ABC bezpiecznych instalacji. Pewna ochrona

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa zobacz pdfazobacz pdfa

Zaabsorbowane tlenki w skroplinach powodują, iż skropliny mają odczyn kwaśny, co przyspiesza procesy korozji wymiennika ciepła w kotle. W przypadku kotłów stałopalnych skropliny powodują zaszlamowanie wymiennika za sprawą frakcji stałej w spalinach. Takiego zabezpieczenia nie wymagają jedynie kotły kondensacyjne, gdzie pożądana jest możliwie niska temperatura czynnika powracającego do kotła dla umożliwienia wykroplenia pary wodnej w spalinach. Kotły te posiadają specjalną konstrukcję oraz materiały odporne na działanie kondensatu. W przypadku tradycyjnych kotłów gazowych, olejowych oraz kotłów na biomasę o średniej i dużej mocy zabezpieczenie to realizowane jest na poziomie automatyki kotła. Najczęściej jest to odpowiednie sterowanie zaworami trójdrogowymi obiegów grzewczych, zaworem czterodrogowym pomiędzy kotłem i rozdzielaczem lub poprzez włączanie i wyłączanie dodatkowej pompy łączącej zasilanie z powrotem w kotle. Są oczywiście także inne rozwiązania, gdy wykorzystuje się np. specjalny obieg cyrkulacyjny z pompą bezpośrednio przy kotle. W przypadku prostych kotłów starego typu małej i średniej mocy, w szczególności kotłów stałopalnych, takie rozwiązanie technicznie jest poprawne, ale nie zawsze uzasadnione ekonomicznie.

Producenci armatury w takich przypadkach (schemat) proponują rozwiązanie z zaworami trójdrogowymi mieszającymi proporcjonalnymi bezpośredniego działania, gdzie element regulacyjny zabudowany jest bezpośrednio w zaworze typu Teplomix. Wewnątrz zabudowany jest element termostatyczny realizujący funkcję regulacji termostatycznej czynnika wypływającego z zaworu. Element regulacyjny znajduje się w strumieniu czynnika grzewczego. Czynnik grzewczy, który omywa element termostatyczny jest mieszaniną czynnika powracającego z instalacji o niskiej temperaturze oraz zasilania z kotła o wysokiej temperaturze. Ich wzajemna proporcja jest ustalana przez element termostatyczny w zależności od temperatury obu strumieni po zmieszaniu w taki sposób, aby temperatura czynnika wychodzącego z zaworu i wchodzącego do kotła nie była mniejsza niż około 45-60oC. Temperatura czynnika grzewczego po zmieszaniu, wychodzącego z zaworu trójdrogowego, musi być dopasowana do rodzaju spalanego paliwa. Inna będzie dla kotła stałopalnego na węgiel, inna dla kotła stałopalnego na biopaliwa, a także dla kotłów gazowych czy olejowych.

Gdy temperatura po zmieszaniu obu czynników jest zbyt niska, wówczas element termostatyczny poprzez kurczenie się otwiera drogę dla czynnika gorącego z zasilania kotła lub, gdy jest zbyt wysoka, przez rozszerzanie się otwiera drogę dla czynnika z powrotu instalacji, ograniczając napływ gorącego czynnika. Można wyróżnić kilka stanów pracy.

Pierwszy stan (rys. 1) występuje, gdy kocioł jest zimny (np. podczas jego uruchamiania). Wówczas całość czynnika omywającego element termostatyczny pochodzi z zasilania kotła, króciec B. Taka sytuacja trwa do momentu, aż temperatura za zaworem nie przekroczy zadanej temperatury. Dla ułatwienia przyjmijmy, iż zadana temperatura wynosi 61oC – jak dla kotła opalanego peletami drzewnymi lub zrębką.

Rys.1

Drugi stan (rys. 2) występuje, gdy temperatura za zaworem przekroczy zadaną temperaturę 61oC. Wówczas następuje częściowe podbieranie czynnika z powrotu instalacji, króciec A. Ilość czynnika pobranego z powrotu instalacji jest taka, aby zrekompensować nadwyżkę temperatury zasilania kotła ponad temperaturę 61oC. W efekcie powoduje to, iż temperatura czynnika powracającego do kotła wynosi nieco ponad 61oC. Jest to normalny stan pracy instalacji.

Rys. 2

Trzeci stan (rys. 3) występuje, gdy temperatura za zaworem przekroczy 63oC. Wówczas element termostatyczny zamknie przepływ czynnika grzewczego z zasilania kotła, króciec B, otwierając w pełni przepływ z powrotu instalacji, króciec A.

Rys. 3

Taki stan występuje, gdy kocioł pracuje z dużą wydajnością lub gdy moc kotła jest większa niż realne zapotrzebowanie na strumień ciepła instalacji.

Korpusy zaworów trójdrogowych mieszających bezpośredniego działania wykonywane są najczęściej jako odlewy z mosiądzu lub brązu. Element termostatyczny zabudowany wewnątrz posiada fabrycznie ustawioną temperaturę pracy. Przyłącza posiadają uszczelnienie płaskie lub uszczelnienia na gwincie stożkowym.

Zawory trójdrogowe mieszające wykonywane są w różnych wariantach. Jeden z wariantów może posiadać stałe minimalne połączenie zasilania z powrotem (minimalny „by-pass”). Zawory trójdrogowe ze stałym „by-passem” przeznaczone są do instalacji rozległych z dużą ilością zładu lub zasilających zasobniki c.w.u. o dużej pojemności.

Można także spotkać rozwiązanie zaworów trójdrogowych ze szczelnym rozdzieleniem strumieni, gdzie nie występuje „by-pass”. Zawory trójdrogowe bez stałego „by-passa” przeznaczone są do instalacji z małą ilością zładu.

Często zawory mieszające mogą pracować z dodatkami przeciwzamarzającymi na bazie wodnego roztworu glikolu etylenowego lub propylenowego, którego zawartość nie powinna przekraczać 45% objętości. Na korpusie zaworów trójdrogowych kierunki przepływu czynnika grzewczego oznaczone są strzałkami dla uniemożliwienia błędnego wpięcia w system hydrauliczny.

W przypadku wybranych producentów zaworów trójdrogowych istnieje możliwość dozbrojenia ich w dodatkowe wyposażenie, np. w miejsce zaślepki można zabudować zawór spustowy, co umożliwia opróżnienie lub napełnienie instalacji.

Zaletami zaworów trójdrogowych bezpośredniego działania z wbudowanym elementem regulacji termostatycznej bezpośrednio w zaworze z zadaną nastawą są prostota rozwiązań, łatwy montaż, brak konieczności zasilania elektrycznego, minimalna ilość elementów (właściwie tylko jeden), wysoka niezawodność. Ponadto powyższe zawory nie wymagają konserwacji, regulacji oraz dozoru. Nie bez znaczenia jest niski koszt rozwiązania przy spełnieniu wszystkich wymagań producentów kotłów.

Grzegorz Ojczyk

Schemat

Schemat. Zabezpieczenie typowego kotła stałopalnego na węgiel.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij