia średniej wartości temperatury ich powierzchni” (cyt. M. Żukowski, P. Karpiesiuk (2015): „Wyniki badań ogrzewania płaszczyznowego typu B technologia sucha”, Instal 7/8 2015).

Znając wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu Ti i temperatury powierzchni terakoty Tf, obliczano gęstość strumienia ciepła q emitowanego przez badany grzejnik z poniższej zależności: q 8,92 * (Tf - Ti)1,1.

Średni kwadratowy błąd bezwzględny określenia gęstości strumienia ciepła q wynosił około 5 W odniesieniu do 1 m2 płyty, a błąd względny nie przekraczał 9%.

Badania wykazały, że średnia różnica między wartościami temperatury nad i pomiędzy rurami wynosiła dla temperatury zasilania Tv równej 28, 35, 45 i 55°C odpowiednio 1,6°C, 2,8°C, 4,5°C i aż 6,2°C. Warto zwrócić uwagę, że badany grzejnik posiada bardzo małą bezwładność cieplną. Stan zadany można osiągnąć zaledwie w ciągu jednej godziny, gdy chcemy zmienić temperaturę o 10°C. W przypadku tradycyjnych konstrukcji z „mokrym” jastrychem ten sam czas jest kilkakrotnie dłuższy. To wielka zaleta przy nieakumulacyjnych systemach ogrzewania podłogowego. Niewielka bezwładność cieplna pozwala na skrócenie czasu ogrzewania lub też czasu stygnięcia podłóg, a co za tym przyczynia się do oszczędności energii przy odpowiedniej regulacji temperatury.

Zalety Podsumowując wyniki badań nad rozkładem temperatur przy różnych temperaturach zasilania, należy wyróżnić następujące zalety badanego systemu: l Niewielki ciężar układu pozwala na montaż całości przy małej nośności konstrukcji. l Ze względu na niską wysokość podłogi można go polecać przy remontach lub modernizacji pomieszczeń. l Niska bezwładność układu pozwala na szybkie osiągnięcie zakładanej temperatury na powierzchni posadzki (zmianę temperatury o 10°C osiąga się maksymalnie w ciągu 1 godziny). l Czas montażu systemu, a co za tym idzie - oddania do eksploatacji, jest bardzo krótki - po ułożeniu siatki z www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

klejem po 1-2 dniach można układać płytki gresu. l Koszt jest znacznie niższy względem systemów z suchymi jastrychami i porównywalny z systemami wykonania mokrych jastrychów.

Jedyną wykrytą wadą jest nierównomierny rozkład temperatur na powierzchni grzejnej. Brak warstwy przewodzącej w postaci folii aluminiowej wpływa na wahania temperatury w miejscu bezpośrednio nad wężownicą i pomiędzy nimi. Te różnice zależą od wysokości temperatury zasilania i wynoszą od 1,6°C przy Tv 28°C do 6,2 przy Tv 55°C. Trzeba też mieć na uwadze fakt, że wraz ze wzrostem odległości pomiędzy rurami wężownicy różnice temperatur będą rosły, ale to nie było tematem badań w pracy inżynierskiej.

Wnioski Powyższe badania eksperymentalne miały na uwadze między innymi potwierdzenie, że niezastosowanie powłok przenoszących ciepło wpłynie na wahania temperatur między rurami wężownicy. Z punktu widzenia praktycznego nie ma jednak sensu stosować w rzeczywistości temperatur zasilania ponad 35°C, gdyż przy ultracienkiej podłodze, gdzie wężownica ogrzewania podłogowego znajduje się w odległości do 2 cm od powierzchni posadzki i nie ma jastrychów, człowiek odczuje dyskomfort użytkowania tego rodzaju podłoża pod stopami. Z badań nad idealnym profilem pionowego rozkładu temperatur w pomieszczeniu, gdzie ogrzewanie podłogowe jest bardzo zbliżone charakterystyką do tego profilu, wynika, że komfortowa temperatura podłogi grzejnej powinna wahać się w granicach od 25-27°C, a maksymalna nie przekraczać 30°C. Zbyt wysokie temperatury powietrza (na co ma wpływ temperatura podłogi), czyli w granicach 22-24°C, mogą powodować podrażnienia błony śluzowej.

Jeżeli wykonamy posadzkę bez jastrychów dla niskich temperatur zasilania, czyli tam, gdzie czynnik grzejny, będzie miał na wejściu maksymalnie do 35°C, to człowiek nie odczuje różnicy temperatury na posadzce, wynoszącej tylko w niektórych miejscach maksymalnie do ok. 2,5°C. To sprawi, że wada w postaci nierównomierności występowania temperatur nie będzie miała miejsca. www.instalator.pl

2 (210), luty 2016

Fot. 2 a. Płyta izolacyjna z kanalikami ułożona u klienta (fot. z archiwum Elektra Kardo).

Fot. 2 b. Wężownica zamocowana w kanalikach płyt izolacyjnych u klienta (fot. z archiwum Elektra Kardo).

Fot. 2 c. Mechaniczny montaż płyt izolacyjnych do podłoża (fot. z archiwum Elektra Kardo).

Fot. 2 d. Ułożenie zaprawy klejowej z siatką z włókna szklanego nad wężownicą u klienta (fot. z archiwum Elektra Kardo).

Ważną zaletą tego układu podłogi jest cena detaliczna materiałów i robocizny szacowana bez podatku VAT na ok. 190 zł/m2 (w tym założono 110 zł/m2 za wymieniony materiał i 80 zł/m2 za robociznę łącznie z ułożeniem zaprawy klejowej z wtopiona siatką).

Przyjęto założenia takie same jak w powyżej wymienionych przykładach, uwzględniając specyfikę warstw tej podłogi, a mianowicie: l użycie płyt xps gr. 4 cm z kanalikami (fot. 2 a), l ułożenie rurki ogrzewania podłogowego co 10 cm (fot. 2 b, c), l pokrycie całości klejem elastycznym z wtopiona siatką o gramaturze 320 g/m2 (fot. 2 d).

Jest to cena na poziomie wykonania ogrzewania podłogowego w tradycyjnym układzie ogrzewania wodnego podłogowego z ułożeniem mokrej gładzi betonowej.

Ten argument może sprawić, że ten rodzaj ogrzewania podłogowego w przyszłości będzie znajdował coraz więcej użytkowników. Na pewno będzie to atrakcyjne rozwiązanie, szczególnie dla grupy ludzi potrafiących wiele rzeczy zrobić własnymi siłami, którzy prace fachowe wykonają samodzielnie i będą musieli tylko zapłacić za zakupiony materiał.

Oprócz tego, poza już wymienionymi zaletami ogrzewania podłogowego na płytach izolacyjnych z kanalikami

pokrytymi siatką z klejem i bezpośrednio terakotą, gresem, kamieniem, można wymienić inne ważne cechy tego systemu: l czystość układania i eliminacja używania budowlanego sprzętu (betoniarki, agregaty), l łatwość montażu - nadaje się do pracy „zrób to sam” (do it yourself), l ułatwienie montażu rur grzejnych w gotowych bruzdach, 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 gładzi betonowych.

Warto też nadmienić, że istnieją podobne rozwiązania oparte o ten sam materiał - xps, lecz z innymi rozstawami i układem bruzd oraz innymi warstwami płyt izolacyjnych, najczęściej z użyciem mas samopoziomujących.

Jacek Karpiesiuk Literatura: * P. Karpiesiuk (2015): praca dyplomowa, inżynierska: „Badania pola temperatury przy ogrzewaniu płaszczyznowym”, promotor: prof. nzw. dr hab. inż. M. Żukowski, Politechnika Białostocka, Katedra Ciepłownictwa. * M. Żukowski, P. Karpiesiuk, „Wyniki badań grzejnika płaszczyznowego o bardzo małej wysokości - technologia sucha”, Instal 10/2015. * Fotografie z archiwum Elektra Kardo.

21

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Grzanie prądem - ciepła woda nie taka kosztowna...

Zysk z taryfy Jednym ze sposobów zapewnienia ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) w budynkach mieszkalnych czy też użyteczności publicznej jest użycie do jej podgrzania energii elektrycznej. Jest to szczególnie wygodne w miejscach, w których nie mamy dostępu do sieci ciepłowniczej lub gazowej lub tam, gdzie nieopłacalne jest uruchamianie lokalnego systemu ogrzewania tylko w celu podgrzania wody.

Zaletą systemów elektrycznych stosowanych do podgrzewania c.w.u. jest niski koszt instalacji związanej z ich montażem. Co prawda jest to okupione może większymi kosztami eksploatacji (chociaż nie zawsze tak musi być), lecz reasumując może być to interesująca alternatywa dla zapewnienia sobie komfortu wynikającego z kąpieli w wannie lub pod prysznicem w strumieniach ciepłej wody bez konieczności rozpalania ognia i późniejszego wynoszenia popiołu z palenisk opalanych węglem lub drewnem.

Systemy ogrzewania elektrycznego wody należy podzielić na dwie kategorie: systemy ogrzewania pojemnościowe, gdy ogrzewamy za pomocą grzałki elektrycznej lub pomp ciepła wodę w zbiorniku, która później jest rozprowadzana rurami do punktów czerpania, oraz systemy ogrzewania przepływowe, gdy podgrzewamy dokładnie tyle wody, ile jest w danym momencie potrzebne i grzałka elektryczna jest załączana jedynie w momencie poboru c.w.u.

Każdy z tych systemów ma swoje wady i zalety, które poniżej postaram się pokrótce omówić.

Podgrzew pojemnościowy W przypadku systemu pojemnościowego wykorzystujemy zbiorniki wyposażone w grzałki elektryczne o mocy 23 kW - popularnie zwane bojlerami elektrycznymi lub - bardziej poprawnie - pojemnościowymi ogrzewaczami elektrycznymi. Pojemność podgrzewacza

22

dopasowuje się do liczby osób mieszkających w domu oraz od preferencji użytkowników. W przypadku oszczędnego gospodarowaniem ciepłą wodą, wystarczy jej zapas w ilości 15-30 l na osobę. Czyli dla rodziny czteroosobowej pojemność zasobnika powinna wynosić co najmniej 60 l. Jeśli jednak wymagamy, aby ciepłej wody zawsze było pod dostatkiem, to powinniśmy przewidzieć 30-60 l na osobę. W takim przypadku dla czteroosobowej rodziny zasobnik powinien mieć pojemność 120-240 l.

Powyższe wyliczenia zostały dokonane przy założeniu, że temperatura wody w zbiorniku osiąga co najmniej 45°C i podczas korzystania miesza się ją z wodą zimną (w baterii czerpalnej).

