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