Wodne instalacje
centralnego ogrzewania
Wybrane aspekty projektowania i regulacji
Wodne instalacje
centralnego ogrzewania
Wybrane aspekty projektowania i regulacji
Wybrane aspekty projektowania i
regulacji wodnych instalacji c.o.
Zasady obliczania wodnych instalacji
centralnego ogrzewania
Regulacja hydrauliczna
Urządzenia do regulacji
Zasady
obliczania instalacji c.o.
Zapewnienie komfortu termicznego
użytkownikom pomieszczeń z
uwzględnieniem rozwiązań gwarantujących:
Prostotę obsługi
Bezpieczeństwo eksploatacji
Niskie temperatury powierzchni grzejników
Łatwość regulacji
Niski poziom awaryjności
Długi okres eksploatacji
Optymalizację kosztów inwestycyjnych i
eksploatacyjnych
Zasady obliczania
wodnych instalacji c.o.
Zapewnienie komfortu termicznego użytkownikom
pomieszczeń i minimalizowanie negatywnych
skutków zastosowania wodnych instalacji c.o.
Wydłużenia czasu rozgrzewania w efekcie większej
bezwładności instalacji
Wysokich kosztów inwestycji
Niebezpieczeństwa zamarzania instalacji
Zasady
obliczania instalacji c.o.
Zapewnienie komfortu termicznego użytkownikom
pomieszczeń z uwzględnieniem zmiennych
czynników wynikających z:
Kulturowych potrzeb użytkowników
Funkcji pomieszczeń
Warunków termicznych otoczenia
Konstrukcji obiektu i zastosowanych materiałów
Położenia pomieszczeń w obiekcie
Rodzaju instalacji centralnego ogrzewania
Zasady obliczania
wodnych instalacji c.o.
PN-EN ISO 6946 "Opór cieplny i
współczynnik przenikania ciepła",
PN-EN 12831 czerwiec 2006. Instalacje
ogrzewcze w budynkach. Metoda
obliczania projektowego obciążenia
cieplnego
Zasady hydraulicznego
wymiarowania urządzeń c.o.
Wymiarowanie sieci polega na:
Doborze średnic przewodów i elementów
regulacyjnych w taki sposób, aby zapewnić
doprowadzenie odpowiedniej ilości czynnika
grzewczego do każdego odbiornika ciepła.
Obliczeniu strat ciśnienia każdego obiegu i
porównaniu ich z panującym w obiegu
ciśnieniem czynnym.
Zasady hydraulicznego
wymiarowania urządzeń c.o.
Podstawowe zalecenia przy
definiowaniu średnic przewodów
instalacji c.o.
W przewodach rozdzielczych i pionach prędkość nie
powinna przekraczać 0,2 – 1 m/s.
W gałęziach grzejnikowych prędkość nie powinna
przekraczać 0,2 m/s.
Udział strat liniowych w całkowitych stratach ciśnienia
można przyjąć na około 67%.
Wymiarowanie należy zacząć od najbardziej niekorzystnego
obiegu, którym jest obieg przez najniżej położony grzejnik
przyłączony do najdalszego pionu.
Zasady hydraulicznego
wymiarowania urządzeń c.o.
Obliczanie strat ciśnienia w instalacji
Straty ciśnienia wywołane tarciem dla przewodów z
różnych materiałów odczytuje się z nomogramów i tablic z
uwzględnieniem temperatury czynnika grzejnego i
chropowatości bezwzględnej materiałów stosowanych w
instalacjach
Straty ciśnienia wywołane oporami miejscowymi typowych
elementów instalacji określają tablice współczynników
oporów dla tych urządzeń i poszczególnych rodzajów rur
Urządzenia do regulacji
wodnych instalacji c.o.
Urządzenia regulacyjne
Urządzenia odcinające
Urządzenia zabezpieczające
Urządzenia pomocnicze
Urządzenia do regulacji
wodnych instalacji c.o.
Energooszczędna eksploatacja wydajności
instalacji c.o. wymaga dwustopniowej
struktury układu regulacyjnego obejmującej:
Centralna wstępną regulację realizowaną
przez automatykę kotła.