Do podstawowych zalet elektrycznych ogrzewaczy pojemnościowych należy prostota ich montażu oraz możliwość zastosowania do ogrzewania wody tańszej energii elektrycznej pobieranej w okresie nocnym. Dzięki zastosowaniu w podgrzewaczach pojemnościowych grzałek elektrycznych małej mocy można je przyłączyć do standardowej instalacji elektrycznej bez konieczności jej dostosowywania do zwiększonego poboru energii elektrycznej. Znacząco redukuje to koszty ich montażu. W przypadku gdybyśmy chcieli wykorzystać benefity płynące z zastosowania tańszej energii, tzw. nocnej, dobrze jednak przyłączyć je do oddzielnego obwodu elektrycznego wyprowadzonego z domowej rozdzielni i sterowanego zegarem załączającym taryfę „nocną”. Ale czy w każdym przypadku jest to opłacalne ?

Taryfy z prądem Dochodzimy tutaj do punktu, w którym należy wyjaśnić, co to są taryfy sprzedaży energii elektrycznej i od czego zależą. Zapotrzebowanie na energię elektryczną nie jest jednakowe przez cała dobę. Jednocześnie energii elektrycznej nie da się w prosty sposób magazynować. Dlatego też cena energii oferowana przez producentów zmienia się w zależności od pory dnia. Najtańsza jest w okresie, gdy zapotrzebowanie na nią jest najmniejsze, najdroższa w okresie szczytu. W przypadku odbiorców indywidualnych, o małym zużyciu energii elektrycznej, trudno byłoby rozliczać się według cen chwilowych, dlatego dostawcy energii elektrycznej wprowadzili szereg taryf, według których rozliczana jest sprzedaż energii elektrycznej, uwzględniających zmienność cen energii w trakcie doby.

Wyboru taryfy dla gospodarstw domowych możemy dokonać spośród przypisanej do tego typu odbiorców energii elektrycznej grupy taryfowej oznaczonej najczęściej literą G i cyframi oraz symbolami dodatkowymi, np. G11, G12, G12w itp.

Jaki mamy wybór i którą taryfę warto wybrać?

G11 - najpopularniejsza, uniwersalna taryfa dla standardowego użytkowania energii w gospodarstwie domowym. Cechą charakterystyczną jest stała cena energii elektrycznej we wszystkie dni i wszystkie godziny doby. Wybieramy ją wówczas, gdy nie korzystamy z energii elektrycznej do ogrzewania mieszkania czy przygotowywania ciepłej wody, a zasilamy jedynie standardowe odbiorniki - oświetlenie, lodówkę, pralkę, zmywarkę, sprzęt RTV. G12 - jest to taryfa umożliwiająca rozliczanie zużytej energii elektrycznej w dwóch strefach czasowych doby.

Zazwyczaj niższa taryfa (o ok. 50%) obowiązuje przez 10 godz. w ciągu www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

doby, z czego 8 godz. w okresie od 21:00 do 7:00 i 2 godz. w okresie od 13:00 do 16:00. W pozostałych godzinach energia elektryczna jest nieco droższa niż energia w taryfie G11.

Taryfy weekendowe - niektóre Zakłady Energetyczne oferują zmodyfikowaną taryfę G12w, w której z tańszej ceny energii możemy korzystać od poniedziałku do piątku w określonych godzinach (przeważnie, podobnie jak w tradycyjnej G12, przez 10 godz. w ciągu doby, z czego 8 godzin w okresie od godz. 22:00 do 6:00 i 2 godz. w okresie od 13:00 do 15:00) oraz dodatkowo przez cały weekend, czyli od 22:00 w piątek do 7:00 w poniedziałek oraz dni ustawowo wolne od pracy.

Analiza zapotrzebowania na energię elektryczną w ciągu doby oraz dobór odpowiedniej taryfy ma ogromne znaczenie dla efektów ekonomicznych. Należy pamiętać, że cena płacona za energię elektryczną w okresie szczytu, przy taryfach oferujących niższe ceny energii w okresie pozaszczytowym (nocnym), jest wyższa w porównaniu do ceny energii w taryfie całodobowej.

Dlatego też wolumen zużycia energii elektrycznej w okresie tańszej taryfy powinien być odpowiednio większy od ilości energii zużytej w okresie droższej taryfy, tak aby całe przedsięwzięcie okazało się opłacalne.

Uproszczona analiza wykazuje (w zależności od dostawcy energii wartości te mogą się trochę różnić) konieczność zużycia min. 75% energii w okresie tańszym i 25% w okresie droższym, aby uzyskać dodatni efekt ekonomiczny wynikający ze zmiany taryfy na dwustrefową. Dlatego też w przypadku ogrzewaczy pojemnościowych należy tak dobrać ich pojemność, aby ilość zgromadzonej wody ogrzanej w trakcie obowiązywania tańszej taryfy pokryła zapotrzebowanie na nią w ciągu całego dnia, bez konieczności uzupełniania zapasu w ciągu dnia (pamiętajmy jednak o dodatkowych 2 godzinach tańszej energii zazwyczaj w okresie dnia).

W zależności od klasy wykonania ogrzewacza pojemnościowego i zastosowanej izolacji należy również uwzględnić straty ciepła przez obudowę ogrzewacza - przy zastosowaniu nowoczesnych izolacji są one dość niewielkie < 1,65 kWh na dobę dla podgrzewacza o pojemności 100 l. www.instalator.pl

2 (210), luty 2016

Podgrzew przepływowy W przypadku ogrzewaczy c.w.u. przepływowych energia elektryczna zużywana jest jedynie w momencie uruchomienia ogrzewacza, czyli otwarcia zaworu z ciepłą wodą. Jest to niewątpliwie zaleta, bo unikamy tutaj strat związanych z przechowywaniem ciepłej wody w zbiorniku, lecz z drugiej strony szybkie podgrzanie wody do wymaganej temperatury wymaga dostarczenia dużej ilości energii elektrycznej w krótkim czasie, a to wymaga odpowiednio dobranej i wykonanej instalacji elektrycznej. Nie zawsze jest to łatwe do wykonania i przeważnie wiąże się z koniecznością jej modernizacji i rozbudowy, a także zwiększenia warunków przyłączeniowych. Możliwe jest rozwiązanie pośrednie, czyli instalacja kilku ogrzewaczy przepływowych o małych mocach w kilku punktach poboru ciepłej wody. Zwiększa to jednak koszty instalacji takiego systemu, jak również wymaga doprowadzenia zasilania elektrycznego w pobliże każdego punktu i nie do końca rozwiązuje problem braku mocy elektrycznej w przypadku równoczesnego korzystania z kilku punktów poboru wody w tym samym czasie.

Dlatego zastosowanie ogrzewaczy przepływowych powinno być rozważane w przypadku nowych budynków z instalacją elektryczną dostosowaną do dużych obciążeń lub w przypadku modernizacji całego budynku wraz z instalacją elektryczną.

Należy przy tym uwzględnić fakt, że przy zastosowaniu ogrzewaczy przepływowych użycie taryfy „nocnej” będzie ekonomicznie nieuzasadnione, ponieważ większość zapotrzebowania na c.w.u. wypada w okresie dziennym, tak więc do wyboru pozostaje jedynie taryfa całodobowa G11.

Jakie koszty?

Koszty podgrzania wody - czy to za pomocą ogrzewacza pojemnościowego, czy też przepływowego - są prawie takie same w odniesieniu do jednostki podstawowej, czyli 1 litra c.w.u., i zależą od ceny energii elektrycznej. W obu urządzeniach sprawność przetworzenia energii elektrycznej w energię cieplną wynosi prawie 100%. Natomiast ilość energii potrzebna do podniesienia temperatury wody o 1°C określona jest ciepłem właściwym wody i wynosi 4,19 [kJ/kg * K], czyli 1,16 [Wh/kg * K].

Ilość potrzebnej do tego energii wyliczamy ze wzoru: Q m * cp * (t2-t1), gdzie: m - masa (równa w przybliżeniu objętości wody), cp - ciepło właściwe wody, t2 - temperatura wody po ogrzaniu, t1 - temperatura wody przed ogrzaniem.

Zakładając, że woda na wejściu do podgrzewacza ma temperaturę 10°C, a na wyjściu chcemy uzyskać 50°C, to aby podgrzać 120 litrów wody (jak wspomniano wyżej - ilość wystarczająca dla 4-osobowej rodziny), potrzebujemy do tego 120 * 1,16 * 40 5568 Wh, tj. 5,59 kWh energii elektrycznej.

Opierając się na cenniku energii elektrycznej jednego z dystrybutorów energii na północy Polski, wyniesie to: l 5,59 kWh * 0,5622 zł/kWh* 3,14 zł/dzień l 5,59 kWh * 0,3114 zł/kWh* 1,74 zł/dzień (*cena uwzględnia też zmienną opłatę przesyłową - opłaty stałe pominięto, z uwagi że są ponoszone niezależnie od zużycia energii elektrycznej).

Wynikałoby z tego, że system podgrzewu wody, oparty o zbiorniki akumulujące ciepło i wykorzystujące tańszą taryfę „nocnej”, będzie zawsze bardziej ekonomiczny od systemu opartego na ogrzewaczach przepływowych, które takiej możliwości nie ma, lecz nie zawsze do końca jest to prawdą. Rzeczywiste zapotrzebowanie na energię oraz jej koszty zależeć będą jeszcze od kilku innych czynników, gdyż dochodzą do tego straty ciepła w zbiorniku i instalacji.

Na koszty wpływ ma również wiele dodatkowych czynników, takich jak: koszty instalacji systemu, charakter i rozkład zużycia c.w.u. w ciągu dnia, odległości pomiędzy punktami poboru c.w.u a źródłem wytwarzania. Przy poborze wody chwilowym, gdzie na krótki moment odkręcamy kran, aby np. umyć ręce, i jest to czynność wykonywana cyklicznie z przerwami między nimi, bardziej opłacalne stanie się zamontowanie punktowych ogrzewaczy przepływowych eliminujących straty wody w oczekiwaniu na dopłyniecie ciepłej wody z ogrzewacza zainstalowanego w dużej odległości oraz straty ciepła w rurach po ustaniu poboru wody.

Jarosław Pomirski

23

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Pompa ciepła - dobra alternatywa w ogrzewaniu (1)

Pompowanie energii Istnieje wiele systemów pracy pomp, a jeszcze więcej kryteriów doboru właściwego systemu ich pracy. Błędem jest bezpośrednie przenoszenie znanych z doświadczenia zasad, odnoszących się do klasycznych źródeł ciepła, jak kotłownie olejowe lub gazowe, na bardziej złożone systemy grzewcze z pompami ciepła.

Tematem artykułu jest podtrzymanie pozytywnej opinii inwestorów i instalatorów dotyczącej opłacalności zastosowania pomp ciepła do ogrzewania budynków. Podważają ją bowiem wadliwie zaprojektowane czy wykonane realizacje.

