Podręcznik aplikacji sieci cieplnych
Dla ponadczasowych aplikacji
cała nasza wiedza należy teraz do Ciebie
+30 lat
doświadczenia
w aplikacjach sieci cieplnych, ponad 5 milionów sieci na całym świecie.
www.heating.danfoss.pl
Spis treści
Podręcznik aplikacji sieci cieplnych
Wprowadzenie do podręcznika................ |
3 |
|
4 |
Sieć cieplna od środka |
|
6 |
Dopasowywanie sieci cieplnej do warunków budynku |
|
8 |
Jak korzystać z tego podręcznika |
|
9 |
Benchmarking aplikacji |
|
10 |
Typy aplikacji sieci cieplnych — przegląd |
|
Zasady ogólne.............................................. |
13 |
|
14 |
Równoważenie hydrauliczne — typy regulacji |
|
16 |
Równoważenie hydrauliczne — funkcje regulacyjne |
|
18 |
Funkcje przestojowe |
|
21 |
Regulacja pogodowa |
|
Zalecane aplikacje...................................... |
23 |
27 1. Aplikacje ciepłej wody użytkowej
352. Aplikacje grzewcze w pomieszczeniach podłączone pośrednio i bezpośrednio
43 3. Układy zasilania do aplikacji w węzłach mieszkaniowych
53 4. Aplikacje grzewcze w pomieszczeniach i z wymiennikami ciepła do przepływowego podgrzewania ciepłej wody użytkowej, podłączone bezpośrednio i pośrednio
635. Aplikacje grzewcze w pomieszczeniach i z zasobnikami ciepłej wody użytkowej, podłączone bezpośrednio i pośrednio
71 6. Aplikacje grzewcze w pomieszczeniach i ze zbiornikami ciepłej wody użytkowej, podłączone bezpośrednio i pośrednio
79 7. Aplikacje dwustopniowe
858. Aplikacja grzewcza podłączona pośrednio w pomieszczeniach i z zasobnikiem ciepłej wody użytkowej podłączonym po stronie
wtórnej S.1.2
899. Aplikacja grzewcza podłączona pośrednio w pomieszczeniach i ze zbiornikiem ciepłej wody użytkowej po stronie wtórnej S.1.3
Danfoss District Energy — informacje..... |
92 |
Załącznik........................................................ |
96 |
98 Skróty
98Symbole aplikacji
99Bibliografia
Strony 3–11
Wprowadzenie do podręcznika
•Sieć cieplna od środka
•Znaczenie sieci cieplnej
•Dopasowywanie sieci cieplnej do warunków budynku
4
Sieć cieplna od środka
Już od 35 lat firma Danfoss aktywnie podejmuje bliską współpracę
z klientami, mając na celu oferowanie najlepszych rozwiązań z zakresu sieci cieplnych.
Niezależnie od ogromu projektu i ilości wymagań technicznych komponenty i węzły cieplne firmy Danfoss są doceniane na całym świecie.
Jest to platforma do dzielenia się doświadczeniem, wiedzą specjalistyczną w zakresie aplikacji i udzielaniem rekomendacji dotyczących zastosowań sieci cieplnych o optymalnej wydajności oraz najważniejszych stosowanych komponentów regulacyjnych.
Wiedza o aplikacjach
113 milionów
ton metrycznych CO2 oszczędności co roku w Europie dzięki sieci cieplnej dostarczającej 9–10% zapotrzebowania na ciepło. Ta wartość odpowiada całkowitej rocznej emisji CO2 w Belgii.
Zalecenia firmy Danfoss
Informacje wydawnicze
Wersja 1.0 |
Kontakt: |
Rok 2012 |
District Energy — Application Centre: |
Wydanie pierwsze |
|
|
Jan Eric Thorsen, Kierownik |
Redakcja: |
Tel.: + 45 7488 4494 |
Danfoss A/S — District Energy |
e-mail: jet@danfoss.com |
Nordborgvej 81 |
|
DK-6430 Nordborg |
Oddgeir Gudmundsson, Specjalista |
Dania |
ds. aplikacji, tel.: + 45 7488 2527, |
districtenergy.danfoss.com |
e-mail: og@danfoss.com |
Dział Danfoss District Energy, gromadząc przez wiele lat doświadczenie branżowe, stał się czołowym dostawcą produktów, układów i usług w zakresie sieci ciepłowniczo-chłodniczych (SCC).
Dzięki temu firma Danfoss przekazuje klientom na całym świecie swoje doświadczenie i wiedzę, które urzeczywistniają prawdziwie energooszczędne rozwiązania.
Wprowadzenie |
5 |
Zielona sieć
Sieć cieplna
Sieci grzewcze i chłodnicze są doskonałym uzupełnieniem zieleni miasta czy okolicy. W obszarach o gęstej zabudowie, gdzie zapotrzebowanie na ciepło jest najwyższe, stanowią najlepszy sposób na wykorzystanie dostępnych w okolicy źródeł energii odnawialnej i nadwyżek ciepła w użytecznym celu. Układy takie zapewniają znaczną, zauważalną redukcję pierwotnego zużycia energii, obniżają emisję CO2 i dostarczają mieszkańcom wygodę i niezawodność na poziomie, jakiego oczekują.
Warunki sieci i schemat układu
Sieci cieplne różnią się między sobą pod względem rozmiaru, układu i warunków panujących w miastach i obszarach zurbanizowanych. W celu osiągnięcia idealnego poziomu wydajności i komfortu użytkowania należy zastosować odpowiednie parametry w zakresie ustawień temperatur, poziomu ciśnienia roboczego,
a także technicznych przyłączy budynku, gdyż zapewni to niezawodne dostawy ciepła i bezpieczeństwo użytkowania.
