Schematy węzła cieplnego dla systemu ogrzewania
Układ zależny z zaworem dwudrogowym i pompami na rurociągu zasilającym
Układ zależny podłączenia węzła cieplnego systemu grzewczego do sieci cieplnej z zaworem dwudrogowym regulującym przepływ ciepła oraz pompami cyrkulacyjno-mieszającymi na rurociągu zasilającym systemu grzewczego.
Układ stosuje się, gdy:
1 Obliczeniowy wykres temperatury źródła ciepła przekracza obliczeniowy wykres temperatury systemu grzewczego (na przykład na wejściu sieci cieplnej 120/70, a w systemie grzewczym należy utrzymać 95/70).
2 Ciśnienie robocze w rurociągu powrotnym sieci cieplnej oraz ciśnienie statyczne w sieci cieplnej przewyższają ciśnienie statyczne systemu grzewczego, co najmniej o 0,5 bara. Ciśnienie statyczne systemu grzewczego odpowiada wysokości słupa wody w metrach od miejsca lokalizacji węzła cieplnego do najwyższego punktu systemu grzewczego. Kalkulator jednostek ciśnienia. pozwala przeliczyć dane wyjściowe dostarczone przez organizację ciepłowniczą na inne jednostki miary (bar, MPa lub kgf/m²).
3 Ciśnienie w rurociągach zasilającym i powrotnym sieci cieplnej oraz ciśnienie statyczne w sieciach cieplnych nie przekraczają maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia dla systemu grzewczego, które określa się na podstawie wytrzymałości najsłabszego elementu (grzejników, rur).
4 W węźle cieplnym należy wdrożyć automatyczne jakościowe sterowanie temperaturą czynnika grzewczego w zależności od temperatury zewnętrznej oraz/lub zgodnie z dziennym lub tygodniowym harmonogramem pracy systemu.
Opis schematu węzła cieplnego i zasada jego działania:
Sterowanie pracą węzła cieplnego odbywa się za pomocą programowalnego kontrolera, do którego podłączone są: czujnik temperatury powietrza zewnętrznego, czujnik temperatury czynnika grzewczego, który trafia do systemu grzewczego oraz dwudrogowy zawór regulacyjny (RK) z napędem elektrycznym.
Do kontrolera wprowadza się wykres temperaturowy systemu grzewczego, który odzwierciedla zależność temperatury wody, która trafia do systemu grzewczego, od temperatury zewnętrznej, dnia tygodnia i pory dnia. Kontroler mierzy temperaturę zewnętrzną, określa wymaganą temperaturę wody na wejściu do systemu grzewczego i porównuje ją z temperaturą zmierzoną przez czujnik t11, a w przypadku odchylenia – wysyła sygnał do zamknięcia lub otwarcia zaworu regulacyjnego na rurociągu zasilającym sieci cieplnej.
Zawór regulacyjny może całkowicie otworzyć przepływ czynnika grzewczego lub całkowicie zamknąć rurociąg zasilający. Dodawanie wody z rurociągu powrotnego nie ustaje nawet przy całkowitym otwarciu zaworu regulacyjnego, ponieważ woda dostarczana z sieci cieplnej jest warunkowo „przegrzana”, tj. ma temperaturę przekraczającą wymaganą temperaturę dla systemu grzewczego. W trybie całkowitego zamknięcia rurociągu zasilającego cały czynnik grzewczy, który trafia do systemu grzewczego, będzie pobierany przez obejście z rurociągu powrotnego.
Niezależnie od stopnia zamknięcia zaworu regulacyjnego, objętość wody trafiającej do systemu grzewczego pozostaje stabilna i zależy od charakterystyki pompy cyrkulacyjnej, zmieniają się jedynie proporcje dwóch strumieni wody w mieszaninie – strumienia pobieranego z rurociągu powrotnego oraz strumienia z rurociągu zasilającego.
W przypadku awarii pompy roboczej cyrkulacja wody w systemie ustanie, dlatego w schemacie przewidziano dwie pompy – roboczą i zapasową (H1 i H2).
Pompy podłączone są do sieci elektrycznej poprzez panel sterowania, w którym przewidziano następujące poziomy ochrony:
- Ochrona przed suchobiegiem
- Ochrona przed asymetrią napięć fazowych
- Ochrona przed przerwaniem fazy i zwarciem
- Ochrona termiczna przed przeciążeniem prądowym
- Automatyczne włączenie pompy zapasowej w przypadku awarii pompy roboczej
Na wejściu do sieci cieplnej zamontowany jest regulator różnicy ciśnień, który stabilizuje różnicę ciśnień, ogranicza maksymalny przepływ czynnika grzewczego z sieci cieplnej i tworzy tryb pracy zaworu regulacyjnego, w którym ruch trzpienia płynnie zmienia przepływ wody przez zawór.
Aby ograniczyć maksymalny przepływ czynnika grzewczego, na regulatorze ustawia się różnicę ciśnień, równą stratom ciśnienia na zaworze regulacyjnym w pełni otwartym, przy maksymalnym przepływie czynnika grzewczego.
