wezeł w mieszkaniu.pdf

dr inż. Iwona Polarczyk

Politechnika Wrocławska

Katedra Klimatyzacji

i Ciepłownictwa

Węzeł

cieplny

w mieszkaniu

Można również zastosować pompy stero-

wane w funkcji różnicy ciśnień z wynie-

sionymi zewnętrznymi czujnikami. Roz-

wiązanie to znacznie skraca czas uzyska-

nia wymaganej wydajności pompy w sto-

sunku do pompy elektronicznej.

W przypadku małych instalacji o niskiej

pojemności wodnej stosuje się w źród-

le ciepła zbiorniki buforujące układ. Ich

zadaniem jest wspomaganie źródła cie-

pła w momentach szczytowych rozbio-

rów c.w.u. oraz zaniechanie konieczno-

ści załączania źródła przy krótkotrwałych

rozbiorach. Zastosowanie zbiorników bu-

forujących ma duże znaczenie w zakresie

trwałości i sprawności źródła ciepła. Bufor

wodny może również pełnić rolę zwrotnicy

hydraulicznej, odsprzęgającej układ źród-

ła ciepła od układu wymuszenia pompo-

wego instalacji wewnętrznej.

W celu zrównoważenia ciśnień w ukła-

dach wielopionowych stosuje się dyna-

miczne regulatory różnicy ciśnienia i prze-

pływu. Zawory dobierane są na maksy-

malne przepływy w pionie.

Węzły mieszkaniowe podłączane są

niezależnie do pionów grzewczych na każ-

dej kondygnacji. Ostatnia stacja w pio-

nie i każda oddalona ponad 8 m od pio-

nu musi być wyposażona w termostatycz-

ny zawór cyrkulacyjny, w celu utrzymania

odpowiedniej temperatury wody w pionie

grzewczym. Rozwiązanie takie znacznie

skraca czas oczekiwania na podgrzanie

c.w.u., zwłaszcza w okresie letnim.

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej

w stacji odbywa się za pomocą lutowane-

go wymiennika ze stali nierdzewnej.

Regulacja przepływu realizowana jest

hydraulicznym – proporcjonalnym regu-

latorem typu PM-Regler. Sterowanie we-

wnętrzną instalacją centralnego ogrzewa-

nia realizowane jest poprzez zawór strefo-

wy sprzężony z siłownikiem i odbywa się

w funkcji temperatury mieszkania. Zasto-

sowany tygodniowy programator zapew-

nia indywidualne możliwości ustawiania

temperatury.

Indywidualny węzeł cieplny może być

wyposażony w licznik ciepła oraz wodo-

mierz wody zimnej. Liczniki te zapewnia-

ją możliwość pełnego opomiarowania me-

diów zużywanych przez lokatora. Rodzaj

oraz typ zastosowanego licznika zależy od

lokalnych uwarunkowań. Odczyty zużywa-

nych mediów, zarówno ciepła, jak i wody

dokonywane są indywidualnie z każdego

licznika lub centralnie (wykorzystując do

tego celu sieci przesyłu danych typu M-

bus oraz centralki zbierające dane i prze-

kazujące je liniami telekomunikacyjnymi

do punktów rozliczeń).

W wielorodzinnych budynkach mieszkalnych, a także użyteczności

publicznej stosowane są węzły cieplne, których zadaniem jest dostar-

czenie odpowiedniej ilości ciepła do instalacji centralnego ogrzewania

oraz układu przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Montaż współczesnego węzła dla bu-

dynku wielorodzinnego odbywa się w po-

mieszczeniu o powierzchni od kilku do kil-

kunastu metrów kwadratowych; wymiary

węzła w przybliżeniu: 800×600×200 mm

(wys.×szer.×gł.). Oczywiście, dostarcza on

ciepło i wodę tylko do jednego mieszkania

i nie można wyeliminować głównego źródła

ciepła. Jest ono jednak niskoparametrowe,

jednofunkcyjne, a system sterowania i re-

gulacji mniej skomplikowany [6÷8].

rzanie ciepłej wody z zapewnieniem jej

priorytetu oraz rozdział czynnika grzew-

czego w poszczególnych lokalach użytko-

wych (rys. 1.). Źródłem ciepła może być

niskoparametrowa kotłownia gazowa, ole-

jowa lub węzeł cieplny.