Główne trendy w sieciach cieplnych
Obecnie na przemysł ciepłowniczy oddziałuje wiele trendów. Są one następstwem zwiększonych oczekiwań użytkowników w zakresie komfortu i bezpieczeństwa dostaw, konstrukcji produktu i jego użyteczności, a także poziomu energooszczędności narzuconego przez przepisy prawne. W związku z tym układ aplikacji sieci cieplnej musi odpowiadać następującym wymaganiom:
•mniejsze poziomy temperatury i ciśnienia w SC,
•energooszczędna eksploatacja przy wyższej wydajności regulacji,
•monitorowanie wydajności energetycznej i informacji rozliczeniowych zgodnie ze zużyciem,
•bezpieczna dostawa ciepła.
Sieć cieplna od I do IV generacji
|
<![if ! IE]> <![endif]>Rozwój |
|
1G |
2G |
|
3G |
4G |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Układ pary wodnej, rury pary wodnej |
|
|
Ciśnieniowy układ ciepłej wody |
|
|
|
Rury preizolowane |
|
|
Niskie zapotrzebowanie na energię |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
w kanałach betonowych |
|
|
Sprzęt ciężki |
|
|
|
Uprzemysłowione, kompaktowe |
|
|
Sieć inteligentna (optymalna |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Duże„budowane na miejscu” węzły |
|
|
|
węzły cieplne (również izolowane) |
|
|
dywersy kacja źródeł energii, |
||||||||||||||||||
|
|
Poziom |
200 oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pomiary i monitoring |
|
|
dystrybucji i zużycia) 2-kierunkowa SC |
||||||||||||||||||
|
|
temperatury |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> 100 oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 100 oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 50-60 oC |
||||||
|
|
Oszczędność |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Źródła energii |
||
|
|
energii |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Biomasa |
|
|
|
|
Energia słoneczna |
|
|
|
|
|
|
|
przyszłości |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nadwyżka przemysłowa |
|
|
|
|
Energia geotermalna |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-kierunkowa |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sieć cieplna |
|
|
|
|
|
|
Elektrociepłownia |
|
|
|
|
Spalanie odpadów |
|
|
|
Energia elektryczna |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
— węgiel |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z wiatru |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Elektrociepłownia |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Elektrociepłownia |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Elektrociepłownia — gaz |
|
|
|
|
lektrociepłownia |
|
|
|
|
|
|
— biomasa |
|
|
|
|
|
|
|
|
— biogaz |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— węgiel |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nadwyżka przemysłowa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zdecentralizowana |
|||||
|
|
|
|
|
Gaz |
|
|
|
|
Elektrociepłownia — gaz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pompa ciepła |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Szczyt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Elektrociepłownia |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Olej |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— spalanie |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
opałowy |
|
|
|
wydobycia |
|
|
|
|
|
|
Gaz |
|
|
|
|
|
|
|
|
odpadów |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
ropy naftowej |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Lokalna |
|
|
Sieć cieplna |
|
|
|
Sieć cieplna |
|
|
Sieć cieplna |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
sieć cieplna |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Czas (generacje sieci cieplnej) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1G |
2G |
|
3G |
4G |
6 |
Sieć cieplna |
Dostosowywanie sieci cieplnej …
Infrastruktura układu
i dostępne źródła ciepła
Jeżeli tylko jest dostępna, sieć cieplna jest najlepszym źródłem ciepła, na jakie możesz się zdecydować. Sieć cieplna przynosi korzyści finansowe zarówno Tobie, jak i całemu społeczeństwu. Tam, gdzie instalacja sieci cieplnej jest niemożliwa, należy podjąć próby jak najlepszego wykorzystania dostępnych alternatyw, zwłaszcza źródeł energii odnawialnej. Najlepszym rozwiązaniem jest dobranie infrastruktury i konstrukcji układu do dostępnych źródeł energii, typu budynku oraz konkretnych potrzeb odbiorców.
1
2
Sieć cieplna |
7 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… do potrzeb budowlanych
Przykłady wykorzystania regulacji do optymalizowania układów ogrzewania
3
2
1. Dostosowywanie do temperatur zewnętrznych
Wtedy, gdy przepływ temperatury w układzie ogrzewania odzwierciedla temperaturę na zewnątrz, użytkownik jest w stanie cieszyć się zarówno zwiększonym komfortem, jak i mniejszymi rachunkami za ogrzewanie. W przypadku domów jednorodzinnych oczekiwana oszczędność energii z regulacji pogodowej wynosi średnio 10%, a może osiągnąć nawet wartość 40%.
2. Wykorzystywanie dostępnych źródeł energii
Niezależnie od tego, czy w budynku wykorzystuje się jedno czy więcej źródeł energii, poprawne mechanizmy regulacji zapewniają optymalne rezultaty
i dostosowują dostawę ciepła do rzeczywistych potrzeb tego budynku. W ten sposób możliwe jest jednoczesne utrzymanie wysokiego komfortu i niskiego zużycia energii.
3. Równowaga = oszczędność i komfort
Układ ogrzewania o odpowiedniej równowadze hydraulicznej zapewnia odpowiednią wydajność cieplną we wszystkich pomieszczeniach, niezależnie od obciążenia. Dopasowanie temperatur do potrzeb każdej części układu ogrzewania generuje oszczędności energii.