Lokalna końcową regulację temperatury
ogrzewanych pomieszczeń realizowaną za
pośrednictwem termostatycznych
regulatorów grzejnikowych.
Urządzenia do regulacji
Termoregulator jest niezbędnym
elementem systemu umożliwiającym
uzyskanie komfortu cieplnego w
pomieszczeniu i obniżenie kosztów
ogrzewania.
Wybór typu zaworu
termoregulacyjnego zależy od stopnia
automatyzacji systemu.
Termostatyczne
regulatory grzejnikowe
Termostatyczne regulatory grzejnikowe są
przeznaczone do indywidualnej stabilizacji
temperatury w ogrzewanych
pomieszczeniach i składają się z:
Zaworu grzejnikowego zawierającego m.in.
element nastawczy.
Głowicy termostatycznej zawierającej m.in.
czujnik, zadajnik i przetwornik.
Budowa i zasada działania
termostatycznego regulatora
grzejnikowego
W zaprezentowanym zamkniętym obwodzie regulacji układ znajduje
się w stanie równowagi pierwotnej jeżeli temperatura w
pomieszczeniu jest równa wartości zadanej i odchylenie jest równe
zero.
W przypadku odchylenia temperatury w pomieszczeniu od wartości
zadanej oddziaływuje ona na czujnik głowicy regulatora, a ten
powoduje zmianę położenia popychacza i elementu regulacyjnego
zaworu, co następnie wywołuje zmianę strumienia masy wody
przepływającej przez zawór i grzejnik.
Zasada działania
zaworu termostatycznego
Wzrost temperatury w pomieszczeniu powoduje
wzrost objętości czujnika głowicy i przemieszczenie
końca popychacza w stosunku do trzpienia zaworu.
Następuje ugięcie sprężyny i ruch grzybka. Dokonuje
się zmiana strumienia wody przepływającej przez
grzejnik.
Spadek temperatury wywołuje proces odwrotny.
Czujniki wykorzystują
następujące zjawiska fizyczne
Zmianę prężności pary nasyconej nad
powierzchnią cieczy
Zmianę objętości cieczy wskutek jej
rozszerzalności cieplnej
Zmianę wymiarów ciała stałego
wskutek jego rozszerzalności cieplnej
Zmianę objętości substancji w czasie
topnienia i krzepnięcia
Typy czujników w
zaworach termostatycznych
Parowe
Cieczowe
Stałe
Woskowe
Termostatyczny zawór
grzejnikowy
Termostatyczny zawór
grzejnikowy
Warianty
zaworów termostatycznych
Zasady lokalizacji zaworów
Zawór musi być
zamontowany w
położeniu poziomym, na
takim odcinku gałązki,
aby oś głowicy była
zarazem prostopadła do
płaszczyzny grzejnika a
element pomiarowy
znajdował się od środka
pomieszczenia. W
przypadku niemożności
takiego usytuowania
(np. wiszące zasłony)
należy zastosować
czujnik zdalny.
Zawory termostatyczne firmy Herz
Czujniki cieczowe
Reagują na
najmniejsze
zmiany
temperatury
Głowica mini i zawór De Lux
Autorytet
zaworu termostatycznego
1
2
1
p
p
p
a
2
1
p
p
Zastosowanie termostatycznego zaworu ze wstępna nastawą
pozwala na połączenie funkcji kryzy dławiącej i funkcji zaworu
regulacyjnego. Funkcja kryzy dławiącej służy do wstępnego
regulowania obiegów na etapie projektowania. Kryterium
dławienia albo autorytet zaworu określa stosunek spadku
ciśnienia przy przepływie przez szczeliną pomiędzy elementem
zamykającym i gniazdem, do spadku ciśnienia na całym zaworze
przy tym samym przepływie
-
10kPa
-
Spadek ciśnienia przy
przepływie nominalnym lub
charakterystycznym tj.
