W przypadku konkretnej instalacji ogrzewania płaszczyznowego, gdy już wybrano system redukcji temperatury czynnika grzewczego (o ile jest to konieczne), należy zdecydować, jakie powinny być parametry techniczne komponentów układu. Sprawa nie jest trywialna i o ich doborze decyduje projektant instalacji sanitarnych.

W poprzednim artykule poświęconym ogrzewaniu płaszczyznowemu opisano jeden z najprostszych systemów redukcji temperatury czynnika grzewczego, opartych o głowicę termostatyczną z czujnikiem przylgowym, przelotowy zawór termostatyczny, ręczny zawór regulacyjny, wyłącznik zabezpieczający, pompę obiegową oraz zawór zwrotny (rys. 1).

Ojczyk216rys1

Należy nadmienić, że system redukcji temperatury czynnika grzewczego stosujemy, gdy parametr czynnika grzewczego ze źródła ciepła może przekroczyć maksymalną temperaturę pracy instalacji ogrzewania płaszczyznowego. W szczególności dotyczy to źródeł ciepła wysoko temperaturowych, takich jak kotły stałopalne, gazowe, olejowe lub wymiennikowe węzły cieplne. W przypadku źródeł ciepła niskotemperaturowych, jak pompa ciepła, taka potrzeba może nie zachodzić. Jeżeli kocioł kondensacyjny gazowy lub olejowy będzie pracował z niską temperaturą dla pozostałych odbiorników ciepła, to także może nie zachodzić potrzeba redukcji temperatury czynnika grzewczego dla ogrzewania powierzchniowego. Wszystko zależy od przyjętych parametrów pracy wszystkich odbiorników ciepła.

Parametry układu

W przypadku konkretnej instalacji ogrzewania płaszczyznowego, gdy już wybrano system redukcji temperatury czynnika grzewczego (o ile jest to konieczne), należy zdecydować, jakie powinny być parametry techniczne komponentów układu. Sprawa nie jest trywialna i o ich doborze decyduje projektant instalacji sanitarnych. Można wszakże wskazać pewne zależności pomiędzy np. powierzchnią ogrzewania podłogowego a przepustowością komponentów termostatycznego systemu regulacji temperatury z zaworem przelotowym. Nie wnikając głęboko w szczegóły systemu ogrzewania powierzchniowego, można wskazać pozostałe parametry z dużą dozą prawdopodobieństwa na podstawie ogólnej znajomości zagadnienia oraz doświadczenia.

W szczególności dotyczy to spodziewanej maksymalnej temperatury i ciśnienia pracy instalacji. Zgodnie z obowiązującym prawem budowlanym oraz rozporządzeniem Dz. U. 75, poz. 690 wraz z nowelizacjami [1], które stanowią jego emanację, maksymalna temperatura czynnika grzewczego źródła ciepła nie może przekraczać 90°C zgodnie z § 135. Punkt 5. „W pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi zabrania się stosowania ogrzewania parowego oraz wodnych instalacji ogrzewczych o temperaturze czynnika grzejnego przekraczającego 90°C”. Ciśnienie w instalacji nie może przekraczać 6 barów, przez analogię z § 134. Punkt 1 „Ciśnienie wody w instalacji wodociągowej w budynku, poza hydrantami przeciwpożarowymi, powinno wynosić przed każdym punktem czerpalnym nie mniej niż 0,05 MPa (0,5 bara) i nie więcej niż 0,6 MPa (6 barów)”. W praktyce ciśnienia maksymalne są niższe i decydują o nich nastawy zaworów bezpieczeństwa. Niejednokrotnie przy kotłach wiszących nie przekraczają 2,5-3 barów.

Do rzadkości należą maksymalne temperatury sięgające 90°C, w praktyce instalacyjnej są niższe. Przy kotłach stałopalnych prostych bez automatyki, kominkach, kotłach gazowych lub olejowych starej generacji – temperatura zasilania może okresowo zbliżać się do 90°C. Przy kotłach stałopalnych z automatyką lub kotłach gazowych wiszących zazwyczaj temperatura zasilania jest poniżej 80oC. Maksymalna temperatura zasilania w obiegu ogrzewania powierzchniowego zwykle mieści się w granicach 35-50oC. Wyższe lub niższe temperatury obliczeniowe zasilania obiegów ogrzewania powierzchniowego należą do rzadkości.