8 |
Jak korzystać z tego podręcznika |
Przegląd kompleksowy
Podczas podłączania budynku do sieci cieplnej dostępne są różne możliwości podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
Celem niniejszego podręcznika jest przedstawienie kompleksowego przeglądu różnych aplikacji ze szczególnym naciskiem na aplikacje zalecane przez firmę Danfoss.
Wszystkie aplikacje zilustrowano i opisano, łącznie z zasadami ich działania i dostępnymi opcjami.
Dla zalecanych aplikacji zaprezentowano główne korzyści ich stosowania, ograniczenia, benchmarking, porównania i udokumentowane wartości.
Każdej aplikacji nadano priorytet, stosując następujące symbole:
Aplikacja zalecana przez firmę Danfoss
Alternatywa podstawowa dla aplikacji zalecanej przez firmę Danfoss
Alternatywa drugorzędna dla aplikacji zalecanej przez firmę Danfoss
Zasada i cel benchmarkingu aplikacji
Uwzględniono zarówno wskaźniki ilościowe, jak i jakościowe, ułatwiające zrozumienie korzyści i ograniczeń wynikających z różnych aplikacji.
Celem nie jest zaprezentowanie charakterystycznych dla produktu
informacji czy szczegółowej teorii kryjącej się za komponentami
i aplikacjami.
Informacje charakterystyczne dla produktu znajdują się w arkuszach informacyjnych przypisanych do
danej grupy produktów. Szczegółową teorię można natomiast odnaleźć
w dokumentach technicznych oraz publikacjach naukowych związanych z tym zagadnieniem.
Benchmarking aplikacji |
9 |
Parametr porównawczy |
Opis |
|
Oszczędność w kosztach |
Koszt nabycia układu ogrzewania i potrzebnych komponentów |
|
inwestycyjnych |
||
|
||
|
Skrócony czas projektowania i planowania dla konsultantów/projektantów |
|
Oszczędność czasu montażu |
Czas potrzebny na montaż i uruchomienie układu ogrzewania |
|
|
||
|
Masa instalacji |
|
|
Złożoność układu |
|
Oszczędne zagospodarowanie |
Możliwość pozostawienia większej wolnej przestrzeni w budynku dla jej zagospodarowania na inne cele |
|
przestrzeni |
||
|
||
|
Bardziej kompaktowa instalacja układu ogrzewania |
|
|
Zgodność z przepisami dotyczącymi CWU (3 litry) — obecnie wyłącznie na terenie Niemiec |
|
|
Ograniczenie rozwoju bakterii Legionella dzięki niewielkiemu układowi CWU |
|
Oszczędności związane |
Ograniczenie rozwoju bakterii Legionella w przepływowym podgrzewaniu CWU (w porównaniu do cyrkulacji CWU) |
|
z naprawami/konserwacją |
||
|
||
|
Prostota i wytrzymałość układu |
|
|
Zmniejszenie liczby i czasu trwania wizyt serwisantów wygeneruje oszczędności na naprawach/konserwacji |
|
|
Niższa temperatura, mniejsze ciśnienie i ograniczone straty ciepła w układzie ciepłowniczym i układzie ogrzewania |
|
|
Efektywność wymiany ciepła układu ogrzewania (wymiennik ciepła) |
|
|
Niższa temperatura powrotu do węzła i sieci |
|
|
Układ ogrzewania z regulacją pogodową. |
|
Energooszczędna praca |
Wysoka efektywność układu ogrzewania |
|
|
Potencjał oszczędności energii |
|
|
Temperatura obiegu wtórnego dostosowana/zoptymalizowana zgodnie z obciążeniem cieplnym budynku |
|
|
Mniejsze obciążenie hydrauliczne dla grupy klientów dzięki zastosowaniu wymiennika ciepła |
|
|
(niższe straty ciepła i mniejsze zużycie energii przez pompę) |
|
|
Jakość CWU, uniknięcie rozwoju bakterii — ciepła woda nie jest przechowywana, jej podgrzewanie następuje |
|
|
przepływowo, zgodność z przepisami dotyczącymi CWU (3 litry) — obecnie wyłącznie na terenie Niemiec |
|
Bezpieczeństwo pracy układu |
Ryzyko wycieków i zanieczyszczeń dostarczanej wody SC |
|
|
||
|
Ryzyko narażenia na wysokie temperatury (np. powierzchnia grzejnika) |
|
|
Nieograniczona ilość CWU |
|
|
Optymalny poziom temperatury w pomieszczeniu |
|
Komfort użytkownika |
Warunki wewnątrz pomieszczenia |
|
|
||
|
Długość cyklu konserwacji (jeżeli cykl jest długi, odstęp czasu pomiędzy przestojami w zasilaniu wodą jest również długi) |
|
|
Poziom hałasu w układzie |
|
|
Czas oczekiwania na ciepłą wodę |
Typy aplikacji sieci cieplnych |
10 |
Przegląd typów aplikacji
1 |
2 |
Aplikacje ciepłej wody |
Aplikacje grzewcze |
użytkowej |
w pomieszczeniach |
|
podłączone |
|
bezpośrednio |
|
i pośrednio |
0.1 |
1.0 |
0.2 |
2.0 |
0.3 |
3.0 |
3
Układy zasilania w węzłach mieszkaniowych
1.F |
2.F |
3.F |
4
Aplikacje grzewcze w pomieszczeniach podłączone bezpośrednio i pośrednio z wymiennikami ciepła do
przepływowego podgrzewania ciepłej wody użytkowej
1.1 |
2.1 |
3.1 |
5
Aplikacje grzewcze w pomieszczeniach podłączone pośrednio i bezpośrednio
z wymiennikami ciepła do przepływowego podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz z zasobnikami ciepłej wody użytkowej
1.2
2.2
3.2
Podczas podłączania budynku do SC dostępne są liczne możliwości podgrzewania ciepłej wody użytkowej. W niniejszym podręczniku stosuje się system numeracji dla różnych aplikacji, który zależy od numeracji ich podstawowych komponentów, typu aplikacji CO i CWU. Przykładowo aplikacja 1.1 Bezpośrednie podłączenie CO i instalacji do przepływowego podgrzewania CWU jest połączeniem aplikacji 1.0
Bezpośrednie podłączenie CO oraz 0.1 Przepływowe podgrzewanie CWU.
