Danfoss Podręcznik aplikacji sieci cieplnych Application guide [pl]
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
35 2. 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
63 5. 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
85 8. Aplikacja grzewcza podłączona pośrednio w pomieszczeniach i z
zasobnikiem ciepłej wody użytkowej podłączonym po stronie
wtórnej S.1.2
89 9. 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
98 Symbole aplikacji
99 Bibliograa
Strony 3–11
Wprowadzenie do podręcznika
• Sieć cieplna od środka
• Znaczenie sieci cieplnej
• Dopasowywanie sieci cieplnej do warunków budynku
4
Sieć cieplna
od środka
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.
Już od 35 lat rma 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 rmy
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
Informacje wydawnicze
Wersja 1.0
Rok 2012
Wydanie pierwsze
Redakcja:
Danfoss A/S — District Energy
Nordborgvej 81
DK-6430 Nordborg
Dania
districtenergy.danfoss.com
Kontakt:
District Energy — Application Centre:
Jan Eric Thorsen, Kierownik
Tel.: + 45 7488 4494
e-mail: jet@danfoss.com
Oddgeir Gudmundsson, Specjalista
ds. aplikacji, tel.: + 45 7488 2527,
e-mail: og@danfoss.com
Zalecenia rmy Danfoss
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 rma 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
1G 2G 3G 4G
Układ pary wodnej, rury pary wodnej
Poziom
temperatury
Oszczędność
energii
w kanałach betonowych
o
200
C
Rozwój
Ciśnieniowy układ ciepłej wody
Sprzęt ciężki
Duże „budowane na miejscu” węzły
o
> 100
C
Biomasa
Rury preizolowane
Uprzemysłowione, kompaktowe
węzły cieplne (również izolowane)
Pomiary i monitoring
o
C
< 100
Energia słoneczna
Niskie zapotrzebowanie na energię
Sieć inteligentna (optymalna
dywersykacja źródeł energii,
dystrybucji i zużycia) 2-kierunkowa SC
o
< 50-60
C
Źródła energii
przyszłości
opałowy
Nadwyżka przemysłowa
Elektrociepłownia
— węgiel
Elektrociepłownia — gaz
Gaz
Lokalna
Szczyt
wydobycia
ropy naftowej
Olej
sieć cieplna
1G 2G 3G 4G
Spalanie odpadów
lektrociepłownia
— węgiel
Elektrociepłownia — gaz
Sieć cieplna Sieć cieplna Sieć cieplna
Gaz
Energia geotermalna
Energia elektryczna
z wiatru
Elektrociepłownia
— biomasa
Nadwyżka przemysłowa
Elektrociepłownia
— spalanie
odpadów
2-kierunkowa
sieć cieplna
Elektrociepłownia
— biogaz
Zdecentralizowana
pompa ciepła
Czas (generacje sieci cieplnej)
Sieć cieplna6
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 nansowe 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
3
… do potrzeb budowlanych
Przykłady wykorzystania regulacji do
optymalizowania układów ogrzewania
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.
Jak korzystać z tego podręcznika8
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 rmę 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 rmę Danfoss
Alternatywa podstawowa dla aplikacji zalecanej przez rmę Danfoss
Alternatywa drugorzędna dla aplikacji zalecanej przez rmę 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
inwestycyjnych
Oszczędność czasu montażu
Oszczędne zagospodarowanie
przestrzeni
Oszczędności związane
z naprawami/konserwacją
Koszt nabycia układu ogrzewania i potrzebnych komponentów
Skrócony czas projektowania i planowania dla konsultantów/projektantów
Czas potrzebny na montaż i uruchomienie układu ogrzewania
Masa instalacji
Złożoność układu
Możliwość pozostawienia większej wolnej przestrzeni w budynku dla jej zagospodarowania na inne cele
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
Ograniczenie rozwoju bakterii Legionella w przepływowym podgrzewaniu CWU (w porównaniu do cyrkulacji CWU)
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
Energooszczędna praca
Bezpieczeństwo pracy układu
Komfort użytkownika
Efektywność wymiany ciepła układu ogrzewania (wymiennik ciepła)
Niższa temperatura powrotu do węzła i sieci
Układ ogrzewania z regulacją pogodową.
