Termomodernizacja 2

advertisement
Bogusław A. Maludziński
TERMOMODERNIZACJA
cz. 2 INSTALACJA CENTRALNEGO OGRZEWANIA
W poprzednim artykule (MCD 2/97) przedstawiono problemy termomodernizacji
związane ze zmniejszeniem zapotrzebowania na ciepło, poprzez ograniczenie jego
strat. Równocześnie z tymi pracami musi być przeprowadzona kompleksowa
modernizacja systemu ogrzewania. Ograniczenie strat ciepła poprzez zwięszenie
izolacyjności budynku, bez przeprowadzonej równocześnie modernizacji systemu
ogrzewania może doprowadzić do zwiększonego zapotrzebowania na energię cieplną.
Będzie to spowodowane np. przy braku zaworów termostatycznych otwieraniem okien
w celu obniżenia temperatury w pomieszczeniach. Również wyrywkowe usprawnienia
polegające na instalowaniu zaworów termostatycznych w instalacji nie wyregulowanej
hydraulicznie i nie wypłukanej mogą spowodować brak jakichkolwiek oszczędności.
Dotychczasowe instalacje centralnego ogrzewania.
Większość obecnie pracujących instalacji c.o. zaprojektowano i wykonano w
oparciu o normę PN-77/B-02413 posiada szereg wad, które utrudniają efektywne
wykorzystanie energii cieplnej. Można do nich zaliczyć:
- pionowe rozregulowanie hydrauliczne i cieplne,
- nieefektywne zyski ciepła od pionów i gałązek, utrudniające precyzyjną
regulację,
- schłodzenie wody w części zasilającej grzejniki,
- krążenie wody przez sieć odpowietrzającą między pionami,
- ubytki wody w instalacji c.o.,
- napowietrzanie wody w naczyniu wzbiorczym,
- brak możliwości rozliczania za rzeczywiście zużytą energię.
Stosowana centralna regulacja jakościowa powoduje występowanie zjawiska
pionowego rozregulowania instalacji. Cechuje ją zmienność w sezonie grzewczym
ciśnienia grawitacyjnego, będącego składową ciśnienia działającego w obiegach
instalacji c.o. Zjawisko to objawia się okresowym przegrzewaniem lub
niedogrzewaniem niektórych pomieszczeń. Ciśnienie grawitacyjne zależy od
wysokości pionów instalacji centralnego ogrzewania i spadku temperatury wody
między zasilaniem i powrotem. Ponieważ zmianie ulega spadek temperatury wody w
zależności od zapotrzebowania na ciepło, zmienia się i ciśnienie grawitacyjne.
Instalacja dwururowa ogrzewania pompowego pracuje bez rozregulowania pionowego
jedynie dla jednej temperatury zewnętrznej (obliczeniowej). Przy innych wartościach tej
temperatury występuje w mniejszym lub większym stopniu pionowe rozregulowanie
instalacji. Można temu zapobiec stosując ciągłą regulację strumienia masowego wody,
zgodnie z optymalnym wykresem temperatury, co w praktyce rzadko jest możliwe.
Jedną z metod zmniejszających to niekorzystne zjawisko jest użycie grzejnikowych
zaworów podwójnej regulacji o dużym oporze przepływu, zwiększających stateczność
hydrauliczną instalacji. Regulacja wstępna powinna być zaprojektowana dla średnich
w sezonie grzewczym
wartości ciśnienia grawitacyjnego (70-80% wartości
maksymalnych).
Trudności związane z zapewnieniem odpowiedniej stateczności hydraulicznej i
przepływu wody do grzejników są tym większe im mniejsze jest zapotrzebowanie
ciepła dla ogrzewanych pomieszczeń (mniejsza ilość wody przepływająca przez
grzejnik), i dotyczy szczególnie budynków wysokich. Skuteczniejszą metodą, od
dotychczas stosowanego kryzowania jest stosowanie zaworów grzejnikowych o
podwyższonej oporności własnej. Stosować można również zawory grzejnikowe
podwójnej regulacji, lub zawory jednonastawne na zasilaniu i regulacyjne zawory
powrotne służące nie tylko do zdławienia nadwyżki ciśnienia w obiegu, ale i do
odłączenia grzejnika przy zachowaniu pracy pozostałej części instalacji. Stosowanie
równocześnie obu rodzajów zaworów pozwala również na taki podział strat ciśnienia
pomiędzy nimi, aby można było zapewnić dobór prawidłowego autorytetu zaworu
termostatycznego.