Typy aplikacji sieci cieplnych |
11 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
8 |
|
|
|
9 |
|
|
Aplikacje grzewcze |
|
|
|
Aplikacje dwustopniowe |
|
|
|
Aplikacja grzewcza |
|
|
|
Aplikacja grzewcza |
|
|
w pomieszczeniach ze |
|
|
|
|
|
|
|
podłączona pośrednio |
|
|
|
podłączona pośrednio |
|
|
zbiornikami ciepłej wody |
|
|
|
|
|
|
|
w pomieszczeniach |
|
|
|
w pomieszczeniach ze |
|
|
użytkowej, podłączone |
|
|
|
|
|
|
|
z zasobnikiem ciepłej wody |
|
|
|
zbiornikiem ciepłej wody |
|
|
bezpośrednio |
|
|
|
|
|
|
|
użytkowej podłączonym |
|
|
|
użytkowej po stronie |
|
|
i pośrednio |
|
|
|
|
|
|
|
po |
|
|
|
wtórnej |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
stronie wtórnej |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3
2.3
1.1.1 |
1.1.2 |
S.1.2 |
S.1.3 |
3.3
Aplikacja zalecana przez firmę Danfoss
Alternatywa podstawowa dla aplikacji zalecanej przez firmę Danfoss
Alternatywa drugorzędna dla aplikacji zalecanej przez firmę Danfoss
Niezalecane przez firmę Danfoss
Aplikacja 0.1 + Aplikacja 1.0 = Aplikacja 1.1
+ =
Strony 13–21 |
13 |
Zasady ogólne
Nadzwyczajna wydajność węzłów sieci cieplnych ma bezpośredni związek z konstrukcją wtórnego układu ogrzewania, wymiennikiem ciepła i urządzeniami regulującymi pierwotnej strony zasilania SC. Dzienne i sezonowe zmiany zużycia wpływają na zmiany przepływu w zasilaniu strony pierwotnej, co z kolei wywołuje znaczne wahania ciśnienia różnicowego. Ma to wpływ na regulację zasilania do węzła cieplnego w budynku. Z tego względu konieczne jest spełnienie konkretnych potrzeb w zakresie regulacji i równowagi hydronicznej węzła cieplnego i układu ogrzewania.
Wielkość przepływu potrzebną dla węzła cieplnego ustala się na podstawie zapotrzebowania na ciepło przyłączonych budynków. Wielkość zapotrzebowania na ciepło determinują zazwyczaj trzy czynniki: zużycie ciepła w pomieszczeniu, wentylacja i zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową (CWU).
•Równowaga hydrauliczna
•Typy regulacji
•Funkcje regulacyjne
•Funkcje przestojowe tylko dla CWU
•Regulacja pogodowa
14 |
Równowaga hydrauliczna |
Typy regulacji
Regulatory przepływu, regulatory różnicy ciśnień i ograniczniki przepływu
Celem stosowania regulatorów różnicy |
Zalety: |
• ograniczenie ilości wody |
|
ciśnień, regulatorów przepływu |
• |
dobrze określona specyfikacja |
cyrkulacyjnej w sieci. |
i ograniczników przepływu jest |
|
doboru rozmiaru zaworu, |
|
osiągnięcie dobrej równowagi |
• proste nastawianie węzła cieplnego, |
|
|
hydraulicznej w SC. Dobra równowaga |
• stabilizacja i regulacja temperatury, |
|
|
hydrauliczna w SC to taka, która |
• niski poziom hałasu z układzie, |
|
|
zapewnia odbiorcy zgodny ze |
• |
przedłużona żywotność urządzeń |
|
specyfikacją i nienadmierny przepływ |
|
regulacyjnych, |
|
w układzie. Poprzez zastosowanie |
• |
dobre rozprowadzanie wody |
|
regulatora różnicy ciśnień warunki |
|
w sieci zasilającej, |
|
pracy zaworu regulacyjnego ulegają |
|
|
|
znacznej poprawie. |
|
|
|
Regulator przepływu
Regulacja przepływu w pośrednio podłączonym układzie ogrzewania SC.
Regulator przepływu zapobiega przekraczaniu maksymalnego nastawionego przepływu zasilania SC. Regulację przepływu stosuje się w układach, w których wahania różnicy ciśnień są niskie oraz w których maksymalny przepływ SC nie jest przekraczany niezależnie od różnicy ciśnień w układzie. Zazwyczaj tego typu regulator jest stosowany
w układach podłączonych pośrednio, w których maksymalna wielkość przepływu determinuje przydział taryfy oraz w których ograniczenie maksymalnego przepływu jest niższe niż maksymalna przepustowość układu, czyli na przykład tam, gdzie stosuje się funkcję priorytetu CWU.
Typy regulacji |
15 |
Regulator różnicy ciśnień
Regulacja różnicy ciśnień w SC z CO i CWU.