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
Ryzyko wycieków i zanieczyszczeń dostarczanej wody SC
Ryzyko narażenia na wysokie temperatury (np. powierzchnia grzejnika)
Nieograniczona ilość CWU
Optymalny poziom temperatury w pomieszczeniu
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
Aplikacje ciepłej wody
1
użytkowej
2
Aplikacje grzewcze
w pomieszczeniach
podłączone
bezpośrednio
i pośrednio
3
Układy zasilania
w węzłach
mieszkaniowych
4
Aplikacje grzewcze
w pomieszczeniach
podłączone bezpośred-
nio i pośrednio
wymiennikami ciepła
przepływowego podgrze-
wania ciepłej wody
użytkowej
z
do
5
Aplikacje grzewcze
w pomieszczeniach
podłączone pośrednio
i bezpośrednio
z wymiennikami ciepła do
przepływowego podgrzewania
ciepłej wody użytkowej oraz
z zasobnikami ciepłej wody
użytkowej
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
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
Aplikacje grzewcze
w pomieszczeniach ze
zbiornikami ciepłej wody
użytkowej, podłączone
bezpośrednio
i pośrednio
Aplikacje dwustopniowe
7
8
Aplikacja grzewcza
podłączona pośrednio
w pomieszczeniach
z zasobnikiem ciepłej wody
użytkowej podłączonym
po
stronie wtórnej
9
Aplikacja grzewcza
podłączona pośrednio
w pomieszczeniach ze
zbiornikiem ciepłej wody
użytkowej po stronie
wtórnej
Aplikacja zalecana przez rmę Danfoss
Alternatywa podstawowa dla aplikacji zalecanej przez rmę Danfoss
Alternatywa drugorzędna dla aplikacji zalecanej przez rmę Danfoss
Niezalecane przez rmę 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
Flow controller
Równowaga hydrauliczna
Typy regulacji
Regulatory przepływu, regulatory
różnicy ciśnień i ograniczniki przepływu
Celem stosowania regulatorów różnicy
ciśnień, regulatorów przepływu
i ograniczników przepływu jest
osiągnięcie dobrej równowagi
hydraulicznej w SC. Dobra równowaga
hydrauliczna w SC to taka, która
zapewnia odbiorcy zgodny ze
specykacją i nienadmierny przepływ
w układzie. Poprzez zastosowanie
regulatora różnicy ciśnień warunki
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.
Zalety:
• dobrze określona specykacja
doboru rozmiaru zaworu,
• proste nastawianie węzła cieplnego,
• stabilizacja i regulacja temperatury,
• niski poziom hałasu z układzie,
• przedłużona żywotność urządzeń
regulacyjnych,
• dobre rozprowadzanie wody
w sieci zasilającej,
• ograniczenie ilości wody
cyrkulacyjnej w sieci.
Typy regulacji 15
Dierential pressure ctrl
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
b) regulator termostatyczny
Wymiennik ciepła i linia zasilania
zimne w okresie przestoju.
Wymiennik ciepła i linia zasilania
ciepłe w okresie przestoju.
Funkcje przestojowe
c) regulator przestojowy obchodzący linię zasilania
Wymiennik ciepła zimne i linia
zasilania ciepłe w okresie przestoju,
temperatura regulowana w zależności
od potrzeb.
19
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
podatny na opóźnienia
zmiany, które mają miejsce na
zewnątrz. Wpływa to negatywnie na
komfort użytkownika i efektywność
energetyczną.
względu jest
w reakcji na
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
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
i wydajności,
• ograniczenie temperatury
możliwe w przypadku
temperatury powrotu
w obiegu 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 graczny (A) pokazuje
A
wszystkie wartości temperatur
oraz informacje o stanie i służy do
ustawiania wszystkich parametrów
regulacji.