Kilka takich wadliwie wykonanych realizacji poznałem podczas mojej długoletniej praktyki. Nie będę przytaczał bliższych danych, gdyż problem warto oceniać ze względu na jego naturę ogólną.

Wadliwie działające systemy grzewcze z pompą ciepła zniechęcają inwestorów do podejmowania decyzji o zastosowaniu pompy ciepła, a nawet sprawiają, że ci wycofują się z już podjętych i zatwierdzonych inwestycji.

Szczególnie dotkliwy dla rozwoju rynku pomp ciepła jest właśnie ten drugi aspekt sprawy, gdy negatywne skutki nielicznych, wadliwych realizacji obciążają swoją złą opinią większość innych firm instalacyjnych, wykonujących solidne i poprawnie działające systemy grzewcze.

Inwestorzy zazwyczaj nie posiadają wystarczająco szerokiej wiedzy o systemach grzewczych z pompami ciepła, która mogłaby ich ustrzec przed zastosowaniem niewłaściwych rozwiązań dla ich obiektów. Są zdani na wiedzę lub niewiedzę i doświadczenie (lub jego brak) wykonawcy oferującego wykonanie instalacji. Właśnie niewiedza o złożoności działania systemów z pompą ciepła stanowi tutaj sedno problemu.

Błędem jest bezpośrednie przenoszenie znanych z doświadczenia zasad, odnoszących się do klasycznych źródeł ciepła, jak kotłownie olejowe lub ga-

24

zowe, na bardziej złożone systemy grzewcze z pompami ciepła.

Wiele systemów i wiele kryteriów Istnieje wiele systemów pracy pomp, a jeszcze więcej kryteriów doboru właściwego systemu ich pracy, zależnych od instalacji grzewczej budynku i od jego otoczenia. Dla przykładu warto zauważyć, że ze względu na niezawodność pracy dolnego źródła ciepła studnie wody gruntowej, jako systemy otwarte, są bardziej zależne od zmienności w czasie lokalnych warunków naturalnych, a więc bardziej zawodne niż systemy zamknięte kolektorów gruntowych czy systemy powietrzne.

Głównym problem jest niezrozumienie różnicy pomiędzy poszczególnymi systemami odzysku ciepła ze środowiska naturalnego.

Dla inwestora niezagłębiającego się zbyt obszernie w zasady działania systemów grzewczych z pompami ciepła błędem będzie zbyt powierzchowne i proste pojmowanie idei działania takiego systemu. Dlatego postaram się poniżej o przybliżenie tej problematyki.

Pompa ciepła - oszczędności Żyjemy w czasach dużej niestabilności kosztów ogrzewania. W tej niestabilności stabilny jest tylko wzrost cen paliw. Dotyczy to wszystkich paliw, stałych, płynnych, gazowych, a także energii elektrycznej, która w naszym kraju jest także produktem wytwarzanym w większości za pomocą procesu spalania.

Chwilowe wahania cen paliw pogłębiają

także niektóre czynniki polityczne. Świadomość ta dociera w coraz większej skali do inwestorów szukających obniżenia kosztów ogrzewania.

Jedną z najpoważniejszych i coraz powszechniejszych alternatyw w oszczędności kosztów ogrzewania jest zastosowanie pompy ciepła w systemie grzewczym domów jednorodzinnych.

Obserwuje się także coraz większe zainteresowanie ogrzewaniem z pompami ciepła większych obiektów, jak bloki mieszkalne, szkoły czy hotele.

Próbuje się także zastosowania pomp ciepła do ogrzewania istniejących bloków mieszkalnych.

W domach jednorodzinnych pracuje szereg pomp ciepła zgodnie z oczekiwaniami. Istnieją jednak inwestycje, gdzie występują problemy z prawidłowym działaniem systemu grzewczego. Wina tej nieprawidłowości w działaniu leży często po obu stronach: wykonawcy i inwestora. Po stronie wykonawcy winą jest najczęściej zbyt pobieżna analiza możliwości zastosowania systemu z pompami ciepła, nieoptymalny dobór dolnego źródła ciepła i niedocenienie znaczenia instalacji grzewczej budynku dla współpracy z pompą ciepła.

Pozornie wydawałoby się, że najważniejszym elementem całego systemu jest pompa ciepła. Nic bardziej mylnego. A to dlaczego? Końcowym efektem ogrzewania jest wymagana temperatura ogrzewanych pomieszczeń.

Na tę temperaturę maja głównie wpływ: l konstrukcja przegród budowlanych i jakość ich wykonania, l odpowiedni dobór powierzchni grzejników do wymaganych spadków temperatury przez pompę ciepła i temperatur wewnętrznych pomieszczeń.

Jest też szereg innych czynników, jak sposób użytkowania budynku, wymagania indywidualne mieszkańców odnośnie temperatury wewnętrznej, zużycie ciepłej wody użytkowej i wiele innych. Dlatego przy oferowaniu pompy www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

ciepła należy uzyskać jak najwięcej informacji, nawet pozornie błahych.

Wina inwestora polega na tym, że zbijając koszty inwestycji „do bólu”, zmusza wykonawcę do stosowania jak najtańszych rozwiązań i produktów, które nie zawsze odpowiadają standardowi wymaganemu przez pompę ciepła.

Obiegi systemu grzewczego z pompą ciepła l

Górne źródło ciepła - wysokotemperaturowa wewnętrzna instalacja grzewcza budynku i przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Instalacja wewnętrzna centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody musi być dostosowana do możliwości grzewczych pompy ciepła, a więc nominalnego przepływu wody grzewczej i spadku temperatury w skraplaczu. O ile w budynkach nowo projektowanych jest to bez problemu do spełnienia, o tyle występują problemy z istniejącymi budynkami z instalacją grzejnikową, szczególnie nowymi, gdzie instalacja dostosowana jest do nowoczesnej termoizolacji i współpracy z kotłem olejowym czy gazowym i wykonana jest z cienkich rur miedzianych. Przy pozostawieniu najczęściej przewymiarowanych grzejników w rurach mogą występować szumy ze względu na dwukrotnie wyższe przepływy. Należy również przeliczyć spadki ciśnienia w instalacji, gdyż wbudowana w pompie ciepła pompa obiegowa „górnego źródła” może okazać się za mała. W takim przypadku należy zastosować zasobnik buforowy lub sprzęgło hydrauliczne oraz dodatkową pompę obiegową instalacji c.o. z zaworem mieszającym.

Mniejszy problem występuje z budynkami starej generacji. Budynki te są coraz częściej po termoizolacji, a więc istniejąca instalacja przystosowana jest do około dwukrotnie wyższej mocy

2 (210), luty 2016

grzewczej niż wymagana. Zakładając jeszcze powszechne wcześniej przewymiarowanie grzejników, instalacje takie spełniają na ogół wymagania współpracy z pompą ciepła pod warunkiem ich dobrego stanu technicznego. l Pompa ciepła Drugim z podstawowych obiegów systemu grzewczego z pompą ciepła jest sama pompa ciepła. Jej dobór zależy od wymagań wewnętrznych instalacji grzewczych. Częstym błędem - pod względem efektów ekonomicznych - jest dobór przewymiarowanej pompy ciepła. Należy zdecydowanie odróżnić kilowaty od kilowatogodzin.

Kilowaty rzutują na koszty inwestycyjne, natomiast kilowatogodziny na koszty eksploatacyjne.

Należy więc wybrać rozsądny kompromis pomiędzy tymi kosztami. Dobierając przewymiarowaną pompę, nie zmniejszamy lub zmniejszamy bardzo nieznacznie koszty ogrzewania, natomiast zdecydowanie zwiększamy koszty inwestycyjne. Niezmiernie ważne jest też prawidłowe działanie automatycznej regulacji poprzez czasowe ustawienie regulatora pompy ciepła do wymaganych temperatur pomieszczeń i temperatury ciepłej wody. Standardowe, fabryczne ustawienia nie zawsze odpowiadają indywidualnym wymaganiom użytkownika. Należy też poinformować go, że każde zwiększenie wymaganej temperatury pomieszczenia o 1ºC zwiększa koszty ogrzewania, zależnie od rodzaju grzejników (podłogowe, grzejnikowe) od 1 do 2%. l Dolne źródło ciepła - niskotemperaturowa instalacja poboru ciepła ze środowiska.

Najważniejszym z podstawowych obiegów systemu grzewczego z pompą ciepła jest tzw. dolne źródło ciepła. Jest to energia cieplna czerpana ze środowiska naturalnego. Energia ta „przepompowywana” jest na wyższy, użyteczny po-

ziom temperatury i łącznie z energią potrzebną do napędu sprężarki wykorzystywana jest do ogrzewania, zastępując energię pochodzącą ze spalania w konwencjonalnych systemach grzewczych.

Istnieją dwa hydrauliczne rodzaje dolnego źródła: l źródło pracujące w obiegu otwartym, l źródło pracujące w obiegu zamkniętym.

Podstawową różnicą pomiędzy tymi grupami jest fakt, że źródło pracujące w obiegu otwartym ma bezpośredni kontakt ze środowiskiem naturalnym, a więc poddane jest różnego rodzaju, często nieprzewidywalnym wpływom warunków zewnętrznych, natomiast prawidłowo wykonane dolne źródło w obiegu zamkniętym ciepła ma kontakt pośredni ze środowiskiem poprzez wymiennik. Wpływ warunków zewnętrznych jest niewielki.

Do dolnych źródeł ciepła w systemie otwartym możemy zaliczyć: l powietrze, l wody powierzchniowe pobierane i zrzucane bezpośrednio ze zbiorników wodnych, l wody gruntowe powierzchniowe lub głębinowe pobierane i zrzucane bezpośrednio do studni.

Do dolnych źródeł ciepła w systemie zamkniętym możemy zaliczyć: l kolektory gruntowe poziome, l kolektory poziome umieszczone w zbiornikach wodnych, l kolektory gruntowe pionowe (sondy ziemne).

Znane są też inne rodzaje dolnych źródeł ciepła wykorzystujące ciepło odpadowe z procesów technologicznych, są to jednak rozwiązania o charakterze indywidualnym.

W kolejnym artykule omówię m.in. zalety i wady poszczególnych rodzajów dolnych źródeł ciepła.

Mirosław Kozłow

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Zasada stosowania kotłów kondensacyjnych

Regulacja spalania Obecnie stosowane kondensacyjne kotły gazowe mogą być wyposażone w elektroniczne regulatory, które odpowiadają za pracę instalacji i dopasowanie temperatury zgodnie z wymogami użytkownika.

