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

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: [e-mail]
Nordborgvej 81
DK-6430 Nordborg	Oddgeir Gudmundsson, Specjalista
Dania	ds. aplikacji, tel.: + 45 7488 2527,
districtenergy.danfoss.com	e-mail: [e-mail]

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	• • •	• •	• •