Regulator różnicy ciśnień zapewnia stałą różnicę ciśnień w całym układzie. Zapewnia to lepsze kryterium dławienia, a także osiągnięcie lepszej równowagi hydraulicznej SC. Regulator różnicy ciśnień stosuje się w instalacjach
o zmiennej różnicy ciśnień.
Połączony ogranicznik przepływu i regulator różnicy ciśnień
Połączony ogranicznik przepływu i regulator różnicy ciśnień w SC.
Jego funkcja w zasadzie opiera się na regulacji różnicy ciśnień i ograniczaniu przepływu. Reguluje różnice ciśnień na różnych opornikach (zaworach, wymiennikach ciepła itp.), w których znajdują się również regulujące elementy dławiące. Ogranicznik przepływu powinien być zamontowany w aplikacjach pośrednich, w których przydział taryfy jest określany na podstawie przepływu maksymalnego.
Połączony regulator przepływu i różnicy ciśnień
Połączony regulator przepływu i różnicy ciśnień w układach ogrzewania SC podłączonych bezpośrednio.
Regulator różnicy ciśnień utrzymuje stałą różnicę ciśnień. w układzie za pomocą membrany dolnej. Z kolei membrana górna służy do regulacji przepływu. Utrzymuje stałą różnicę ciśnień w granicach nastawnego ograniczenia przepływu maksymalnego niezależnie od różnicy ciśnień w układzie.
Dzięki temu istnieje możliwość nastawienia wielkości przepływu maksymalnego. Do układów podłączonych bezpośrednio,
w których przepływ SC determinuje przydział taryfy i w których występuje zmienna różnica ciśnień, zaleca się stosowanie połączonego regulatora przepływu i regulatora różnicy ciśnień.
16 |
Równowaga hydrauliczna |
Funkcje regulacyjne
Regulacja bezpośredniego działania i regulacja elektroniczna temperatury
W przypadku regulacji temperatury wylotowej strony wtórnej dostępne są różne opcje. Wybór właściwej metody regulacji zależy głównie od parametrów SC. Im większe są wahania temperatury zasilania i różnicy ciśnień, tym bardziej zaawansowany regulator będzie potrzebny w celu optymalnej
regulacji temperatury wylotowej strony wtórnej.
W niewielkich układach zwykle stosuje się regulatory bezpośredniego działania. W większych układach i w przypadku potrzeby regulacji pogodowej stosuje się regulatory elektroniczne.
Regulacja termostatyczna (CO + CWU)
W układach o umiarkowanych wahaniach temperatury zasilania i różnicy ciśnień w układzie, a także tam, gdzie istnieje potrzeba regulacji stanu gotowości komfortu, stosuje się regulatory termostatyczne. Dla temperatury CO i CWU przewiduje się niewielkie odchylenia temperatury„proporcjonalnej”.
Zasada działania
Celem regulatora termostatycznego jest utrzymanie stałej temperatury w aplikacjach CO/CWU.
W momencie, gdy regulator rejestruje zmianę temperatury, otwiera on lub zamyka zawór regulacyjny w zależności od tego, czy odchylenie (wartość temperatury nastawionej w stosunku do temperatury rzeczywistej) jest odpowiednio dodatnie czy ujemne.
Regulator elektroniczny (CO + CWU)
Istnieje możliwość zastosowania regulatora elektronicznego z regulacją pogodową. Istnieje wiele rozwiązań, począwszy od prostego interfejsu użytkownika po wachlarz bardziej zaawansowanych funkcji i opcji. Obejmują one zestandaryzowane udogodnienia komunikacyjne i automatyczne parametry do ustawień regulacji temperatury CWU i CO. Regulatory elektroniczne można dostosować do ogromnej liczby różnych aplikacji CO i CWU.
Regulator elektroniczny ustala wielkość przepływu przez układ (np. wymiennik ciepła), wykorzystując zawór regulacyjny z siłownikiem.
Funkcje regulacyjne |
17 |
Połączona proporcjonalna regulacja przepływu i regulacja różnicy ciśnień. (CWU)
W układach o niskich wahaniach temperatury zasilania i zmiennej lub wysokiej różnicy ciśnień stosuje się połączony proporcjonalny regulator przepływu
i regulator różnicy ciśnień. W przypadku niezainstalowania regulatora różnicy ciśnień wahania różnicy ciśnień zasilania SC wygenerują znaczne wahania temperatury CWU.
Zasada działania
Celem regulatora proporcjonalnego i różnicy ciśnień jest ustalenie stosunku proporcji między przepływem po stronie pierwotnej i wtórnej. W ten sposób, jeżeli temperatura zasilania strony pierwotnej oraz różnica ciśnień są stałe, otrzymuje się stałą temperaturę CWU.
W momencie, gdy regulator rejestruje przepływ po stronie wtórnej, otwiera on zawór pierwotny w stopniu proporcjonalnym dla przepływu wtórnego. Połączony regulator różnicy ciśnień utrzymuje stałą różnicę ciśnień na połączonym zaworze regulacyjnym, umożliwiając tym samym precyzyjną regulację.
Połączona regulacja proporcjonalna przepływu, temperatury i różnicy ciśnień (CWU)
W układach SC, w których występują wahania temperatury zasilania lub różnica ciśnień jest wysoka bądź zmienna, stosuje się połączony regulator proporcjonalny przepływu, temperatury i różnicy ciśnień
Zasada działania
Celem regulatora proporcjonalnego jest ustalenie stosunku proporcji między przepływem po stronie pierwotnej i wtórnej. W ten sposób, jeżeli temperatura zasilania strony pierwotnej oraz różnica ciśnień są stałe, otrzymuje się stałą temperaturę CWU.