Instalacje grzewcze w budynkach mieszkalnych zapewniają temperatury w pomieszczeniu zgodnie z wymaganiami użytkowników. Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie określają wymagane temperatury obliczeniowe dla pomieszczeń przeznaczonych na stały pobyt ludzi bez okryć zewnętrznych na poziomie +20 oraz +24°C w łazienkach. Wyróżnia się instalacje grzejnikowe o temperaturze zasilania ok. 55-65°C oraz instalacje płaszczyznowe o temperaturach zasilania nieprzekraczających 45°C. Trzeba pamiętać, że takie temperatury, przy prawidłowo dobranej i wykonanej instalacji centralnego ogrzewania, występują przy temperaturach zewnętrznych zależnych od stref klimatycznych kraju.

Norma PN-EN 12831:2006 określa strefy klimatyczne, dla których temperatury zewnętrze wynoszą od -16°C do -24°C. Dla przykładu rozważmy dwie instalacje centralnego ogrzewania o tej samej temperaturze maksymalnej na

26

zasilaniu wynoszącej +45°C, z których jedna wykonana jest w Zakopanem, a druga w Szczecinie. W pierwszym przypadku maksymalna temperatura zasilania musi zostać osiągnięta, jeżeli zewnętrza temperatura spadnie do 24°C, natomiast ta sama instalacja w Szczecinie osiągnie parametr zasilania już przy -16°C. Jeżeli temperatura zewnętrzna będzie wyższa od wartości granicznych, to w celu uzyskania wymaganych temperatur obliczeniowych w pomieszczeniu nie będzie konieczności dostarczenia tak wysokiej temperatury na zasilaniu instalacji.

Regulacja stałotemperaturowa Obecnie stosowane kondensacyjne kotły gazowe mogą być wyposażone w elektroniczne regulatory, które odpowiadają za pracę instalacji i dopasowanie temperatury zgodnie z wymogami użytkownika. Podstawowym regulatorem stosowanym w kotłach jest

regulator stałotemperaturowy. Do komfortowego utrzymywania żądanej temperatury w pomieszczeniach ogrzewanych kotłem z automatyką stałotemperaturową potrzebny jest termostat pokojowy, który może wyłączyć kocioł, gdy w pomieszczeniach osiągnięta będzie wymagana temperatura. Takie rozwiązanie może prowadzić do efektu taktowania kotła z uwagi na szybkie osiąganie wymaganej temperatury w pomieszczeniu. W przypadku pracy kondensacyjnego kotła gazowego w instalacjach grzewczych o nastawionym parametrze zasilania na poziomie 65-70°C - temperatura na powrocie z instalacji może nie przekroczyć temperatury punktu rosy, użytkownik będzie musiał ręcznie obniżyć wymaganą temperaturę zasilania instalacji podczas wzrostu temperatury zewnętrznej.

Regulacja według krzywej Drugim sposobem regulacji dopasowania temperatury kotła do instalacji grzewczej jest regulacja pogodowa. Regulator utrzymuje temperaturę wody grzewczej w obiegu według charakterystyki wybranej krzywej grzewczej (rys. 1).

Krzywe grzewcze obrazują związek między temperaturą zewnętrzną, temperaturą pomieszczenia (wartość wymagana) oraz temperaturą na zasilaniu obiegu grzewczego. Im niższa temperatura zewnętrzna, tym wyższa temperatura wody na zasilaniu obiegu grzewczego. Na etapie montażu kotła sterowanego pogodowo instalator powinien na podstawie rodzaju budynku, stopnia jego ocieplenia, rodzaju instalacji grzewczej (grzejniki, ogrzewanie płaszczyznowe) i, uwzględniając preferencje temperaturowe użytkowników, ustawić odpowiednią krzywą grzewczą.

W regulatorach Vitotronic możemy w prosty sposób ustawić nachylenie www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

krzywej grzewczej między 0,2 a 3,5 i poziom krzywej grzewczej między -13K a +40K. W pomieszczeniu powinna być utrzymywana temperatura 20°C, niezależnie od temperatury otoczenia. Przykładowo: jeśli temperatura zewnętrzna to -10°C, na zasileniu obiegu według krzywej 1,4 wymagana będzie temperatura ok. 63°C (rys. 2).

Jeśli okazuje się, że kocioł stale przegrzewa lub nie jest osiągana wymagana wartość temperatury w pomieszczeniu, należy wybrać inne nachylenie krzywej. Nastawy nachylenia krzywej grzewczej od 0,2 do 0,8 stosowane są do instalacji ogrzewania podłogowego, nachylenie od 0,8 do 1,6 stosowane jest do instalacji ogrzewania niskotemperaturowego, natomiast nachylenie od 1,6 do 2,0 stosowane jest do instalacji grzewczej o temperaturze wody w kotle powyżej 75°C. Prawidłowe ustawienie krzywej grzewczej wymaga doświadczenia i wiedzy o charakterystykach temperaturowych budynków. Jak wskazuje praktyka instalacyjna, bardzo trudno jest za pierwszym razem poprawnie ustawić krzywą grzewczą. Użytkownik podczas trwania sezonu grzewczego może skorygować nastawę na regulatorze kotła.

2 (210), luty 2016

Jest to istotne w okresach przejściowych, gdyż ogranicza się ilość uruchomień palnika w ciągu doby, a co za tym idzie - zmniejsza zużycie materiałów eksploatacyjnych. W związku z tym kocioł o znamionowej mocy cieplnej 19 kW może pracować z mocą równą 1,9 kW, co oczywiście wpływa na dłuższy Rola palnika czas wykorzystywania efektu kondenUtrzymywanie wymaganego para- sacji pary wodnej zawartej w spalinach. metru zasilania instalacji centralnego Za proces regulacji parametrów spalaogrzewania przy zmieniającej się nia odpowiedzialny jest elektroniczny temperaturze zewnętrznej byłoby regulator spalania, którego zadaniem niemożliwe bez zastosowania palni- jest sterowanie współczynnikiem nadka, który płynnie dopasowuje moc do miaru powietrza na podstawie odczytu prądu jonizacji na elektrodzie zamontowanej w komorze spalania. Wraz ze zmianą temperatury w komorze spalania prąd jonizacji ulega ciągłym zmianom, a sygnał analizowany jest przez regulator procesu spalania w taki sposób, żeby współczynnik l zapewniał optymalną jakość spalania. Zakres optymalnej jakość spalania uzyskuje się, jeżeli nadmiar powietrza wynosi od 24 do 44%, co oznacza wartość l 1,24aktualnego zapotrzebowania. Palniki 1,44. Utrzymanie takich parametrów w kondensacyjnych kotłach gazo- zapewnione jest poprzez podanie odwych z uwagi na utrzymanie wysokiej powiedniej ilości gazu przez elektrosprawności i ograniczeniu niskiej niczną armaturę gazową. Podczas okreemisji substancji szkodliwych obniża - sowej kontroli pracy urządzenia analiją swoją moc nawet do 10% znamio- zatorem spalin dokonuje się pomiarów nowej mocy cieplnej (rys. 3). zawartości CO2 i O2 w spalinach.

Warunkiem wysokoefektywnego spalania paliwa jest zapewnienie odpowiedniej jakości powietrza do spalania gazu. Podczas prawidłowej eksploatacji palnika płomień nie ma bezpośredniego kontaktu z powierzchnią siatki. Z uwagi na niewielkie przestrzenie wypływu mieszanki powietrzno-gazowej na palniku należy unikać sytuacji, które prowadzą do zatkania siatki pyłami, ponieważ może to prowadzić do nadmiernych naprężeń termicznych i w konsekwencji do pęknięcia powierzchni. Dzięki wykorzystaniu palnika modulowanego sterowanego przez regulator pogodowy istnieje możliwość nastawy takich parametrów, które spowodują, że przez cały czas trwania sezonu grzewczego w pomieszczeniach będzie osiągnięta stała temperatura, a kocioł będzie pracował przy maksymalnej chwilowej efektywności oraz wykorzystywał efekt kondensacji pary wodnej zawartej w spalinach.

Tab. Zależność ilości powietrza w stosunku do składu spalin. www.instalator.pl

Jakub Pawłowicz

27

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Zapytano mnie - mogą zapytać i Ciebie.

Można skorzystać!

Odpowiadam, bo wypada...

Szanowna Redakcjo!

W „kwiatkach instalacyjnych” w nu merze sierpniowym 2015 r. poruszyliście temat montażu filtrów siatkowych do wody i gazu. Padło stwierdzenie, że „pro ducenci dopuszczają montaż filtrów rów nież na przewodach pionowych”. Mnie za wsze uczono, że filtry o konstrukcji, jak na zdjęciu 1, powinny być tylko i wyłącznie montowane poziomo, korkiem do dołu, i oczywiście zgodnie z kierunkiem przepły wu. Taki montaż gwarantuje, że ewentu alne zanieczyszczenia odłożą się na dole w osadniku nad korkiem. Przy montażu pio nowym zanieczyszczenia nie odłożą się w koszu osadczym, tylko spadną do pierw szego kolana w instalacji (mogą też ewen tualnie osadzić się na samym koszu).

Proszę jeszcze raz o jednoznaczne omówienie problemu.

Imię i nazwisko do wiadomości redakcji Szanowny Panie!

Filtry mechaniczne (do zanieczyszczeń mechanicznych) stosuje się w instalacjach wodociągowych i ogrzewczych do wstępnego oczyszczania wody zarówno z ujęć indywidualnych, jak i z sieci wodociągowej miejskiej.

Chronią one centralne stacje uzdatniania wody oraz całą instalację wodociągową. Ich schemat działania oparty jest na zasadzie wykorzystania odpowiedniego wkładu filtracyjnego, który dzięki wykorzystaniu mikroporów lub oczek siatki filtracyjnej uniemożliwia przedostanie się do instalacji danych zanieczyszczeń. Tego typu filtry nie wymagają do działania żadnej dodatkowej siły oprócz wykorzystania ciśnienia panującego w instalacji. Dobre jakościowo filtry mechaniczne cechuje niski spadek ciśnienia spowodowany przez ,,przeciskanie” się wody przez

28

wkład filtracyjny oraz odpowiedni przepływ wody. Zatrzymują one na swoim wkładzie filtracyjnym zanieczyszczenia stałe o wymiarach nawet 1 mikrona: związki koloidalne, wytrącający się kamień kotłowy, różnego rodzaju zawiesiny itp.

Filtry mechaniczne można podzielić na: l filtry z wymiennymi wkładami filtracyjnymi ze specjalnej włókniny polipropylenowej, z nierdzewnej lub mosiężnej siatki metalowej (z mechanizmem umożliwiającym płukanie wsteczne) lub z wkładu sznurkowego; l filtry wypełnione specjalnymi materiałami filtrującymi: np. piaskiem kwarcowym, specjalnymi spiekami (np. keramzytem) i materiałami kruszonymi (np. granit) oraz włókninami z tworzyw sztucznych; l z wkładami stałymi wykonanymi z siatki z tworzywa sztucznego lub siatki ze stali nierdzewnej.

