zastosowanie automatyki i regulacji INSTALACJI C.O. I C.W.U.

Autor rozdziału: Sebastian Brzoza

Poniżej znajduje się fragment publikacji.
Pełny tekst dostępny w Poradniku dla zarządców nieruchomości

Termomodernizacja budynków powinna być przeprowadzona kompleksowo, gdyż uzyskanie oszczędności energii możliwe jest tylko wtedy, gdy wraz z działaniami powodującymi ograniczenie strat ciepła ze struktury budynku, będą przeprowadzone działania zapewniające właściwe warunki komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Poprawa izolacyjności budynków bez równoczesnej modernizacji systemów grzewczych może spowodować brak widocznych oszczędności energii (zmniejszenia się zapotrzebowania na ciepło), a w skrajnych przypadkach nawet zwiększenie potrzeb cieplnych obiektów. Stan taki może wynikać z braku możliwości odpowiedniej regulacji dostawy ciepła do pomieszczeń i w efekcie ze wzrostu strat ciepła związanych z otwieraniem okien przez użytkowników w celu uniknięcia przegrzewania pomieszczeń.

Z tego względu racjonalizacja zużycia energii w budynkach poddawanych termorenowacji musi uwzględniać modernizację instalacji ogrzewania – dostosowaniu jej do stanu zgodnego z aktualnymi wymaganiami technicznymi przy uwzględnieniu zmniejszonych potrzeb cieplnych budynków. Szczególnie należy zwrócić uwagę na właściwe sposoby regulacji ciepła dostarczanego do obiektu i pomieszczeń ogrzewanych, w zależności od parametrów zewnętrznych oraz warunków pracy instalacji.

Automatyka bezpośredniego działania w instalacjach c.o.

Poprawnie działająca instalacja centralnego ogrzewania to nie tylko gwarancja komfortu i niskich rachunków za jej użytkowanie dla właścicieli czy najemców ogrzewanych pomieszczeń, ale także zapewnienie dbałości o klimat i środowisko naturalne. W ujęciu globalnym blisko 30% całkowitego zużycia energii w Unii Europejskiej jest dedykowane dla ogrzewania lub chłodzenia budynków, a tym samym ogrzewanie i chłodzenie ma wysoki udział w globalnej emisji CO2. W ujęciu indywidualnym około 70% kosztów energii zużywanej w budynkach to koszty ogrzewania i chłodzenia. W tym kontekście szczególnej wagi nabierają kolejne dane mówiące o tym, że aż 75% budynków wielorodzinnych w Europie jest wyposażone w instalacje grzewcze, które działają niepoprawnie z powodu braku zrównoważenia hydraulicznego oraz możliwości regulacji temperatury w pomieszczeniach. Mieszkańcy tych budynków skarżą się na: brak komfortu cieplnego przejawiającego się w przegrzanie lub niedogrzaniu pomieszczeń, problemy z hałasem, który jest generowany przez instalację centralnego ogrzewania oraz na wysokie opłaty za ogrzewanie.

Patrząc od strony technicznej rozwiązanie tych wyzwań nie jest skomplikowane, a żeby tego dokonać należy zastosować się to trzech prostych zasad:

1. Zapewnić właściwy rozpływ medium grzewczego.
2. Zagwarantować poprawną pracę zaworów regulacyjnych.
3. Umożliwić regulację temperatury w pomieszczeniach.

Zasada 1, czyli właściwy rozpływ medium grzewczego

Medium grzewcze w instalacji płynie zawsze tam, gdzie występują najmniejsze opory, a to powoduje, że w odbiornikach na końcówkach instalacji przepływy są mniejsze niż zakładane w projekcie a w skrajnych warunkach mogą nawet całkowicie zaniknąć.

Kolejnym zjawiskiem są nadmierne przepływy, gdy część odbiorników jest zamknięta, a także czynniki, które stosunkowo trudno zdefiniować czy przewidzieć na etapie projektowania instalacji, takie jak: różnice w nasłonecznieniu stron budynku i tym samym różne zyski temperatury, oddziaływanie wiatru, różne potrzeby mieszkańców w zakresie komfortu cieplnego, konieczność rozbudowy czy zmiany instalacji.

Nie bez znaczenia, także na wpływ na jakość pracy instalacji centralnego ogrzewania, jest reakcja głowic termostatycznych (o ile zostały zamontowane) lub reakcja użytkownika na spadek temperatury w danym pomieszczeniu (głowica lub użytkownik otwiera zawór grzejnikowy), co prowadzi do wzrostu ciśnienia i nadprzepływów w pozostałych częściach instalacji grzewczej. Skutkiem tego będzie ogólny dyskomfort spowodowany hałasem i nieprzyjemne odgłosami z instalacji, które są powodowane dużymi spadkami ciśnienia na zaworach regulacyjnych, dyskomfort z powodu odczuwania za niskiej lub za wysokiej temperatury spowodowany złą dystrybucją ciepła, przegrzew pionów położonych blisko źródła ciepła oraz większe zużycie ciepła, niż to jest potrzebne.