W momencie, gdy regulator rejestruje przepływ po stronie wtórnej, otwiera on zawór pierwotny w stopniu proporcjonalnym dla przepływu wtórnego. Regulator termostatyczny ogranicza przepływ po stronie pierwotnej w przypadkach, gdzie udział przepływu z regulatora proporcjonalnego jest zbyt wysoki w odniesieniu do pożądanej nastawy temperatury. Regulator różnicy ciśnień utrzymuje stałą różnicę ciśnień na połączonym zaworze regulacyjnym, umożliwiając tym samym precyzyjną regulację.
18 |
Równowaga hydrauliczna |
Funkcje przestojowe
wyłącznie do regulacji temperatury CWU
Ogólnym wymogiem komfortu podczas ogrzewania CWU np. w domach jednorodzinnych lub mieszkaniach jest osiągnięcie pożądanej temperatury bez zbędnego opóźnienia. W tym celu stosuje się funkcje przestojowe umożliwiające utrzymanie temperatury rur zasilających/wymiennika ciepła w czasie, kiedy woda nie jest pobierana. Jest to możliwe dzięki temu, że w czasie, kiedy woda nie
jest pobierana, niewielka ilość wody obchodzi wymiennik ciepła lub przepływa przez niego. W zależności od wymaganego poziomu komfortu stosuje się różne metody przestojowe.
a) regulator proporcjonalny
Wymiennik ciepła i linia zasilania zimne w okresie przestoju.
b) regulator termostatyczny
Wymiennik ciepła i linia zasilania ciepłe w okresie przestoju.
Funkcje przestojowe |
19 |
c) regulator przestojowy obchodzący linię zasilania
Wymiennik ciepła zimne i linia zasilania ciepłe w okresie przestoju, temperatura regulowana w zależności od potrzeb.
d) regulator przestojowy obchodzący zawór regulacyjny
Wymiennik ciepła i linia zasilania ciepłe w okresie przestoju, temperatura regulowana w zależności od potrzeb.
e) zawór regulacyjny o obniżonej temperaturze podczas przestoju
Wymiennik ciepła i linia zasilania ciepłe w okresie przestoju.
Regulacja pogodowa |
21 |
Regulacja pogodowa
Głównym czynnikiem wpływającym na zapotrzebowania na ciepło
w budynkach jest pogoda.
W okresach zimnych budynek wymaga większej ilości ciepła i na odwrót.
Wraz z ciągłymi zmianami pogody zmienia się również obciążenie cieplne wymagane do ogrzania budynku. Dlatego kompensacja wpływu pogody jest racjonalnym i rozsądnym sposobem oszczędzania energii.
Optymalna dostawa ciepła do budynku ma miejsce, gdy dostarczana ilość spełnia zapotrzebowanie, ale nie przekracza go. Inteligentny regulator elektroniczny z kompensacją pogodową zainstalowany w układzie ogrzewania może aktywnie dostosowywać dostawę ciepła, utrzymując ją dokładnie na wymaganym poziomie przez wykrywanie zmian warunków pogodowych na zewnątrz.
Z drugiej strony układ ogrzewania bez regulatora pogodowego reaguje tylko na bieżącą temperaturę wewnętrzną i z tego względu jest podatny na opóźnienia w reakcji na zmiany, które mają miejsce na zewnątrz. Wpływa to negatywnie na komfort użytkownika i efektywność energetyczną.
Regulator pogodowy odbiera sygnał z czujnika temperatury zewnętrznej umieszczonego po zacienionej stronie budynku. Czujnik rejestruje temperaturę rzeczywistą, a regulator elektroniczny koryguje w razie potrzeby ilość dostarczanego ciepła (temperaturę zasilania) w taki sposób, aby odpowiadała nowym warunkom. Regulator dostosowuje również dostawę
ciepła do grzejników, zapewniając stałą temperaturę pomieszczeń. Dzięki temu zmiana warunków pogodowych na zewnątrz jest niezauważalna dla użytkownika, który przez cały czas odczuwa tę samą temperaturę i poziom komfortu.
W raporcie COWI — czołowej grupy konsultingowej świadczącej usługi w obszarze ochrony środowiska — oszczędność energii wynikająca z zastosowania elektronicznych regulatorów pogodowych w domach jednorodzinnych jest szacowana na poziomie 10%, a w niektórych przypadkach może wynieść nawet 40%. Według raportu zwrot
z inwestycji po zainstalowaniu elektronicznych regulatorów pogodowych jest szczególnie szybki w przypadku domów jednorodzinnych o dużym zużyciu
A
B
energii. Ponadto przepisy dotyczące domów wielorodzinnych
i budynków komercyjnych zalecają zastosowanie regulacji pogodowej. W coraz większej liczbie krajów zapis ten obejmuje również domy jednorodzinne.
Układ ogrzewania z elektroniczną regulacją pogodową może być wyposażony w dodatkowe funkcje regulacji, takie jak:
•ograniczenie przepływu
iwydajności,
•ograniczenie temperatury możliwe w przypadku temperatury powrotu
wobiegu pierwotnym i/lub temperatury po stronie wtórnej,
•możliwość zastosowania funkcji bezpieczeństwa,
•funkcja okresowego obniżania temperatury układu,
•możliwość przesyłania danych do np. systemu SCADA lub za pośrednictwem portalu internetowego,
•rejestrowanie danych dotyczących zużycia energii.
Układy z regulacją pogodową są używane głównie układach ogrzewania z grzejnikami lub układach ogrzewania podłogowego.
Wyświetlacz graficzny (A) pokazuje wszystkie wartości temperatur oraz informacje o stanie i służy do ustawiania wszystkich parametrów regulacji.