Aby ustawić punkt pracy pompy w węźle cieplnym, przewidziano ręczny zawór równoważący, który nie musi być montowany, jeśli pompy są wyposażone w regulator częstotliwości obrotowej.
Poza nowymi instalacjami, schemat ten stosuje się również przy modernizacji węzłów cieplnych poprzez wymianę węzłów mieszających.
Cechy schematu
W trybie roboczym ciśnienie w rurociągu powrotnym systemu grzewczego jest równe ciśnieniu w rurociągu powrotnym sieci cieplnej na wejściu, a ciśnienie w punkcie mieszania strumieni jest nieco niższe niż ciśnienie w rurociągu powrotnym sieci cieplnej.
Nawet przy całkowitym otwarciu zaworu regulacyjnego na rurociągu zasilającym, do strumienia trafiającego do systemu grzewczego będzie dodawana schłodzona woda z rurociągu powrotnego.
Układ zależny z zaworem dwudrogowym, pompami na rurociągu zasilającym oraz regulatorem ciśnienia
Stosowany w przypadkach, gdy ciśnienie statyczne lub robocze w rurociągu powrotnym sieci cieplnej jest niższe niż ciśnienie statyczne systemu grzewczego o +0,5 bara.
Regulator ciśnienia montuje się w celu ochrony systemów grzewczych przed częściowym lub całkowitym opróżnieniem.
Układ zależny z zaworem dwudrogowym i pompami na rurociągu powrotnym
Układ zależny podłączenia węzła cieplnego systemu grzewczego z automatyczną regulacją zależną od pogody na bazie programowalnego kontrolera z zaworem dwudrogowym i pompami cyrkulacyjno-mieszającymi na rurociągu powrotnym.
Układ stosuje się, gdy:
1 Obliczeniowy wykres temperatury źródła ciepła przekracza obliczeniowy wykres temperatury systemu grzewczego.
2 Ciśnienie robocze w rurociągu powrotnym sieci cieplnej oraz ciśnienie statyczne w sieci cieplnej przewyższają ciśnienie statyczne systemu grzewczego, co najmniej o wartość równą maksymalnemu ciśnieniu pompy + 0,5 bara.
3 Ciśnienie w rurociągach zasilającym i powrotnym sieci cieplnej oraz ciśnienie statyczne w sieciach cieplnych nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia dla systemu grzewczego, określonego na podstawie wytrzymałości najsłabszego elementu (grzejniki, rury).
4 W węźle cieplnym należy wdrożyć automatyczne jakościowe sterowanie temperaturą czynnika grzewczego w zależności od temperatury zewnętrznej i/lub zgodnie z dziennym, tygodniowym harmonogramem pracy systemu.
5 Temperatura w rurociągu zasilającym systemu grzewczego w trybie roboczym może przekraczać dopuszczalną temperaturę dla pompy cyrkulacyjnej.
Cechy schematu
Ciśnienie w rurociągu powrotnym systemu grzewczego zawsze będzie niższe niż ciśnienie w rurociągu powrotnym sieci cieplnej na wejściu do budynku o wartość ciśnienia pompy w punkcie roboczym.
Ciśnienie w rurociągu zasilającym systemu grzewczego będzie nieco niższe niż ciśnienie w rurociągu powrotnym sieci cieplnej.
Układ zależny z zaworem trójdrogowym i pompami cyrkulacyjnymi
Układ zależny podłączenia węzła cieplnego systemu grzewczego do źródła ciepła z trójdrogowym zaworem regulującym przepływ ciepła oraz pompami cyrkulacyjno-mieszającymi na rurociągu zasilającym systemu grzewczego.
Układ ten w węźle cieplnym stosuje się w następujących przypadkach:
1 Roboczy wykres temperatury źródła ciepła (kotłowni) przekracza lub jest równy wykresowi temperatury systemu grzewczego. Węzeł cieplny podłączony zgodnie z tym schematem może pracować zarówno z mieszaniem wody z rurociągu powrotnego, jak i bez niego, tj. przekazywać cały czynnik grzewczy z rurociągu zasilającego sieci cieplnej bezpośrednio do systemu grzewczego.
Na przykład, obliczeniowy wykres temperatury systemu grzewczego 90/70°C odpowiada wykresowi temperatury źródła, ale źródło niezależnie od czynników zewnętrznych stale pracuje z temperaturą na wyjściu 90°C, a do systemu grzewczego należy przekazać czynnik grzewczy o temperaturze 90°C tylko przy obliczeniowej temperaturze zewnętrznej (dla Kijowa -22°C). W związku z tym, w węźle cieplnym, do wody dostarczanej ze źródła, będzie dodawany schłodzony czynnik grzewczy z rurociągu powrotnego, dopóki temperatura zewnętrzna nie spadnie do wartości obliczeniowej.