Zyski ciepła od pionu i gałązek prowadzonych po wierzchu ścian do
pomieszczenia w warunkach obliczeniowych w zależności od średnicy pionu wynoszą
od 200 do 400 W. Są związane również ze stosowaniem powiększonych średnic
pionów i gałązek w celu wydłużenia okresu ich zarastania kamieniem kotłowym. Zyski
te stanowią istotną składową bilansu cieplnego pomieszczenia i powinny być
uwzględnione w obliczeniach. W skrajnych przypadkach (szczególnie po dociepleniu
budynku) grzejniki pokrywają tylko 40-60% potrzeb cieplnych, resztę zaś
niezaizolowane piony i gałązki. Obniżona jest w ten sposób możliwość dokładnej
regulacji przy pomocy zaworów termostatycznych. Dodatkowo w przypadku
stosowania do rozliczeń zużycia ciepła tzw. grzejnikowych podzielników kosztów,
mogą wystąpić kłopoty z interpretacją ich wskazań.
Znaczne zrónicowanie wielkości schłodzeń jest przyczyną rozregulowania
cieplnego instalacji. Ma to miejsce w przypadku równoczesnego występowania w
budynku pionów jednostronnych mało obciążonych, oraz pionów silnie obciążonych.
Schłodzenia wody w pierwszym przypadku w budynku 10-cio kondygnacyjnym mogą
wynosić 20 K i więcej, natomiast w drugim przypadku są kilkustopniowe. Również i w
tym przypadku rozregulowanie będzie większe w instalacjach obsługujących budynki
o zmniejszonym zapotrzebowaniu na ciepło. Wszystkie te procesy powinny być
uwzględnione przy projektowaniu regulacji wstępnej i dla prawidłowego jego
przeprowadzenia wymagane jest komputerowe wspomaganie z wykorzystaniem
programu odwzorującego rzeczywiste procesy fizyczne zachodzące w instalacji.
W tradycyjnej instalacji powszechnym zjawiskiem jest krążenie wody w
centralnej sieci odpowietrzającej między pionami. Wywołane jest ono różnicą ciśnień
powstałą w wyniku niewłaściwie wykonanego projektu regulacji wstępnej, zmianą
rozkładu ciśnienia w czasie eksploatacji (np. zarastaniem sieci przewodów kamieniem
kotłowym), lub zmianą nastaw zaworów regulacyjnych. Stosowane zamknięcia
syfonowe są mało skuteczne z powodu sprężania powietrza w sieci odpowietrzającej
(nadciśnienie hydrostatyczne) oraz likwidacji zamknięć powietrznych w syfonach przy
opróżnianiu zbiornika odpowietrzającego. W wyniku krążenia wody następuje
rozregulowanie hydrauliczne instalacji oraz zapowietrzanie grzejników, do których
woda dopływa z sieci odpowietrzającej. Centralna sieć odpowietrzająca instalację
powinna być zastępiona automatycznymi zaworami odpowietrzającymi montowanymi
na pionach lub na grzejnikach. Równocześnie zlikwidowaniu ulega centralny zbiornik
odpowietrzający, co jest szczególnie istotne przy stosowaniu zaworów
termostatycznych.
Ciągłe uzupełnianie ubytków wody instalacyjnej z systemów c.o. wodą nie
uzdatnioną, lub częściowo zdemineralizowaną oraz zawierającą gazy powoduje
występowanie korozji i zarastanie instalacji kamieniem. Ocenia się, że z tego powodu
okres użytkowania instalacji jest skrócony o połowę oraz wiąże się z tym większość
stanów awaryjnych.
Najczęściej powodem ubytku wody jest:
- odparowanie i wycieki przez dławnice pomp obiegowych oraz zaworów
przygrzejnikowych,
- odparowanie wody w naczyniu wzbiorczym,
- ubytki wody przy odpowietrzaniu instalacji przez zbiornik odpowietrzający,
- opróżnianie instalacji z wody (przy wystąpieniu awarii).
Instalacje w których występuje ubytek wody nie powinny być wyposażane w zawory
termostatyczne.
Napowietrzanie wody w naczyniu wzbiorczym, powoduje występowanie korozji
na wewnętrznych powierzchniach elementów stalowych. Ma to wpływ na zmniejszenie
żywotności instalacji oraz możliwość występowania awarii w czasie jej użytkowania.
W instalacjach starszego typu brak jest zaworów termostatycznych, a nawet
sprawnie działających zaworów regulacyjnych, co uniemożliwia regulację temperatury
w pomieszczeniach, równocześnie zaś racjonalne gospodarowanie ciepłem przez
użytkowników. Przy równoczesnym braku możliwości rozliczania za rzeczywiście
zużytą energię, występuje rozliczanie według np. powierzchni mieszkania, co tym
samym eliminuje jakąkolwiek motywację do oszczędzania energii. Zasilanie grzejników
w jednym mieszkaniu z kilku pionów uniewmożliwia zastosowanie do rozliczeń ilości
zużytego ciepła, najdokładniejszego przyrządu jakim jest licznik ciepła.
Unowocześnianie instalacji c.o. systemu tradycyjnego.