Ciśnienie dyspozycyjne pompy obiegowej [5] (rys. 1) zależy od oporów miejscowych oraz spadku ciśnienia na odcinkach prostych rur i oblicza się go z wykorzystaniem oprogramowania inżynierskiego. W typowych przypadkach, gdy długość pętli ogrzewania płaszczyznowego nie jest zbyt duża (l < 80 m), zazwyczaj mieści się ona w granicach 20-30 kPa. Duża rozbieżność w zakresie parametrów technicznych armatury termostatycznego systemu regulacji temperatury z zaworem przelotowym dotyczy przepustowości, ponieważ związane jest to ze strumieniem przepływającego czynnika grzewczego, zaś strumień czynnika grzewczego zależy od zapotrzebowania na strumień ciepła.

Dla budynków projektowanych zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa budowlanego w zakresie izolacyjności cieplnej można teoretycznie i doświadczalnie wyznaczyć przepustowość w systemie redukcji temperatury armatur. Na tej podstawie można skompletować zestawy odpowiednie do ogólnej powierzchni ogrzewanej. Oczywiście należy nadmienić, że są to dobory poglądowe i każdorazowo rekomenduje się ich sprawdzenie i przeliczenie przez uprawnionego projektanta instalacji sanitarnych. W tabelach przedstawiłem parametry przykładowych zestawów, które można spotkać w sprzedaży.

W każdym z wymienionych zestawów może to być ta sama głowica termostatyczna z czujnikiem zewnętrznym i kapilarą o zakresie regulacji 20-50°C lub zbliżonym (fot.).

Ojczyk216-1

Analogicznie w każdym zestawie może być ten sam wyłącznik zabezpieczający bimetaliczny ze stykiem przełącznym (rys. 2) o zakresie regulacji 10-90°C lub zbliżonym.

Ojczyk216rys2

W przypadku głowicy termostatycznej ważne jest, aby przyłącze było kompatybilne z przyłączem zaworu termostatycznego. W przypadku zestawów redukcji temperatury z zaworami termostatycznymi o dużej przepustowości zaworów (kVS > 2 m3/h) należy sprawdzić, przy jakiej różnicy ciśnienia głowica jest w stanie szczelnie zamknąć zawór termostatyczny. Różnica ciśnienia, przy którym typowa głowica termostatyczna jest w stanie zamknąć zawór termostatyczny dla:

* kVS = 1 m3/h wynosi ok. 60 kPa,

* kVS = 2,2 m3/h wynosi ok. 40 kPa,

* kVS = 5,1 m3/h wynosi ok. 20 kPa.

Działanie

Głowica termostatyczna zabudowana na zaworze termostatycznym jest regulatorem proporcjonalnym bezpośredniego działania, który nie wymaga zasilania zewnętrznego. Energię do pracy czerpie w oparciu o siły natury – tj. rozszerzalność objętościową czynnika roboczego. W wyniku wzrostu temperatury w rurze, do której przymocowany jest czujnik zewnętrzny głowicy, następuje wzrost objętości cieczy. Nadwyżka objętości cieczy przenoszona jest kapilarą od czujnika temperatury do cylindra głowicy termostatycznej, co powoduje wypychanie tłoczka w cylindrze. Tłoczek zaś naciska na trzpień zaworu termostatycznego, powodując jego przymykanie. Powoduje to spadek przepływu czynnika roboczego, co pociąga za sobą spadek temperatury rury, do której przymocowany jest czujnik zewnętrzny, w wyniku czego kurczy się czynnik roboczy i głowica otwiera zawór. Otwieranie zaworu powoduje wzrost przepływu czynnika roboczego, a więc i temperatury rury itd.

Po pewnym czasie dochodzi do stanu równowagi pomiędzy wartością temperatury zadanej na głowicy termostatycznej a wartością temperatury w miejscu przyłożenia czujnika zewnętrznego głowicy termostatycznej. Pozostałe komponenty zestawu regulacji temperatury muszą być indywidualnie dobierane w oparciu o parametry techniczne grzejników powierzchniowych. W tabelach 1-4 podano przykładowe parametry techniczne zestawów w oparciu o powierzchnie grzejników podłogowych w typowych przypadkach.

Ojczyk216tab1

Ojczyk216tab4

Ojczyk216tab3

Ojczyk216tab2

Przedmiotem następnego artykułu będą systemy redukcji temperatury w oparciu o inny schemat technologiczny.

Grzegorz Ojczyk

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.

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