Budowa filtrów mechanicznych oparta jest na zjawisku filtracji polegającej na zatrzymaniu zanieczyszczeń na siatkach metalowych lub materiale porowato-włókninowym, celulozowym lub ceramicznym.

Filtry do wstępnej filtracji wody montowane są najczęściej na przewodzie wodociągowym, doprowadzającym wodę do całego budynku lub mieszkania. Filtry te są przeznaczone do wstępnej filtracji wody doprowadzanej do instalacji, zabezpieczają urządzenia zasilane w wodę przed

osadzaniem się w nich zanieczyszczeń mechanicznych.

Zastosowanie w wewnętrznych instalacjach wodociągowych armatury czerpalnej bardzo wysokiej klasy (baterie sterowane fotokomórką, termostatyczne, mieszacze centralne, rączki natryskowe wielofunkcyjne z małymi dyszami, perlatory itp.) oraz nowoczesnej armatury regulacyjnej i pomiarowej (np. wodomierze, liczniki ciepła) wymaga zapewnienia przepływu wody pozbawionej zanieczyszczeń mechanicznych. Zanieczyszczenia mechaniczne najczęściej powstają w przewodach wodociągowych (lub grzewczych) na trasie od stacji uzdatniania do końcowego odbiorcy. Mogą się one znaleźć w wodzie z powodu występowania procesów korozji, remontów sieci wodociągowej lub awarii. Częste płukanie sieci przesyłowych przez przedsiębiorstwa wodociągowe generuje również powstawanie wielu zanieczyszczeń. W celu zatrzymania zanieczyszczeń mechanicznych nanoszonych z sieci miejskiej stosuje się w instalacjach filtry siatkowe montowane w budynku za wodomierzem głównym (domowym). Filtry siatkowe mogą również wchodzić w skład tzw. zespołu zabezpieczającego wewnętrzną instalację wodociągową przed przepływem wstecznym (zawory antyskażeniowe).

Ich zadaniem jest zabezpieczenie odpowiednio dobranego zaworu antyskażeniowego (rodzina, typ) przed zanieczyszczeniem i zapewnienie jego prawidłowej bezawaryjnej pracy. Zawory antyskażeniowe są urządzeniami bardzo precyzyjnymi i wrażliwymi na zanieczyszczenia. Brak takiego zabezpieczenia może doprowadzić do uszkodzenia zaworu antyskażeniowego, co będzie skutkowało (w razie powstania przepływu wstecznego) skażeniem www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

wewnętrznej instalacji wodociąkonanych z miedzi. Filtry skośne gowej. Filtry o małych średnicach muszą być skierowane zaślepką mogą być instalowane w mieszrewizyjną do dołu. Po jej odkrękaniach przed wodomierzem ceniu większe zanieczyszczenia mieszkaniowym, stanowiąc wspólpowinny same wypaść do podną konstrukcję z zaworem odcistawionego naczynia. Drobniejsze nającym i redukcyjnym. Filtry zanieczyszczenia najczęściej znajsiatkowe zależnie od konstrukcji dują się na powierzchni siatki mogą zatrzymać aż 80-90% cząfiltrującej. W celu ich usunięcia stek stałych. W praktyce rodzaj nie wolno używać ostrych przedfiltra powinien być dobrany zamiotów (np. igły, gwoździa lub leżnie od rodzaju instalacji, waśrubokręta). Może to doprowadzić runków eksploatacji i jakości do rozkalibrowania oczek siatki i wody wodociągowej dopływającej filtr nie będzie spełniał swojego Fot. 2. Filtry skośne zainstalowane w instado instalacji wewnętrznej. Stosuje zadania. Czyszczenie wkładu najlacji wodociągowej (na przyłączu do busię filtry z możliwością ich płulepiej przeprowadzić za pomocą dynku) na przewodach poprowadzonych kania lub z wkładkami wymiensprężonego powietrza oraz pępoziomo. Widoczne na zdjęciu niewielkie nymi. Z badań wynika, że dla dzelka, ewentualnie może to być odchylenie od prawidłowego położenia nie ochrony instalacji wewnętrznych miękka szczoteczka do zębów. wpływa ujemnie na skuteczność filtracji w Warszawie należy stosować filW przypadku nagromadzenia się oraz na prawidłowe czyszczenie filtra. try o zdolności filtrowania 50-100 na siatce osadów wapienno-maµm, natomiast dla zmniejszenia barwy, wyposażone we wkład z siatki ze sta- gnezowych należy siatkę zanurzyć na mętności i zawartości żelaza należy sto- li nierdzewnej (fot. 2). Są one bardzo kilkadziesiąt minut w occie spirytusować filtry o zdolności filtrowania tanie i dość skutecznie chronią od- sowym w celu ich rozpuszczenia, a namniejszej niż 20 µm [1]. biorniki wody przed zanieczyszcze- stępnie usunąć je poprzez opłukanie Każdy filtr musi być zamontowany niami. Markowe, dobrej jakości filtry bieżącą wodą. Filtry skośne mogą być na przewodzie wodociągowym zgodnie skośne posiadają wkład filtracyjny do- montowane na przewodach pionoz kierunkiem przepływu oznaczonym kładnie dopasowany do gniazd w kor- wych oraz poziomych. W przypadku strzałką na korpusie. Większość filtrów pusie, aby uniemożliwić przedostanie montażu na przewodach poziomych posiada konstrukcję, która wymaga, aby się zanieczyszczeń poprzez szczelinę dopuszczalne są niewielkie odchyłki od siatka filtracyjna, wkład filtracyjny, między gniazdem a wkładem. Marko- położenia osadnika skierowanego do sznur polipropylenowy znajdowały się wi producenci zabezpieczają krawędzie dołu. Na przewodach prowadzonych w dolnej części filtra. Podczas prze- siatki filtracyjnej pierścieniami z poli- pionowo osadnik musi (!) być skieropływu wody przez filtr zaniewany do dołu, a przepływ wody czyszczenia osadzają się na całej musi odbywać się z góry na dół powierzchni materiału filtracyj(fot. 3). Przepływająca woda musi nego oraz osiadają grawitacyjnie w wpływać do wnętrza wkładu fildolnej części korpusu. Filtry metracyjnego, a wypływać oczyszchaniczne posiadają kurek spuczona do instalacji na zewnątrz stowy (lub sześciokątną gwintosiatki. Kierunek przepływu jest waną zaślepkę), który umożliwia oznaczony strzałką na korpusie. zrzut tych zanieczyszczeń do kaFiltry muszą być systematycznalizacji lub podstawionego nanie płukane: ręcznie lub autoczynia. Bardziej rozbudowane, matycznie. Pierwszym sygnałem profesjonalne konstrukcje wydo tego, by oczyścić wkład filtramagają takiego podłączenia filtra, cyjny siatkowy w filtrze skośnym aby wymusić jego okresowe płujest spadek ciśnienia w instalacji Fot. 3. Filtry skośne zainstalowane na przekanie poprzez przepływ wsteczpodczas poboru wody. Częstotliwodach wodociągowych do lokali mieszny. Przepływ wsteczny stosuje wość czyszczenia zależna jest od kalnych poprowadzonych pionowo z rozsię w celu okresowego przeilości zanieczyszczeń znajdujądzielaczy. czyszczenia wkładu filtracyjnego cych się w wodzie. Im starsza inz większych zanieczyszczeń. Zawór etylenu. Kształt tych pierścieni jest do- frastruktura wodociągowa i bardziej zwrotny odprowadza wodę z wypłu- kładnie dopasowany do gniazd w kor- awaryjna sieć wodociągowa, tym więczynami do kanalizacji. Istnieją również pusie. Filtry mechaniczne skośne mogą cej zanieczyszczeń będzie się przedospecjalne urządzenia, które automa- być również zintegrowane w jeden stawać do instalacji. tycznie (po upływie danego czasu) wy- zespół wraz z korpusem kurka kuloAndrzej Świerszcz wołują płukanie zwrotne filtra. Taka wego. Produkowane są również filtry konstrukcja filtra wydłuża okres eks- skośne dostosowane do rodzaju insta- [1] Jarosław Chudzicki, Stanisław SoInstalacje wodociągowe - proploatacji wkładu filtracyjnego. W in- lacji. Są to konstrukcje wyposażone w snowski, jektowanie, wykonanie, eksploatacja, Wystalacjach wewnętrznych najczęściej nakrętki zaciskowe wraz z pierście- dawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o., montuje się filtry skośne siatkowe niami uszczelniającymi do instalacji wy- Warszawa 2009. www.instalator.pl

29

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Kotły na paliwa stałe i wilgoć w zasobniku

Mokry problem Zasobnik na paliwo stałe, czyli zbiornik, to element kotła podajnikowego, który pomimo swojego położenia może być narażony na niekorzystne oddziaływanie kilku czynników skracających jego żywotność. Wilgoć, brak przewiewu, tarcie paliwa o ścianki, a także kontakt z dymem w przypadku cofania się go, to jedne z przyczyn, które powodują przyspieszone zużycie omawianego podzespołu.

Można powiedzieć, że pracuje w trudnych warunkach.

Krople wody pojawiają się na ściankach i „suficie” zasobnika już w ciągu kilku godzin od pierwszego rozpalenia w kotle. Wilgoć może pochodzić z niedosuszonego paliwa, a brak przewiewu panujący w zbiorniku nie sprzyja jego osuszeniu. To tak, jakbyśmy w pomieszczeniu pralnio-suszarni zapewnili wysoką temperaturę, lecz bez odpowiedniej wentylacji - ubranie wcale by nie schło, a w otoczeniu byłaby wyczuwalna intensywna wilgoć.

Opał Z reguły paliwo stosowane w kotłach podajnikowych jest dostępne w workach o pojemności około 25 kg. W zależności od producenta/dystrybutora może być ono mniej lub bardziej wilgotne, co wynika ze składowania, transportu czy procesu pakowania.

Najczęściej do przechowywania opału stosuje się worki wykonane z tworzywa sztucznego lub papieru.

Ważną kwestią jest uzyskanie odpowiedniego przewiewu (czynnego ruchu powietrza), aby zapewnić tzw.

Fot. 1. Zaawansowane zniszczenie zbiornika na paliwa stałe wykonanego z blachy o grubości 2 mm.

oddychanie, pamiętając że zapakowane paliwo może znajdować się na składzie węglowym przez pewien (krótszy lub dłuższy) okres. Zmiany temperatury powietrza powodują skraplanie się wewnątrz opakowania wody, która jest wchłaniana przez paliwo.

Dobrym rozwiązaniem jest składowanie opału w workach wentylowanych tkanych, gdzie pomiędzy poszczególnymi „włóknami” (w kształcie cienkich pasków) są delikatne szczeliny wentylacyjne.