Zasada 2, czyli poprawna praca zaworów regulacyjnych

W instalacji centralnego ogrzewania czynniki wewnętrzne i zewnętrzne mające wpływ na jej pracę zmieniają się nieustannie. Aby przerwać to błędne koło (bo odczuwanie dyskomfortu prowadzi do dalszych zmian nastaw temperatury) i utrzymać żądany przepływ na każdym odbiorniku potrzebna jest niezależna kontrola ciśnienia która zapewni sprawne funkcjonowanie systemu grzewczego oraz wpłynie na eliminację skarg użytkowników na działanie instalacji centralnego ogrzewania. Należy zapewnić równowagę w systemie grzewczym, czyli na wszystkich odbiornikach niezależnie od warunków pracy (także przy częściowym obciążeniu systemu, a nie tylko przy obciążeniu projektowym) zagwarantować prawidłowy przepływ i ciśnienie różnicowe. Właściwe zrównoważenie hydrauliczne jest bezsprzecznie podstawą prawidłowego i oszczędnego działania instalacji a także zapewnienia właściwego komfortu cieplnego.

Zasada 3, czyli regulacja temperatury w pomieszczeniach

Montaż na odbiornikach ciepła zaworów termostatycznych z głowicami termostatycznymi umożliwia indywidualną regulację temperatury w pomieszczeniach, a to z kolei pozwala zaoszczędzić co najmniej 20% energii.

Automatyka bezpośredniego działania w instalacjach c.w.u. – równoważenie termiczne oraz dezynfekcja

Duże zużycie wody i energii, zła dystrybucja wody czy też rozwój bakterii Legionella to tylko niektóre z problemów pojawiających się w przypadku niepoprawnie zrównoważonej instalacji ciepłej wody użytkowej.

Wielofunkcyjny termostatyczny zawór cyrkulacyjny MTCV to rozwiązanie, które zapewni wzrost wydajności energetycznej oraz stabilizację temperatury w instalacjach ciepłej wody użytkowej, zapobiegając jednocześnie rozwojowi bakterii Legionella.

Główne funkcje zaworu MTCV:

• Termostatyczna regulacja temperatury wody w instalacji cyrkulacyjnej w zakresie 35–60°C.
• Automatyczna dezynfekcja realizowana w stałej temperaturze > 65°C z jednoczesnym zabezpieczeniem instalacji cyrkulacyjnej przed przekroczeniem temperatury 75°C (automatyczne odcięcie cyrkulacji).
• Automatyczna dezynfekcja sterowana elektronicznie z możliwością wyboru temperatury i czasu trwania dezynfekcji.
• Możliwość automatycznego płukania systemu poprzez tymczasowe obniżenie nastawy temperatury w celu uzyskania pełnego otwarcia zaworu MTCV i maksymalnego przepływu.
• Funkcja pomiaru i rejestracji temperatury.
• Możliwość zabezpieczenia nastawy temperatury.
• Stały pomiar i monitorowanie temperatury.
• Możliwość odcięcia obiegu w pionie dzięki opcjonalnym złączkom montażowym z wbudowanym zaworem kulowym.
• Adaptacja zaworu przez zmianę jego funkcji w warunkach pracy, przy zachowaniu ciśnienia w instalacji.

MTCV umożliwia przeprowadzenie dezynfekcji termicznej. Standardową wersję zaworu MTCV można łatwo i szybko rozbudować do wersji z funkcją dezynfekcji termicznej, chroniącej przed pojawieniem się bakterii Legionella w instalacjach ciepłej wody. Po wykręceniu zaślepki gniazda modułu dezynfekcyjnego (można to przeprowadzić w warunkach pracy instalacji pod ciśnieniem) należy zamontować moduł dezynfekcji termicznej. Moduł dezynfekcyjny w sposób automatyczny zgodnie z wykresem regulacyjnym, będzie realizował przegrzew danego pionu instalacji c.w.u.

Proces dezynfekcji trwa do momentu osiągnięcia temperatury 70°C. W przypadku dalszego wzrostu temperatury ciepłej wody nastąpi ograniczenie przepływu przez gniazdo dezynfekcyjne (proces równoważenia termicznego instalacji w czasie dezynfekcji), a gdy temperatura osiągnie 75°C, przepływ zostanie odcięty. Zabezpiecza to rury instalacji z ciepłą wodą przed korozją i osadzaniem się kamienia, jak również zmniejsza ryzyko poparzenia się wodą z instalacji.