Nawigowanie, wyszukiwanie
i wybieranie bieżącej pozycji menu odbywa się za pomocą pokrętła
wielofunkcyjnego (B).
Strony 23–25 |
23 |
Zalecane aplikacje
Zalecana układ aplikacji według głównych typów sieci cieplnych
24 |
Wybór aplikacji |
Przewodnik po zalecanych aplikacjach i podstawowych rozwiązaniach alternatywnych
Wybór aplikacji
Domy jednorodzinne
|
Układ niskiej temperatury, T ≥ 60°C |
• |
• |
• |
(•) |
• |
|
|
(•) = tylko PN 10 barów |
||||||
<![if ! IE]> <![endif]>układu |
PN 10 barów / T ≤ 90°C |
• |
• |
• |
• |
• |
|
PN 10 i PN 16 barów / T < 110°C |
• |
• |
• |
|
• |
||
<![if ! IE]> <![endif]>Charakterystyka |
|
||||||
PN 16 barów / T ≥ 110°C |
• |
• |
• |
|
• |
||
PN 25 barów / T ≥ 110°C |
|
|
|
|
• |
||
|
|
|
|
|
|||
|
Kategoria aplikacji |
Aplikacja CWU |
Aplikacja CO |
Połączone aplikacje CO i CWU |
Aplikacja CWU |
||
Układy zalecane przez firmę Danfoss |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Aplikacja |
Aplikacja grzewcza |
|
|
|
|
|
|
grzewcza w |
w pomieszczeniach |
|
|
|
|
|
|
pomieszczeniach |
z pętlą podmie- |
|
|
|
|
Aplikacja |
Aplikacja |
podłączona |
szania i wymienni- |
Aplikacja |
|
Typ aplikacji |
przepływowego |
grzewcza |
pośrednio wraz z |
kiem ciepła do |
przepływowego |
||
w pomieszcze- |
wymiennikiem |
przepływowego |
|||||
|
|
podgrzewania |
podgrzewania |
||||
|
|
niach podłączona |
ciepła do |
podgrzewania |
|||
|
|
CWU |
CWU |
||||
|
|
pośrednio |
przepływowego |
ciepłej wody |
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
podgrzewania |
użytkowej |
|
|
|
|
|
|
ciepłej wody |
podłączona |
|
|
|
|
|
|
użytkowej |
bezpośrednio |
|
|
Indeks układu |
0.1 |
1.0 |
1.1 |
2.1 |
0.1 |
Wybór aplikacji |
25 |
Podczas wybierania aplikacji należy mieć wymagane informacje dotyczące parametrów sieci cieplnej, do której aplikacja zostanie podłączona. Parametry sieci pozwalają z łatwością stwierdzić, które aplikacje są odpowiednie dla określonej sieci cieplnej, na podstawie tabeli Wybór aplikacji.
Podobnie jak we wcześniejszej tabeli Typ Aplikacji, w tabeli Wybór Aplikacji kolorem zielonym oznaczono aplikacje zalecane przez firmę Danfoss. Tabela Wybór Aplikacji posłuży jako przewodnik podczas wybierania najlepszych aplikacji do bieżącego przypadku.
Przykład: Zalecanym rozwiązaniem firmy Danfoss jest aplikacja 1.1 dla domu jednorodzinnego z CWU i ogrzewaniem podłączona do sieci cieplnej o temperaturze zasilania wynoszącej 90°C i ciśnieniu PN 16.
Budynki wielorodzinne
|
Układy centralne |
|
|
|
Węzły mieszkaniowe |
|
• |
(•) |
• |
(•) |
• |
• |
(•) |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|
• |
• |
• |
• |
|
• |
|
• |
• |
• |
• |
|
• |
|
• |
• |
• |
• |
|
|
Aplikacja CO |
|
Połączone aplikacje CO i CWU |
Centralne zasilanie węzła mieszkaniowego (do CO |
||
|
|
i CWU za pośrednictwem węzłów mieszkaniowych) |
||||
|
|
|
|
|
|
Aplikacja grzewcza |
Aplikacja grzewcza |
|
|
|
|
|
|
|
w pomieszczeniach |
|
|
|
|
||
|
Aplikacja |
w pomieszcze- |
z pętlą podmie- |
Aplikacja |
|
|
|
|
Aplikacja |
niach podłączona |
|
Aplikacja do |
Aplikacja do |
||||
grzewcza |
szania wraz z |
dwustopniowego |
Aplikacja do |
|||||
grzewcza |
pośrednio wraz z |
zasilania węzłów |
zasilania węzłów |
|||||
w pomieszcze- |
wymiennikiem do |
CO i przepływo- |
zasilania węzłów |
|||||
w pomieszcze- |
wymiennikiem |
mieszkaniowych |
mieszkaniowych |
|||||
niach z pętlą |
przepływowego |
wego podgrze- |
mieszkaniowych |
|||||
niach |
podmieszania |
ciepła do |
podgrzewania |
wania CWU |
podłączona |
z akumulatorem |
z pętlą podmie- |
|
podłączona |
przepływowego |
ciepła podłączo- |
szania podłączo- |
|||||
podłączona |
ciepłej wody |
podłączona |
pośrednio |
|||||
pośrednio |
podgrzewania |
na pośrednio |
na bezpośrednio |
|||||
bezpośrednio |
użytkowej |
pośrednio |
|
|||||
|
ciepłej wody |
|
|
|
||||
|
|
podłączona |
|
|
|
|
||
|
|
użytkowej |
|
|
|
|
||
|
|
bezpośrednio |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
1.0 |
2.0 |
1.1 |
2.1 |
1.1.1 |
1.F |
2.F |
3.F |
|
|
|
|
|
Aplikacja zalecana przez firmę Danfoss |
|
|||
|
|
|
|
Alternatywa podstawowa dla aplikacji zalecanej przez firmę Danfoss |
||||
|
|
|
(•) |
Tylko PN 10 barów |
|
|
Strony 27–33 |
27 |
|
|
|
|
Przegląd |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0.1 |
1.0 |
1.F |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.1.1 |
S.1.2 |
S.1.3 |
0.2 |
|
2.0 |
|
2.F |
|
2.1 |
|
2.2 |
|
2.3 |
|
1.1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
3.0 |
3.F |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
1. Aplikacje ciepłej wody użytkowej
Większość sieci cieplnych działa jako układy zamknięte wymagające efektywnej metody podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
Obecnie ciepła woda użytkowa jest zazwyczaj podgrzewana przepływowo przez wymiennik ciepła położony blisko miejsca użycia lub w przypadku ograniczonej wielkości przepływu za pośrednictwem wymiennika ciepła i gotowa do użycia przechowywana w zasobniku.