Temperatura zasilania wytwarzana

w źródle nie może być niższa niż 65°C

(w okresie letnim może wynosić 60°C).

W przypadku założenia parametrów ob-

liczeniowych instalacji c.o. na poziomie

temperatury zasilania poniżej 70°C nie

zaleca się stosowania sterowania źródłem

ciepła w funkcji temperatury zewnętrz-

nej. Stosuje się wtedy regulację stałowar-

tościową – ilościową. W przypadku tem-

peratur powyżej 70°C dopuszcza się ste-

rowanie pogodowe i regulację jakościo-

wo-ilościową.

Elementy systemu

System z indywidualnymi stacjami

mieszkaniowymi składa się z dwóch za-

sadniczych obiegów: pierwotnego (dopro-

Rys. 1. System c.o. i c.w.u. z węzłami indywidualnymi [8]

Schemat hydrauliczny

wadzającego czynnik grzewczy do stacji)

oraz wtórnego – w mieszkaniu. Indywi-

dualna stacja mieszkaniowa stanowi ele-

ment systemu pozwalającego na wytwa-

Wymuszenie obiegu czynnika grzew-

czego odbywa się za pomocą pomp obie-

gowych standardowych lub ze sterowa-

niem elektronicznym prędkości obrotowej.

Pobór c.w.u. w mieszkaniu sprawia, iż

cały strumień ciepła pobierany z obiegu

pierwotnego kierowany jest na wymien-

Rynek Instalacyjny czerwiec 2006

e nergia

nik płytowy w stacji cieplnej (rys. 2.) –

wykorzystywane jest zjawisko akumula-

cyjności budynku. Instalacja wewnętrz-

na zasilana jest przez cały rok czynni-

kiem o temperaturze niezbędnej do przy-

gotowania ciepłej wody. Z chwilą zakoń-

czenia poboru ciepłej wody, czynnik pier-

wotny kierowany jest ponownie do insta-

lacji centralnego ogrzewania. Pełny prio-

rytet przygotowania c.w.u. realizowany

jest poprzez hydrauliczny regulator prze-

pływu PM-Regler (2), który dodatkowo

„czuwa” nad proporcjonalnym rozdziałem

czynnika grzewczego na cele przygotowa-

nia c.w.u. i c.o., w stosunku do pobiera-

nej ilości ciepłej wody.

Instalacja c.o. zasilana jest czynnikiem

grzewczym z obiegu pierwotnego, dostar-

czonym do stacji (rys. 3.). Regulacja in-

stalacji odbywa się poprzez zawór strefo-

wy (6). Na tym zaworze można dokonać

wstępnej regulacji ilości przepływającego

czynnika grzewczego, zgodnie z wyliczo-

nym zapotrzebowaniem na ciepło dla da-

nego mieszkania.

Zawór z regulatorem lub tygodniowym

programatorem temperatury, umieszczo-

nym w pomieszczeniu, steruje układem

ogrzewania mieszkania w funkcji tempe-

ratury pomieszczenia. Zapewnia to lokato-

rowi komfort korzystania z instalacji oraz

oszczędności w zużyciu ciepła w okresach

obniżonej temperatury.

Niektóre rodzaje węzłów indywidu-

alnych umożliwiają realizację wyłącznie

przygotowania ciepłej wody; układ cen-

tralnego ogrzewania jest wtedy rozwiąza-

ny, np. w sposób tradycyjny.

Projektowanie

Przyjęcie pełnego priorytetu ciepłej wo-

dy nie obniża komfortu cieplnego pojedyn-

czego lokalu, a wpływa korzystnie na bi-

lansowanie cieplne całego obiektu – moc

cieplna mieszkań przygotowujących w da-

nej chwili ciepłą wodę nie jest wliczana

do całkowitej mocy źródła ciepła [6÷8].

Obniża to poziom tzw. mocy zamówionej

u dostawcy energii.