Worki lite wykonane z tworzywa sztucznego (polipropylen, polietylen itp.) często nie dają takiej możliwości z wyjątkiem tych, które posiadają ponakłówaną odpowiednią ilość otworków wentylacyjnych (pod warunkiem, że otworki wykonano na wylot ścianek, a nie są tylko wgłębieniami - bo i takie można spotkać na rynku).

Worki papierowe z kolei wymuszają, aby paliwo w nich zawarte było o odpowiedniej suchości. Mała ilość wody wchłonie się w papier i wyschnie, Fot. 2. Ukazanie tendencji do korodowania zasobnika, który znajduje się po prawej stronie kotła; widoczne powiązanie pomiędzy zawilgoconym zbiornikiem a ściankami suchymi.

zbyt duża zaś mogłaby doprowadzić do przemoczenia, rozerwania, a w konsekwencji wysypania się zawartości.

Korzystną praktyką jest pootwieranie zakupionych worków na kilka dni przed wsypaniem go do zbiornika, dzięki czemu w pewnym stopniu osuszy to znajdujący się w nim opał. Zdarzają się użytkownicy, którzy wysypują zawartość worków w kotłowni, tworząc cienką przewiewną warstwę - po wyschnięciu paliwo jest gotowe do spalenia.

Woda na ściankach Gromadzenie się kropli wody na ściankach zasobnika powoduje spływanie jej do podajnika (rury podajnikowej), a w konsekwencji narażenie zarówno zbiornika, jak i wspomnianej rury na działanie korozji. Oczywiście proces ten trwa; w niektórych miejscach korozja zaczyna następować bardziej intensywnie, przez co może dojść nawet do przedziurawienia ścianek zasobnika (fot. 1).

W celu zabezpieczenia wnętrza zbiornika przed korozją, po zakończeniu każdego sezonu grzewczego należy opróżnić go z paliwa, wyczyścić, pomalować farbą antykorozyjną i pozostawić z otwartą klapą, aby był przewiew (jeśli oczywiście kocioł nie będzie użytkowany w okresie letnim). Z reguły wielu użytkowników bagatelizuje ten problem, a w razie skorodowania zbiornika mają pretensje do producenta i domagają się wymiany na nowy, co nie jest uzasadnione. Należy pamiętać, że większość producentów kotłów centralnego ogrzewania informuje w dokumentacji Fot. 3. Poszczególne fazy schnięcia ścianek zasobnika: a) po 1,5 godz.; b) po 6 godz.; c) po 12 godz.

30

www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

techniczno-ruchowej o tym, że paliwo umieszczone w zasobniku powinno charakteryzować się odpowiednią suchością, a powłoka lakiernicza i ewentualne rdzewienie wnętrza zbiornika nie podlega gwarancji.

Pozostawienie opału wewnątrz poza sezonem grzewczym wraz z zamkniętą klapą zasypową jest błędem i przyczynia się do wspomnianego już procesu utleniania.

Zauważalna jest tendencja korodowania określonych ścianek zbiornika w zależności od usytuowania układu podającego względem kotła. Dla przykładu, jeśli eksploatujemy kocioł „lewy”, czyli taki, gdzie podajnik znajduje się z lewej strony kotła, bardziej narażone na korozję będą wewnętrzne ścianki zbiornika: prawa i część przed-

ilości) doprowadzono do niego przewód z powietrzem. Wąż wyprowadzono od jednego z kanałów podajnika i zamontowano na tylnej ściance zasobnika, maksymalnie z góry, w rogu najbardziej oddalonym od kotła. W momencie, gdy wentylator rozpoczyna swoją pracę, wdmuchuje część powietrza do zbiornika, powodując pewną cyrkulację czynnika roboczego a dodatkowo eliminuje pojawienie się spalin w zasobniku.

Przeprowadzono doświadczenie mające na celu wykazanie, w jakim tempie doprowadzane powietrze do zbiornika wysusza jego wnętrze, co zobrazowano na fotografii 3. Całkowite osuszenie zasobnika (nawet w okolicy kołnierza łączącego go z podajnikiem, gdzie znajdował się ekogroszek) osiągnięto w czasie do 24 godzin.

niej oraz tylnej. Dzieje się tak, ponieważ ścianka, która jest w bezpośredniej bliskości z kotłem, jest nagrzewana, dzięki czemu wysusza wnętrze, co można zobaczyć na fotografii 2.

Jak widać, około 30÷40% ścianek (przednia i tylna, a także cała prawa) pokryte są rdzą i zaciekami ze spływających kropli, zauważalne jest również zawilgocenie opału (barwa badziej intensywna, bardziej czarna).

Kolejnym doświadczeniem było umieszczenie wewnątrz zasobnika (na specjalnym uchwycie) gąbki nasączonej wodą. Chodziło o to, aby móc określić, jaką ilość cieczy jest w stanie wysuszyć omawiany układ osuszający w ciągu 24 godzin.

Gąbka zawierała taką ilość wody, która nie powodowała kapania (co od razu mogłoby wpłynąć na sfałszowanie wyników). Wagę gąbki kontrolowano 7-krotnie w ciągu 24 godzin.

Ilość wody zmniejszyła się o około 78%. Do pomiaru zastosowano wagę kuchenną ważącą z dokładnością do 1 grama. Wyniki zamieszczono w tabe-

Eliminacja wilgoci W celu wyeliminowania wilgoci ze zbiornika (a raczej zmniejszenia jej

li 1. W celu możliwości porównania umieszczono tam również wyniki badania gąbki w systemie tradycyjnym, czyli bez nadmuchu.

Wdmuchiwane powietrze miało temperaturę w zakresie 20÷24°C, co było zależne od temperatury podajnika i tej panującej w kotłowni.

Z powyższej tabeli można odczytać, że zawartość wody w gąbce w systemie osuszania zmniejsza się regularnie, w systemie tradycyjnym zaś po początkowym spadku jej waga stabilizuje się i po 24 godzinach zawiera 3-krotnie więcej wody niż z osuszaniem. Należy wspomnieć, że osuszanie zbiornika wprowadzonym powietrzem nie trwa cały czas i jest ściśle powiązane z nastawionymi parametrami pracy kotła (praca wentylatora).

W trakcie pomiarów skontrolowano także temperaturę i wilgotność powietrza wewnątrz zasobnika, co przedstawiono w tabeli 2. Dokładność pomiaru wilgotności urządzenia zgodnie z instrukcją obsługi wynosi ±5%, a temperatury ±1°C, dlatego w nawiasach ukazano możliwe zakresy. Widoczna jest różnica pomiędzy wartościami wilgotności w poszczególnych systemach, która wynosi około 10% na korzyść systemu z nadmuchem. Aby pomiary były wiarygodne, przeprowadzono po trzy próby w każdym układzie i wyciągnięto średnie.

Podsumowując, stosowane do ogrzewania paliwa stałe zawierają w sobie różne ilości wody. Zbyt duża wilgotność może wpływać na pojawianie się skroplin wewnątrz zasobnika. Taka sytuacja zainicjuje powstawanie korozji zbiornika, a także rury podajnikowej.

Wdmuchiwanie do wewnątrz powietrza powoduje osuszanie zarówno ścianek, jak i paliwa znajdującego się w środku, co przełoży się na wydłużenie żywotności poszczególnych podzespołów kotła. Należy jednak pamiętać, że uzyskane wyniki są orientacyjne, a ich zadaniem jest ukazanie problemu, jaki mogą napotkać użytkownicy kotłów podajnikowych.

!

Paweł Wilk

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 www.instalator.pl

31

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

„Ustawa antysmogowa” - szansa czy zagrożenie? (2)

Wymiana wskazana Mamy dostępne paliwa stałe o wysokiej jakości, mamy także mocną branżę producentów kotłów na paliwa stałe posiadającą możliwości dostarczenia na rynek urządzeń grzewczych spełniających wymagania najwyższych klas wg normy PN EN 3035:2012. W tej sytuacji wprowadzenie ustawy „antysmogowej” winno być szansą dla rozwoju ww. branż.

Wykorzystaniu paliw stałych, zwłaszcza węgla produkcji energii, zwłaszcza ciepła przypisuje się negatywne obciążenie dla środowiska. Należy jednak podkreślić, że to negatywne oddziaływanie można zdecydowanie zminimalizować poprzez zastosowanie odpowiednich technologii spalania oraz poprzez poprawę jakości spalanego paliwa. Jak wiadomo, polska branża produkująca kotły małej mocy, zasilane paliwami stałymi, wyspecjalizowała się w kotłach opalanych węglem, które eksportuje także do wielu krajów UE oraz Europy Wschodniej.

Roczna jej produkcja urządzeń grzewczych na paliwa stałe sięga 180 tys. sztuk. Posiada także znaczący udział w rynku kotłów opalanych stałymi biopaliwami. Wśród oferowanych kotłów opalanych zarówno węglem, jak i stałymi biopaliwami (w tym peletami) nasi krajowi producenci posiadają kotły spełniające najwyższe wymagania normy PN EN 303-5:2012, czyli klasy 5, dotyczące granicznej war-

Rys. 1. Struktura sprzedaży kotłów opalanych paliwami stałymi w 2013 roku, [4].

32

tości emisji zanieczyszczeń (CO, OGC, pyłu - TSP) oraz sprawności energetycznej. Niestety brak krajowych wymagań dotyczących jakości energetyczno-emisyjnej kotłów wprowadzanych na krajowy rynek, jak i brak zunifikowanego systemu wsparcia finansowego w ramach realizowanych programów ograniczania niskiej emisji powodują, że w dalszym ciągu do eksploatacji wprowadzane są kotły tradycyjnej konstrukcji, ręcznie zasilane paliwem, tzw. wielopaliwowe o nie najwyższej jakości (rys. 1).

Tym samym innowacyjne rozwiązania, które wprowadzają producenci urządzeń grzewczych w swoich rozwiązaniach konstrukcyjnych, nie znajdują nabywców. Wiadomo bowiem, że zaawansowana technika niestety kosztuje. Jeżeli jednak weźmiemy pod uwagę wyższą sprawność energetyczną niskoemisyjnych kotłów eksploatowanych z zastosowa-

niem kwalifikowanych paliw węglowych, to roczny koszt ogrzewania takiej samej powierzchni mieszkalnej jest niższy w porównaniu do ogrzewania z użyciem tradycyjnych kotłów (tabela). W tej sytuacji koszt inwestycyjny niskoemisyjnego kotła zwróci się w ciągu 2-3 lat, a w następnym okresie eksploatacji nowoczesnej instalacji kotłowej będziemy mieć do czynienia z niższym rocznym kosztem ponoszonym na ogrzewanie określonej powierzchni użytkowej.