B
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
Wybór aplikacji24
Przewodnik po zalecanych aplikacjach
i podstawowych rozwiązaniach
alternatywnych
Wybór aplikacji
Domy jednorodzinne
Układ niskiej temperatury, T ≥ 60°C
(•) = tylko PN 10 barów
PN 10 barów / T ≤ 90°C
PN 10 i PN 16 barów / T < 110°C
PN 16 barów / T ≥ 110°C
Charakterystyka układu
PN 25 barów / T ≥ 110°C
Kategoria aplikacji Aplikacja CWU Aplikacja CO Połączone aplikacje CO i CWU Aplikacja CWU Aplikacja CO Połączone aplikacje CO i CWU
Układy zalecane przez firmę Danfoss
Typ aplikacji
• • • (•) • • (•) • (•) • • (•)
• • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • •
Aplikacja
przepływowego
podgrzewania
CWU
Aplikacja
grzewcza
w pomieszczeniach podłączona
pośrednio
Aplikacja
grzewcza w
pomieszcze
podłączona
pośrednio wraz z
wymiennikiem
ciepła do
przepływowego
podgrzewania
ciepłej wody
użytkowej
niach
Aplikacja grzewcza
w pomieszczeniach
z pętlą podmieszania
i wymienni-
kiem
ciepła do
przepływowego
podgrzewania
ciepłej wody
użytkowej
podłączona
bezpośrednio
Aplikacja
przepływowego
podgrzewania
CWU
Indeks układu
0.1 1.0 1.1 2.1 0.1 1.0 2.0 1.1 2.1 1.1.1 1.F 2.F 3.F
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 rmę Danfoss. Tabela
Wybór Aplikacji posłuży
do bieżącego przypadku.
Przykład: Zalecanym rozwiązaniem rmy 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.
jako przewodnik podczas wybierania najlepszych aplikacji
Budynki wielorodzinne
Układy centralne Węzły mieszkaniowe
Centralne zasilanie węzła mieszkaniowego (do CO
i CWU za pośrednictwem węzłów mieszkaniowych)
Aplikacja
grzewcza
w pomieszczeniach
podłączona
pośrednio
Aplikacja
grzewcza
w pomieszczeniach z pętlą
podmieszania
podłączona
bezpośrednio
Aplikacja grzewcza
w pomieszczeniach podłączona
pośrednio wraz z
wymiennikiem
ciepła do
przepływowego
podgrzewania
ciepłej wody
użytkowej
Aplikacja grzewcza
w pomieszczeniach
z pętlą podmieszania
wraz z
wymiennikiem
przepływowego
podgrzewania
ciepłej wody
użytkowej
podłączona
bezpośrednio
Aplikacja
dwustopniowego
do
CO i przepływowego podgrzewania CWU
podłączona
pośrednio
Aplikacja do
zasilania węzłów
mieszkaniowych
podłączona
pośrednio
Aplikacja do
zasilania węzłów
mieszkaniowych
z akumulatorem
ciepła podłączona pośrednio
Aplikacja do
zasilania węzłów
mieszkaniowych
z pętlą podmieszania podłączona bezpośrednio
Aplikacja zalecana przez rmę Danfoss
Alternatywa podstawowa dla aplikacji zalecanej przez rmę Danfoss
Tylko PN 10 barów
(•)
Strony 27–33
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
27
Przegląd
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.
0.1 Podgrzewanie przepływowe CWU przez wymiennik ciepła
0.2 Podgrzewanie CWU przez wymiennik ciepła
i magazynowanie w zasobniku
0.3 Podgrzewanie 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:
PN10 i PN16 barów T ≤ 60°C
PN10 barów T ≤ 90°C
PN10 i PN16 barów T < 110°C
PN16 barów T ≥ 110°C
PN25 barów T ≥ 110°C
Typowe rynki:
Prawie wszystkie rynki
Aplikacja zalecana przez rmę 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
Typ aplikacji
Oszczędność w kosztach inwestycyjnych
0.1
Aplikacja
przepływowego
podgrzewania CWU
• • • • • •
0.2
Aplikacja
ładowania CWU
0.3
Aplikacja ze
zbiornikiem CWU
Oszczędność czasu montażu
Oszczędne zagospodarowanie przestrzeni
Oszczędności związane z naprawami/konserwacją
Energooszczędna praca
Bezpieczeństwo pracy układu
Komfort użytkownika
• • • • • •
• • • • •
• • • • •
• • • • • •
• • • • •
• • • • • • •
Loading...