Obliczenia indywidualnych węzłów

cieplnych tylko pozornie wydają się skom-

plikowane. W rzeczywistości ich zakres

jest podobny, jak w przypadku typowej in-

stalacji. Jeśli projektant będzie posługiwać

się instrukcją producenta, w której dokład-

nie, krok po kroku opisane jest wymiaro-

wanie poszczególnych elementów, efekt

w postaci prawidłowo zaprojektowanej in-

stalacji c.o. i c.w.u. powinien uzyskać bez

większych problemów.

W pierwszej kolejności należy prawid-

łowo zlokalizować stację cieplną w bu-

dynku. Z jednej strony odległość węzła

od pionu powinna być możliwie najkrót-

sza, z drugiej jednak strony najkrótsza po-

winna być odległość od punktów czerpal-

nych c.w.u. (ze względu na czas oczeki-

wania na ciepłą wodę). Należy zatem tak

ustawić stację, aby pojemność instala-

cji c.w.u. w mieszkaniu nie przekraczała

3 dm 3 . W przeciwnym razie należy zapro-

jektować instalację cyrkulacyjną ciepłej

wody w obrębie mieszkania (§ 120 [5]).

Dodatkowo, ustawienie węzła powinno

umożliwiać łatwy lub zdalny odczyt urzą-

dzeń pomiarowych. Niektórzy producen-

ci zalecają, aby liczba stacji mieszkanio-

wych podłączanych na jednej kondygna-

cji do pionu nie przekraczała 4.

Aby prawidłowo dobrać system nale-

ży odpowiednio zwymiarować wszystkie

jej elementy:

parametry pracy stacji,

pion grzewczy i przyłącze stacji,

parametry źródła ciepła.

Określenie parametrów pracy stacji

obejmuje wyznaczenie:

przepływu na potrzeby c.w.u.,

schłodzenia wody grzewczej,

straty ciśnienia w stacji podczas przy-

gotowania c.w.u.,

przepływu na potrzeby c.o.,

nastawy zaworu strefowego.

Obliczenia pionu grzewczego i przyłą-

cza stacji polegają na zwymiarowaniu:

2. Praca w układzie c.w.u. [8]

3. Praca w układzie c.o. [8]

38 Rynek Instalacyjny czerwiec 2006

zła mieszkaniowego. Jest on podstawą do

obliczeń hydraulicznych (strat ciśnienia)

oraz doboru zaworów, pomp itp.

Wymiarowanie pionów oraz źródła cie-

pła przeprowadza się wykorzystując wy-

kresy określające współczynniki jedno-

czesności pracy stacji mieszkaniowych

w zależności od liczby mieszkań. Ponie-

waż współczynnik ten określa liczbę jed-

nocześnie działających węzłów, jego war-

tość zaokrągla się do pełnych jedności

w górę.

oraz c.o. w budynku narzucił taki sposób

rozwiązania tych instalacji, aby zachowa-

ne były określone w przepisie odrębnym

dotyczącym efektywności energetycznej

warunki, zaś instalacje powinny być za-

projektowane i wykonane w taki sposób,

aby ilość energii cieplnej [...] była utrzy-

mywana na racjonalnie niskim poziomie

(§ 118 [5]).

Stosowanie mieszkaniowych węzłów

cieplnych jest jednym z możliwych roz-

wiązań tego zagadnienia. Z porównań

ekonomicznych oraz danych eksploa-

tacyjnych wynika, że oszczędności wy-

nikające z ich stosowania mogą sięgać

kilkudziesięciu procent. Pomimo wie-

lu obaw ze strony projektantów, do-

bór poszczególnych elementów syste-

mu nie jest szczególnie skomplikowa-

ny i wystarcza podstawowa wiedza in-

żynierska.

Fot. 1. Indywidualna stacja mieszkaniowa

(Thermatic)

współczynnika jednoczesności pracy

stacji,

średnic pionów,

przyłącza stacji do pionu grzewczego,

regulacji termicznej pionu,

pomp lub zaworów podpionowych.

Parametry źródła ciepła określane są

przez:

temperaturę powrotu czynnika grzew-

czego,

pojemność zbiornika wody grzewczej

(buforowego),

pompy w źródle ciepła,

moc źródła ciepła.