odchyleniu proporcjonalnym
2 K, różnicy ciśnienia 10kPa i
dowolnej nastawie na głowicy
termostatycznej
Zewnętrzny autorytet
zaworu termoregulacyjnego
Stosunek spadku ciśnienia na zaworze przy
otwarciu nominalnym do różnicy ciśnienia
panującej w obiegu
a
z
zależy od rozkładu ciśnienia w instalacji i
zawiera się w granicach 0,3 - 0,7
c
zn
z
p
p
a
zn
p
c
p
- spadek ciśnienia na
zaworze przy otwarciu
nominalnym
- różnica ciśnienia
panującego w obiegu
Całkowity autorytet zaworu
a
c
-stosunek spadku ciśnienia przy
przepływie przez szczelinę pomiędzy
grzybkiem a gniazdem zaworu do
spadku ciśnienia w całym obiegu
Współczynnik przepływu zaworu
k
v
jest definiowany jako strumień
objętości wody (w m
3
/h) o gęstości
równej 1000kg/m
3
przepływającej
przez zawór przy spadku ciśnienia
równym 10
5
Pa(1 bar)
Dobór zaworu termostatycznego
następuje na podstawie
współczynnika k
v
oraz zakresu
proporcjonalności lub z nomogramów
doboru w zależności od przepływu
(strumień masy) i strat ciśnienia
zaworu.
Stabilizacja
hydrauliczna instalacji c.o.
W instalacji z termoregulatorami montuje się armaturę
regulacyjną przewodową która zapewnia
automatyczną stabilizację rozkładu ciśnienia,
związaną z samoczynnym działaniem zaworów
grzejnikowych.
Zapewniają to regulatory różnicy ciśnienia,
bezpośredniego działania, typu:
nadmiarowo upustowego - stosowane na obejściu
pompy obiegowej lub na przewodzie łączącym
zasilanie i powrót instalacji
dławiącego montowane najczęściej na przewodzie
powrotnym
Regulacja
podpionowa w instalacjach c.o.
Automatyczne zawory
nadmiarowo – upustowe
Celem stosowania tych zaworów na pionach
i gałęziach systemu jest zabezpieczenie
przed nadmiernym wzrostem ciśnienia
mogącego powodować głośną prace
termoregulatorów. Zastosowane w pobliżu
pomp, kotłów umożliwiają działanie tych
urządzeń przez utrzymywanie minimalnego
przepływu czynnika przy zamkniętych
termoregulatorach.
Automatyczny zawór nadmiarowo –
upustowy AVDO
1.
pokrętło
2.
trzpień zaworu
3.
głowica
4.
prowadnica sprężyny
5.
sprężyna
6.
pierścień
uszczelniający
7.
grzybek
8.
kadłub
9.
uszczelnienie
dociskowe
Działanie zaworów upustowych
Działanie zaworów upustowych polega na
równoważeniu ciśnienia po obu stronach
grzybka (7). Od dołu na grzybek działa siła
pochodząca od ciśnienia czynnika, od góry
siła sprężyny (5). Równowagę osiąga się
przez napięcie sprężyny z apomocą pokrętła
(1). Ruch pokrętła przekazywany jest za
pomocą gwintu wewnętrznego na trzpień
(2), a następnie prowadnicę (4) sprężyny
(5). Gdy ciśnienie różnicowe przekroczy
wartość zadaną w zaworze upustowym,
wówczas następuje jego otwarcie i przepływ
czynnika.
Działanie zaworu
nadmiarowo upustowego
1.
charakterystyka pompy o stałej
prędkości obrotowej
2.
charakterystyka pionu w
warunkach nominalnych
3.
charakterystyka zaworu
nadmiarowo - upustowego
4.
charakterystyka pionu wraz z
częściowo zamkniętymi
termoregulatorami bez zaworu
nadmiarowo - upustowego
5.
charakterystyka pionu z
całkowicie otwartymi
termoregulatorami i częściowo
otwartym zaworem nadmiarowo
upustowym
6.
charakterystyka pionu z
całkowicie otwartymi
termoregulatorami
Dziękuję za uwagę