Nie należy także zapominać o najważniejszym pozytywnym efekcie wymiany tradycyjnych, przestarzałych konstrukcji kotłowych na nowoczesne niskoemisyjne zautomatyzowane kotły, uniemożliwiające spalanie odpadów komunalnych, śmieci. Wykonane oszacowanie wymiany wszystkich urządzeń grzewczych opalanych paliwami stałymi - węglem i biomasą drzewną na kotły typu BAT (40% kotłów automatycznie, 60% kotłów ręcznie zasilanych paliwem), spełniające wymagania ekoprojektu Rozporządzenia KE 2015/1189 dla kotłów na paliwa stałe, w odniesieniu do ilości zużytych paliw stałych w indywidualnych gospodarstwach domowych w roku 2012, potwierdzają olbrzymie możliwości redukcji emisji zanieczyszczeń oraz CO2

Rys. 2. Stopień redukcji emisji zanieczyszczeń po wymianie aktualnie eksploatowanych urządzeń grzewczych na paliwa stałe na kotły spełniające wymagania Rozporządzenia KE 2015/1189 dla kotłów na paliwa stałe [2].

Rys. 3. Koszt wytworzenia jednostki ciepła użytkowego z różnych paliw węglowych w kotłach małej mocy, [zł]: A - tradycyjne kotły ręcznie zasilane paliwem, B - niskoemisyjne kotły automatycznie zasilane paliwem typu BAT [3]. www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Rys. 4. Roczna emisja benzo(a)pirenu ze spalania węgla w lokalnych źródłach małej mocy w województwie śląskim (tys. kg): A - 2 mln ton węgla sortymentowego; B - 2,4 mln ton paliwa sortymentowego; C - 2,4 mln ton paliwa węglowego, z uwzględnieniem współspalania 0,4 mln ton mułów; D - ze spalenia 1,2 mln ton kwalifikowanych sortymentów węgla w nowoczesnych kotłach komorowych i 1,2 mln ton węgla w nowoczesnych kotłach automatycznych; E - ze spalenia 2,4 mln ton węgla w nowoczesnych automatycznych kotłach; F z zastąpienia energii zawartej w 2,4 mln ton węgla olejem opałowym.

[2] - (rys. 2). Redukcja emisji CO, OGC i pyłu w przeliczeniu na jednostkę wytworzonego ciepła przekracza 90%, a CO2 30-40%, co jednoznacznie przekłada się na poprawę jakości powietrza oraz ochronę zdrowia społeczeństwa.

Tylko paliwa wysokiej jakości Z podobną sytuacją mamy do czynienia w przypadku rynku paliw węglowych. Polskie przedsiębiorstwa produkują, obok standardowych sortymentów (kostka, orzech, groszek), kwalifikowane sortymenty węglowe.

W latach 80. wprowadzono normę PN-82/G-97001, w której określono przeznaczenie sortymentów węglowych w zależności od uziarnienia, oraz normę PN-82/G-97003 - Węgiel do celów energetycznych. Wprowadzona od 2004 roku dobrowolność stosowania ww. norm spowodowała pojawienie się na rynku paliw dla sektora komunalno-bytowego produktów ubocznych mechanicznej przeróbki węgla o uziarnieniu poniżej 1 mm, mułów i flotokoncentratów. Z uwagi na właściwości fizykochemiczne wysoką zawartość popiołu, wilgoci i małą wielkość ziarna (poniżej 1 mm) oraz niską wartość opałową - ich spalanie w tradycyjnych kotłach o przestarzałej konstrukcji oraz piecach powoduje wzrost już i tak wysokiej emisji zanieczyszczeń oraz spadek sprawności energetycznej. Konieczne jest ich wycofanie z tego powodu z rynku.

Potocznie przyjęła się taka opinia, że ogrzewanie z wykorzystaniem tych www.instalator.pl

„paliw” jest tańsze z uwagi na ich 35-krotnie niższą cenę w porównaniu do paliw sortymentowych. Jeżeli jednak weźmiemy pod uwagę średnią energetyczną sprawność sezonową

eksploatowanych pieców, kotłów o przestarzałej konstrukcji zasilanych paliwami sortymentowymi (orzech, kostka, groszek) na poziomie 55%, a z dodatkiem mułów i flotokoncentratów na poziomie 30-35%, to rachunek ciągniony kosztów ogrzewania już nie wygląda tak korzystnie. Koszt wytworzenia jednostki ciepła użytkowego z tych paliw jest generalnie wyższy niż z węgla sortymentowego (orzech, groszek) odpowiedniego do stosowania w urządzeniach grzewczych ręcznie zasilanych paliwem (rys. 3) [3]. Zastosowanie nowych rozwiązań technologicznych spalania węgla w kotłach małej mocy przyczynia się do wzrostu średniej sezonowej sprawności cieplnej kotłów zasilanych ręcznie do 75%, a kotłów automatycznie zasilanych w paliwo do 77% (zgodnie z Rozporządzeniem KE 2015/1189). Dlatego też najniższe koszty wytworzenia jednostki ciepła użytkowego z paliw węglowych uzy-

kurtyny powietrzne

SMART ]DVLčJ GR P

dysza wlotowa Z JyUQHM F]čĤFL obudowy!

33

miesięcznik informacyjno-techniczny

skuje się, stosując odpowiednie urządzenia grzewcze/kotły dla danego typu paliwa, o najwyższych parametrach procesu spalania i technice spalania typu BAT (rys. 3, tabela).

Bez mułu Zakaz stosowania mułów, flotokoncentratów przyczyni się zdecydowanie do ograniczenia emisji CO, OGC, pyłu, a także benzo(a)pirenu i innych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych kancerogennych i toksycznych dla zdrowia człowieka. W 2012 roku na rynku, według danych WIOŚ w Katowicach, 788 308 ton mułów trafiło do indywidualnych gospodarstw oraz małych firm i warsztatów, [4]. Oszacowany wzrost emisji z tytułu wykorzystania 400 tys. ton w indywidualnych gospodarstwach domowych na obszarze województwa śląskiego spowodował ponad 2-krotny wzrost emisji pyłu całkowitego i ponad 3-krotny wzrost emisji benzo(a)pirenu w porównaniu do emisji wyznaczonej ze spalenia sortymentowego węgla, z wykorzystaniem wskaźników emisji przyjętych przez IOŚ KOBIZE w Warszawie do celów corocznej krajowej inwentaryzacji emisji [4] - (rys. 4).

Jak wynika z oszacowania zaprezentowanego na rys. 4, spalenie połowy ilości paliwa w formie kwalifikowanych sortymentów węglowych w nowoczesnych kotłach z ręcznym, okresowym zasilaniem paliwem , a połowy w kotłach z automatycznym, ciągłym zasilaniem paliwem zmniejszy ilość emitowanego benzo(a)pirenu o 30% w stosunku do aktualnego ładunku, odpowiednio pozycja D i A. należy jednak podkreślić, że w rze-

34

2 (210), luty 2016

czywistości stopień redukcji sięgnie około 70%, z uwagi na mniejsze o ponad 30% zużycie paliwa na ogrzanie tej samej powierzchni mieszkalnej.

Jak bowiem wiadomo sprawność energetyczna nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych kotłów opalanych paliwami stałymi jest wyższa o ponad 30% w porównaniu do tradycyjnych konstrukcji. Natomiast zastosowanie automatycznych kotłów opalanych kwalifikowanymi paliwami węglowymi ograniczy emisję o ponad 70%, podczas gdy zainstalowanie kotłów olejowych w miejsce węglowych ten stopień redukcji zwiększyłoby tylko o 10 punktów procentowych do poziomu około 80% (odpowiednio pozycja C, E i A) [4].

Wycofanie z rynku paliw mułów (paliw pozasortymentowych) jest koniecznością z uwagi na zagrożenie dla zdrowia człowieka. Wykorzystanie art. 96 ustawy POŚ w tym zakresie jest więc zasadne. Nie powinno ono jednak być wprowadzone uchwałą podejmowaną przez każde z województw w kraju, ale powinno znaleźć swoje miejsce w akcie legislacyjnym ogólnokrajowym.

Podsumowanie Mamy dostępne paliwa stałe o wysokiej jakości, mamy także mocną branżę producentów kotłów na paliwa stałe, posiadającą możliwości dostarczenia na rynek urządzeń grzewczych spełniających wymagania najwyższych klas wg normy PN EN 303-5:2012. W tej sytuacji wprowadzenie ustawy „antysmogowej” winno być szansą dla rozwoju ww. branż z jednoczesnym zapewnieniem trwałej poprawy jakości powietrza i docelowego spełnienia wy-

magań dyrektywy CAFE i tym samym wyeliminowania zagrożenia dla zdrowia społeczeństwa wynikającego ze stosowania paliw stałych w sektorze komunalnym. Na ogrzewanie indywidualnych gospodarstw domowych zużywamy rocznie od 11 do 12 mln ton węgla opałowego oraz 7-8 mln ton drewna, w zależności od długości okresu grzewczego, co stanowi równowartość około 14 miliardów m3 gazu ziemnego. Nie jest możliwe zastąpienie paliw stałych tym czystym paliwem, ponieważ nie posiadamy własnych zasobów w takiej ilości i nie ma takiej potrzeby. Należy w tym miejscu zauważyć, że gaz ziemny - podobnie jak olej opałowy (produkt przetwarzania ropy naftowej) i węgiel - to paliwa kopalne. A paliwem odnawialnym jest biomasa drzewna, o dużym potencjale surowcowym w naszym kraju. Dlatego też, mając na uwadze bezpieczeństwo energetyczne, ochronę środowiska i zdrowia, rozwój gospodarki oraz rynek pracy, konieczne jest odpowiednie wykorzystywanie art. 96 ustawy POŚ przez jednostki samorządowe.

Konieczne i niezmiernie pilne jest wprowadzenie ogólnokrajowych uregulowań prawnych w odniesieniu do instalacji spalania małej mocy w sektorze komunalno-bytowym, obligatoryjnych dla całego kraju jako narzędzia realizacji artykułu 96 ustawy POŚ, których niezbędność została zapisana Krajowym Programie Poprawy Jakości Powietrza, ogłoszonym przez Ministra Środowiska we wrześniu ubiegłego roku[5]. dr inż. Krystyna Kubica Literatura: [1] Z. Łukaszczyk, L. Kurczabiński; Katowickie Targi Górnictwa, Hutnictwa i Chemii, sierpień 2015.

[2] K. Kubica, L. Kurczabiński, Koszt pozyskania energii użytkowej z węgla kamiennego w instalacjach małej mocy w sektorze mieszkalnictwa, informacja dla MŚ, wrzesień 2015.

[3] R. Kubica, K. Kubica, Oszacowanie trendu wskaźników emisji TSP oraz PM10 i PM2.5 ze spalania paliw stałych w sektorach mieszkalnictwa i usług w latach 2000-2013, Raport PIE dla IOŚ PIB Katowice, 15 grudzień 2014 r.