Projekt modernizacji instalacji c.o. powinien zawierać ocenę stanu
technicznego i stopnia zużycia istniejących elementów instalacji, takich jak: węzeł
cieplny lub kocioł, pompy, przewody poziome, piony, gałązki, itd., w celu określenia
racjonalnego zakresu modernizacji. Instalacje c.o. wykonane z tzw. rur czarnych mają
trwałość od 20 do 50 lat. Jak widać większość instalacji wykonanych w latach
powojennych wymaga wymiany.
Poprawa dotychczasowych instalacji centralnego ogrzewania wodnego
pompowego powinna następować w pierwszej kolejności poprzez ich hermetyzację
oraz przejścia z instalacji typu otwartego na zamkniętą, zabezpieczoną przeponowym
naczyniem wzbiorczym i zaworem bezpieczeństwa. Typowe rozwiązania dla tego typu
instalacji przedstawiono na zamieszczonym schemacie.
W instalacji takiej występują:
- automatyczne zawory odpowietrzające,
- armatura bezdławicowa,
- grzejnikowe zawory termostatyczne,
- hermetyczne pompy obiegowe,
- zamknięte naczynie wzbiorcze,
- zawor bezpieczeństwa.
W zależności od przyjętego zakresu modernizacji instalacji (np. pozostawienia
rur i grzejników w stanie dotychczasowym) możliwe jest etapowanie prac:
- etap pierwszy powinien obejmować likwidację sieci odpowietrzających
i zbiorników odpowietrzających, wraz z wprowadzeniem automatycznych
zaworów odpowietrzających, należy obowiązkowo wykonać płukanie i
czyszczenie starej instalacji,
- etap drugi powinien obejmować likwidację tzw. opadowych rur
bezpieczeństwa wywołujących krążenie wody przez naczynie wzbiorcze,
wymianę pomp na hermetyczne i armaturę na bezdławicową (zawory
grzejnikowe termostatyczne),
- etap trzeci obejmujący pełną hermetyzację instalacji (likwidacja otwartych
naczyń wzbiorczych i zastąpienie ich naczyniami zamkniętymi).
W zmodernizowanej instalacji nie występują ubytki wody, stąd też
wyeliminowana będzie korozja i zarastanie przewodów. Wymiarowanie przewodów w
nowo projektowanych instalacjach powinno uwzględniać jedynie zależności
hydrauliczne, a nie uwzględniać również, jak to miało miejsce dotychczas zarastania
przewodów. W związku z powyższym, szerzej stosowane powinny być mniejsze
średnice rur instalacyjnych tj. 10 mm (3/8"), zwłaszcza jako gałązki grzejnikowe, tym
bardziej, że w większości przypadków zawory tej średnicy posiadają korzystniejsze
parametry regulacyjne i są tańsze.
W przypadku konieczności wymiany całej instalacji na nową należy zastanowić
się nad zastosowaniem całkowicie nowoczesnych rozwiązań polegających na takim jej
poprowadzeniu, aby umożliwiała ona pomiar całkowitej energii dostarczanej do
każdego z mieszkań. Przykładem takiego rozwiązania może być poprowadzenie
pionów instalacyjnych (izolowanych) w klatkach schodowych, skąd prowadzi się
poziome rozprowadzenia do poszczególnych mieszkań. Istnieje wiele nowoczesnych
systemów opartych na rozdzielaczach, które ułatwiają stosowanie takich rozwiążań.
Inną zaletą takiego systemu jest czystość przeprowadzanych prac i mniejsza
uciążliwość dla lokatorów (całkowity brak prac spawalniczych).
Montaż zaworów termostaycznych powinien być bezwzględnie poprzedzony
projektem modernizacji i regulacji wstępnej instalacji. Ma to również wpływ na
obniżenie obliczeniowych temperatur wody, co jest korzystniejsze dla systemu
ciepłowniczego.
W węzłach cieplnych lub kotłowniach konieczne jest zastosowanie urządzeń
automatycznej regulacji. Należą do nich:
- regulatory ciśnienia i różnicy ciśnień, które zapewniają stałość ciśnienia
dyspozycyjnego w węźle, niezależnie od wahań ciśnienia w sieci cieplnej,
- regulatory pogodowe, które regulują wydajność wymienników lub kotłów w zależności
od temperatury powietrza zewnętrznego. Regulatory te dostosowywują temperaturę
czynnika grzewczego do temperatury zewnętrznej i utrzymują odpowiednią
temperaturę w mieszkaniu. Istnieje również możliwość zaprogramowywania zmiennej
temperatury w pomieszczeniach w czasie, w okresie tygodnia. Bardziej wyrafinowane
rozwiązania pozwalają na ustawianie odpowiedniej temperatury drogą telefoniczną
np. w przypadku nieplanowanego, wcześniejszego powrotu z urlopu.
Obecnie istniejące normy dopuszczają stosowanie wszystkich sugerowanych
rozwiązań, a nawet je zalecają w przypadku wykonywania nowych i modernizowanych
starych instalacjach.
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Create flashcards