0.1Podgrzewanie przepływowe CWU przez wymiennik ciepła
0.2Podgrzewanie CWU przez wymiennik ciepła i magazynowanie w zasobniku
0.3Podgrzewanie CWU w zbiorniku
1. 0.1 Aplikacja
Aplikacja przepływowego podgrzewania CWU
Aplikacja przepływowego podgrzewania
CWU z podłączeniem do SC.
Przepływowe podgrz ewanie CWU jest przeważnie używane w kombinacji
z układami ogrzewania.
Zasada działania
Ciepła woda użytkowa jest podgrzewana przepływowo przy użyciu wymiennika ciepła. Wymiennik ciepła fizycznie oddziela CWU i wodę SC.
Aplikacja może dostarczać nieograniczoną ilość ciepłej wody o stałej temperaturze, która jest podgrzewana na żądanie blisko punktu poboru, dzięki czemu ryzyko rozwoju bakterii Legionella i innych jest mniejsze.
W zależności od oczekiwanego poziomu komfortu CWU i zastosowanego regulatora CWU wymiennik ciepła i linia zasilająca mogą być ciepłe lub zimne w okresie braku poboru.
Obszary zastosowania:
Domy jednorodzinne
Domy wielorodzinne
Budynki komercyjne
Typy układów SC:
PN 10 i PN 16 barów |
|
T ≤ 60°C |
|
|
|
PN 10 barów |
|
T ≤ 90°C |
|
|
|
PN 10 i PN 16 barów |
|
T < 110°C |
|
|
|
PN 16 barów |
|
T ≥ 110°C |
|
|
|
PN 25 barów |
|
T ≥ 110°C |
|
|
|
Typowe rynki: |
|
|
|
|
|
Prawie wszystkie rynki |
|
Aplikacja zalecana przez firmę Danfoss |
29 |
|
|
Opcje regulacji
Regulacja elektroniczna
Można skonfigurować różne funkcje regulacji elektronicznej przygotowywania CWU.
Regulacja bezpośredniego działania
Regulacja bezpośredniego działania może się odbywać przy użyciu regulatorów termostatycznych, przepływu, różnicy ciśnień lub za pomocą kombinacji tych typów regulatorów.
Przeważnie regulatory elektroniczne są używane w większych układach CWU, a regulatory bezpośredniego działania mają zastosowanie w układach CWU w domach jednorodzinnych lub mieszkaniach.
W układach z regulatorami bezpośredniego działania używana jest zazwyczaj kombinacja regulatorów przepływu i regulatorów termostatycznych.
Regulacja CWU bez poboru
Zależnie od wymagań wymiennik ciepła i/lub linia zasilająca może dostarczać ciepłą lub zimną wodę.
Istambuł, Turcja — domy wielorodzinne i budynki komercyjne z przepływowym podgrzewaniem CWU.
Przykład regulacji elektronicznej
Przykłady regulacji bezpośredniego działania |
1. 0.1 Aplikacja przepływowego podgrzewania CWU
Najważniejsze zalety aplikacji
Niskie koszty całkowite układu
Skrócony czas projektowania i planowania dla konsultantów
Obniżone koszty konserwacji
Kompaktowy i wydajny układ
Niska temperatura powrotu i małe straty ciepła w węźle
Odpowiednia do układów niskotemperaturowych
Wymaga mniej miejsca w porównaniu z aplikacjami alternatywnymi
Nieograniczona ilość CWU — przygotowywana na bieżąco, w zależności od potrzeb
Minimalne ryzyko rozwoju bakterii
Zmniejszone obciążenie hydroniczne w sieci grupy konsumentów
Zalecenia
|
0.1 |
0.2 |
0.3 |
|
Typ aplikacji |
Aplikacja |
|||
Aplikacja |
Aplikacja ze |
|||
przepływowego |
||||
|
ładowania CWU |
zbiornikiem CWU |
||
|
podgrzewania CWU |
|||
|
|
|
||
Oszczędność w kosztach inwestycyjnych |
• • • |
• |
• • |
|
Oszczędność czasu montażu |
• • • |
• |
• • |
|
Oszczędne zagospodarowanie przestrzeni |
• • • |
• |
• |
|
Oszczędności związane z naprawami/konserwacją |
• • • |
• |
• |
|
Energooszczędna praca |
• • • |
• • |
• |
|
Bezpieczeństwo pracy układu |
• • • |
• |
• |
|
Komfort użytkownika |
• • • |
• • |
• • |