[4] K. Kubica, Spalanie mułów węglowych w źródłach małej mocy poważnym zagrożeniem dla zdrowia ludzi i środowiska. Koniecznie wycofać, „Ekologia“ 1/2013 s. 13-14.

[5] Krajowy Program Ochrony Powietrza, MŚ Warszawa 2015. www.instalator.pl

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

rekuperacja, kocioł na paliwa stałe, zaciskarka, sterowanie

Nowości w „Magazynie Instalatora” Steruj zdalnie kotłem Dzięki zdalnemu sterowaniu ogrzewaniem - poprzez platformę internetową e-multifun - łatwiej o optymalną temperaturę pomieszczeń dokładnie wtedy, kiedy tego potrzebujemy, bez strat ciepła. Kotłami podajnikowymi SAS ze sterownikiem MultiFun i złączem Ethernet można zarządzać zdalnie za pomocą popularnych urządzeń mobilnych.

Zakładając konto na platformie e-multifun, otrzymujemy bezpłatny dostęp do zmiany takich parametrów, jak temperatura c.o., c.w.u., a także do aktywacji funkcji szybkiego podgrzania: prysznic, party, komfort, wietrzenie. O stanach alarmowych dostaniemy powiadomienia SMS-em, e-mailem.

W wersji premium otrzymujemy także funkcję diagnozy pracy kotła, zdalną opieką instalatora, jeśli pojawi się konieczność pomocy specjalisty oraz wsparcie serwisu producenta. Za pomocą konta możemy dokonać także zgłoszenia serwisowego. l Więcej na www.instalator.pl

Rekuperacja z Passivhaus Realizowana przede wszystkim przez wietrzenie wymiana powietrza w budownictwie tradycyjnym nie jest, jak wiemy, metodą najbardziej efektywną. Świadomi inwestorzy szukają dziś rozwiązań nowoczesnych, pozwalających uzyskać optymalny klimat wnętrz, przy jednoczesnych maksymalnych oszczędnościach energetycznych. Na szczęście w kilku prostych krokach mowww.instalator.pl

żemy ocenić, który produkt spełni wszelkie nasze wymagania.

Na podstawie bilansu powietrza oraz potrzebnego sprężu dyspozycyjnego dobieramy wielkość rekuperatora, tak aby jednostka wentylacyjna mogła realizować nawiew i wywiew zgodnie z projektem. Jednostki wentylacyjne firmy Zehnder (marki Paul) posiadają wysoki spręż dyspozycyjny oraz automatykę stałowydajnościową, która zapewnia wydatek powietrza na ustalonym poziomie, niezależnie od wzrastających oporów instalacji.

Zadaniem rekuperatorów (oprócz właściwej wentylacji) jest oszczędzanie energii, dlatego ważnym parametrem jest sprawność temperaturowa tego urządzenia. Rekuperatory Paul po-

dzenia. Otwieramy je tradycyjnie - ręcznie, lecz zamknięcie wymaga naciśnięcia przycisku „start”.

Do szczególnie trudnych sytuacji montażowych, gdy instalator może użyć tylko jednej ręki, Viega skonstruowała specjalne szczęki zaciskowe z funkcją zatrzasku. Przed założeniem szczęk na złączkę otwieramy je, jak dotąd za pomocą krótkiego uchwytu, natomiast sprężyna utrzymuje je później w pozycji otwartej - zamykają się dopiero po naciśnięciu przycisku „start”.

Ponowne naciśnięcie przycisku powoduje rozpoczęcie procesu zaprasowania.

Takie rozwiązanie zapewnia jeszcze wyższy poziom bezpieczeństwa, ponieważ wolną ręką można precyzyjnie ustawić rurę lub skorygować pozycję zało-

siadają opatentowany wymiennik kanalikowo-przeciwprądowy, który pozwala na uzyskiwanie najwyższych wartości tego parametru. Wszystkie jednostki tej marki posiadają certyfikaty Passivhaus z Instytutu w Darmstadt, które potwierdzają podane osiągi. Producent ten nie bazuje zatem jedynie na opinii, ale na profesjonalnych badaniach każdego z urządzeń. Badania te stanowią gwarancję najwyższej jakości i niezawodności. l Więcej na www.instalator.pl

żonych już szczęk zaciskowych przed zaprasowaniem. Szczęki zaciskowe z funkcją zatrzasku są na razie dostępne w rozmiarach od 12 do 35 mm do metalowych systemów instalacyjnych firmy Viega.

Dzięki niewielkiej masie, wynoszącej zaledwie 2,5 kg, oraz ergonomicznemu kształtowi pistoletu, zaciskarka Pressgun Picco jest wyjątkowo poręczna i funkcjonalna. Urządzenie Viega może pracować na mocnym akumulatorze litowojonowym o bardzo dobrych właściwościach rozruchowych lub korzystać z zasilacza. Pressgun Picco jest wyposażona w obrotową głowicę zaprasowującą (przydatną przy montażu w trudno dostępnych miejscach) oraz dodatkowe funkcje, takie jak zintegrowana lampka LED, znakomicie oświetlająca miejsce wykonywania połączeń. l Więcej na www.instalator.pl

Szczęki z funkcją zatrzasku Zaciskarki Pressgun Picco to lekkie i niezawodne narzędzie pracy dla instalatorów. Nowe szczęki, wprowadzone w tym roku przez firmę Viega, jeszcze bardziej upraszczają obsługę tego urzą-

35

miesięcznik informacyjno-techniczny

2 (210), luty 2016

Instalowanie urządzeń gazowych (2)

Kuchnia na gazie Do urządzeń gazowych powszechnie stosowanych w gospodarstwach domowych należą kuchnie i kuchenki gazowe. Zasilane są one gazem ziemnym z sieci lub gazem płynnym z butli i zbiorników zewnętrznych.

Przepisy (Dz. U. nr 75/2002, poz.

690) określają miejsce usytuowania kuchni i kuchenek gazowych w pomieszczeniach. Powinny one być oddalone od okna o minimum 0,5 metra (mierząc od boku urządzenia) i nie stać na drodze przepływu powietrza podczas przeciągów. Chodzi o wyeliminowanie przypadkowego zdmuchnięcia płomienia z palników i spowodowania tym wypływu gazu do pomieszczenia. Najnowsze kuchnie i kuchenki gazowe są wyposażone w zabezpieczenia (termopary) przed wypływem gazu w sytuacji zaniku płomienia. Jednak w użyciu jest jeszcze wiele starszych urządzeń, które tych zabezpieczeń nie mają.

Urządzenia gazowe na gaz ziemny należy podłączać stalowymi lub miedzianymi przewodami do instalacji gazowej na stałe (połączenie sztywne) lub z zastosowaniem elastycznych przewodów metalowych.

Połączenie stałe powinno być wykonane precyzyjnie, aby nie powodowało naprężeń montażowych, a jego rozłączenie powinno wymagać użycia odpowiednich narzędzi. Zabrania się stosowania rur stalowych ocynkowanych.

Metalowe połączenia elastyczne są produkowane w różnych wersjach i długościach. Posiadają odpowiednie certyfikaty dopuszczające je do stosowania jako przewody instalacji gazowej. Są wygodne w zastosowaniu, nie powodują naprężeń montażowych i pozwalają na przesuwanie urządzeń gazowych na niewielkie odległości w razie potrzeby, bez konieczności odłączania ich od instalacji gazowej.

36

Na przyłączu musi się znajdować zawór odcinający dopływ gazu, usytuowany w tym samym pomieszczeniu co urządzenie gazowe, w miejscu łatwo dostępnym, w odległości nie większej niż 1 metr od króćca przyłączeniowego na urządzeniu. To wymaganie wynika z potrzeb eksploatacyjnych i bezpieczeństwa. Umożliwia szybkie odcięcie gazu w nagłych sytuacjach, oraz naprawę urządzenia lub jego wymianę bez konieczności zamykania dopływu gazu do całej instalacji gazowej.

Po podłączeniu urządzenia gazowego do instalacji gazowej wymagane jest sprawdzenie szczelności na gaz wszystkich połączeń i samego urządzenia gazowego. Te czynności powinien wykonać instalator przy użyciu odpowiednich środków. Najbardziej skutecznymi i zalecanymi są ciecze z dodatkiem pieniącym, które w miejscach nieszczelności reagują w postaci widocznej piany.

Nie wolno sprawdzać szczelności ogniem.

Na gaz płynny Kuchnie i kuchenki gazowe w budynku mogą być zasilane gazem płynnym (propanem-butanem) z indywidualnych butli gazowych o nominalnej zawartości gazu do 11 kg.

Maksymalnie można zainstalować dwie butle gazu płynnego. Butle powinny mieć aktualną legalizację.

Ten warunek oznacza, że przy urządzeniu gazowym mogą stać tylko dwie butle, które powinny być połączone ze sobą kolektorem gazowym i stanowić jedno źródło gazu. Ten

przepis nie dopuszcza sytuacji, kiedy jedna butla jest podłączona do urządzenia gazowego, a druga stoi jako zapasowa. W mieszkaniach i innych pomieszczeniach budynku nie wolno przechowywać butli napełnionych gazem i niepołączonych do instalacji lub urządzeń.

Ponadto do jednej butli może być podłączone tylko jedno urządzenie gazowe. Chodzi tu o uniknięcie dodatkowych połączeń w postaci trójników i rozgałęzień, by zwiększyć bezpieczeństwo użytkowników. Butle powinny być chronione przed wysoką temperaturą powyżej 35°C, mogą stać tylko w pozycji pionowej i w odległości co najmniej 1 m od urządzeń iskrzących.

Powinny być chronione przed uszkodzeniami mechanicznymi i wpływem czynników korozyjnych.

Połączenie butli z gazem płynnym z urządzeniem gazowym może być realizowane wyłącznie atestowanym przyłączem elastycznym z tworzywa sztucznego o maksymalnej długości 3 m, odpornym na ciśnienie co najmniej do 300 kPa, na składniki gazu płynnego i uszkodzenia mechaniczne, oraz na temperaturę do 60°C. Gdy butla jest oddalona o więcej niż 3 m od urządzenia gazowego, należy zastosować przewód przedłużający z rur stalowych lub miedzianych. Przewód metalowy o długości większej niż 3,5 m wymaga wykonania próby szczelności, łącznie z przewodem elastycznym.

Butle gazowe muszą być wyposażone w reduktory ciśnienia, które stabilizują ciśnienie gazu przed urządzeniami gazowymi do odpowiedniej wartości. Zakres dopuszczalnych ciśnień gazu płynnego za reduktorem wynosi od 2,9 do 4,4 kPa. W przypadku zbyt niskiego ciśnienia, poniżej 2,9 kPa, lub zbyt wysokiego, powyżej 4,4 kPa, urządzenie gazowe nie może być uruchowww.instalator.pl

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