Parametrami decydującymi o popraw-

ności obliczeń są założenia dotyczące

przepływu ciepłej wody oraz obliczenia za-

potrzebowania na ciepło. Dobierając wę-

zły mieszkaniowe projektant musi ustalić

maksymalny strumień ciepłej wody, któ-

ry najczęściej jest przyjmowany na pozio-

mie 8÷10 l/min, co odpowiada w przy-

bliżeniu wydajności baterii wannowej lub

natryskowej (baterii o największym wy-

datku). W większości przypadków (stan-

dardowe wyposażenia mieszkania) jest to

założenie poprawne.

W oparciu o przepływ c.w.u. oraz ko-

rzystając z wykresów lub nomogramów

producenta, w zależności od parame-

trów czynnika grzewczego i ogrzewane-

go, określa się przepływ pierwotny dla wę-

Fot. 2. Logoterma Saturn (Meibes)

L iteratura

1. Bujak M., Projekt instalacji sanitarnych

w budynku mieszkalnym, praca dyplomo-

wa, Wrocław 2004.

2. Polarczyk I., Malinowski P., Bujak M., Miesz-

kaniowe węzły cieplne – nowoczesne rozwią-

zania systemowe, Ciepłownictwo, Ogrzewni-

ctwo, Wentylacja 12/2004.

3. Polarczyk I., Malinowski P., Bujak M., Miesz-

kaniowe węzły cieplne – nowoczesne rozwią-

zania systemowe, Ciepłownictwo, Ogrzewni-

ctwo, Wentylacja 02/2005.

4. Polarczyk I., Jeżowiecki J., Ciepła woda

użytkowa z dwufunkcyjnych węzłów ciep-

lnych, Rynek Instalacyjny 9/2005, s. 47.

5. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia

12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać

budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75,

poz. 690).

6. Thermatic – Indywidualna stacja mieszka-

niowa – wytyczne do projektowania stacji

thermatic w systemach decentralnego przy-

gotowania c.w.u. i zasilania mieszkaniowej

instalacji c.o.

7. www.meibes.com.pl.

8. www.thermatic.com.pl.

Dodatkowym elementem, którego wiel-

kość należy sprawdzić, jest zbiornik bufo-

rowy. Jego zadaniem jest kumulowanie

energii na potrzeby szczytowych rozbiorów

ciepła w okresie zimowym oraz pokrywa-

nie krótkich rozbiorów bez konieczności

uruchamiania źródła ciepła w okresie let-

nim. Konieczność zastosowania zbiornika

i jego wielkość uwarunkowana jest liczbą

stacji oraz pojemnością części zasilającej

obiegu pierwotnego instalacji c.o.

Jeżeli obliczona pojemność zbiornika

jest większa od objętości wynikającej z ob-

liczeń instalacji c.o., należy taki zbiornik

zastosować.

Podsumowanie

Ustawodawca określając warunki, ja-

kim powinny odpowiadać instalacje c.w.u.

NIEZAWODNE DETEKTORY GAZÓW

OFERUJEMY:

• systemy wykrywania gazów toksycznych i wybuchowych

• ASBIG – Aktywny System Bezpieczeństwa Instalacji Gazowej

(urządzenie sygnalizacyjno-odcinające)

• mierniki stężeń gazów i wykrywacze nieszczelności instalacji gazowych

• mierniki CO 2 i tlenu, kontrolery systemów wentylacyjnych

• detektory tlenku węgla do kotłowni, garaży i stacji diagnostycznych

• domowe wykrywacze gazu ziemnego, propan-butan lub tlenku węgla

• PROJEKTY, MONTAŻ i SERWIS systemów detekcji gazów

NASZE URZĄDZENIA POSIADAJĄ WYMAGANE ATESTY I CERTYFIKATY

Zapraszamy do udziału

w szkoleniach montażu

i użytkowania systemów

detekcji gazów

gazex

ul. Malinowskiego 5, 02-776 Warszawa

tel.: (0-22) 644 25 11, fax (0-22) 641 23 11

e-mail: gazex@gazex.pl, http://www.gazex.pl

Rynek Instalacyjny czerwiec 2006

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: