Ring „MI”: ogrzewanie i c.w.u. dla dużych obiektów – 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.

Kotły w akcji

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

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 trybie 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.

Sterowanie kotłem Buderus

Jeżeli inwestorowi zależy na utrzymaniu stabilnej temperatury w hali, zalecanym 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.

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.

Kocioł Buderus

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.?

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 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.

Program DIWA - zrzut ekranu

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.

Program DIWA - zrzut ekranu

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

Pytanie do…

Czy się kierować wybierając urządzenie do ogrzewania obiektu wilekokubaturowego?

Prenumerata Magazynu Instalatora

Jedna myśl na temat “Ring „MI”: ogrzewanie i c.w.u. dla dużych obiektów – Buderus

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