2 Podłączenie węzła cieplnego wykonano do bezciśnieniowego kolektora, sprzęgła hydraulicznego lub sieci cieplnej z różnicą ciśnień między rurociągami zasilającym i powrotnym nie większą niż 0,3 bara.
3 Ciśnienie w rurociągu powrotnym źródła ciepła w trybie statycznym i dynamicznym musi przewyższać co najmniej o 0,5 bara wysokość od miejsca podłączenia węzła cieplnego do najwyższego punktu systemu grzewczego (statyka budynku).
4 Ciśnienie w rurociągach zasilającym i powrotnym źródła ciepła oraz ciśnienie statyczne w sieciach cieplnych nie mogą przekraczać maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia dla systemu grzewczego budynku podłączonego do tego węzła cieplnego.
5 Układ podłączenia węzła cieplnego musi zapewniać automatyczne jakościowe sterowanie systemem grzewczym na podstawie wykresu temperatury lub harmonogramu czasowego.
Opis działania węzła cieplnego z zaworem trójdrogowym
Zasada działania tego układu jest podobna do działania pierwszego układu, z tą różnicą, że zawór trójdrogowy może całkowicie odciąć pobór z rurociągu powrotnego, w którym to przypadku cały czynnik grzewczy dostarczony przez źródło ciepła bez mieszania trafi do systemu grzewczego.
W przypadku całkowitego zamknięcia rurociągu zasilającego źródła ciepła, tak jak w pierwszym układzie, do systemu grzewczego będzie trafiał wyłącznie czynnik grzewczy pobierany z rurociągu powrotnego.
Układ zależny z zaworem trójdrogowym, pompami cyrkulacyjnymi oraz regulatorem różnicy ciśnień.
Stosowany w przypadku różnicy ciśnień w miejscu podłączenia węzła cieplnego do sieci cieplnej przekraczającej 0,3 bara. Regulator różnicy ciśnień w tym przypadku dobiera się do zdławienia i stabilizacji nadmiernej różnicy ciśnień na wejściu.
Układ niezależny węzła cieplnego
Niezależny układ podłączenia węzła cieplnego z zaworem dwudrogowym, regulatorem różnicy ciśnień, pompami cyrkulacyjnymi, zamkniętym naczyniem wzbiorczym oraz zautomatyzowaną linią napełniania i zasilania.
Niezależny układ podłączenia węzła cieplnego stosuje się, gdy:
1 Ciśnienie statyczne i/lub ciśnienie w rurociągu zasilającym i/lub powrotnym sieci cieplnej przekracza dopuszczalne ciśnienie w systemie grzewczym.
2 Wykres temperatury źródła ciepła przekracza wykres temperatury systemu grzewczego. Na przykład, wykres temperatury źródła ciepła 110/70, a systemu grzewczego 90/70.
3 W budynku jest 12 lub więcej pięter (zgodnie z normą PN-EN 2.5-67:2013).
4 Różnica ciśnień na wejściu do sieci cieplnej przekracza 0,4 bara (z uwzględnieniem pokonania oporu hydraulicznego wymiennika ciepła i armatury regulacyjnej).
5 Niezależny układ podłączenia jest wymagany zgodnie z warunkami technicznymi dostawcy ciepła lub specyfikacją techniczną klienta.
Zasada działania węzła cieplnego podłączonego w układzie niezależnym
Gorący czynnik grzewczy dostarczany ze źródła ciepła trafia do wymiennika ciepła płytowego, gdzie ochładzając się, podgrzewa wodę cyrkulującą w systemie grzewczym.
Zastosowanie wymiennika ciepła płytowego pozwala chronić system grzewczy przed zmianami trybu hydraulicznego źródła ciepła / sieci cieplnej, czyniąc go niezależnym.
W odróżnieniu od układów zależnych, gdzie woda pobrana z rurociągu zasilającego sieci cieplnej trafia do systemu grzewczego, przy podłączeniu w układzie niezależnym woda z sieci zewnętrznych trafia do systemu jednorazowo podczas napełniania i w niewielkich ilościach podczas uzupełniania wycieków czynnika grzewczego w systemie. Niezależne podłączenie systemu grzewczego zmniejsza wpływ na rurociągi i elementy systemu grzewczego osadów, które nie osadziły się w filtrach.
Węzłem cieplnym zarządza elektroniczny kontroler wyposażony w czujnik temperatury powietrza zewnętrznego i czujnik temperatury czynnika grzewczego trafiającego do systemu grzewczego. Do kontrolera podłączony jest również napęd elektryczny zaworu regulacyjnego zamontowanego na rurociągu zasilającym źródła ciepła.
Do kontrolera wprowadza się zależność temperatury wody dostarczanej do systemu grzewczego od temperatury zewnętrznej, którą okresowo sprawdza. Jeśli kontroler wykryje, że czynnik grzewczy trafia do systemu grzewczego z niewystarczającą temperaturą, wysyła sygnał otwierający zawór regulacyjny na rurociągu zasilającym sieci cieplnej, a w przypadku przekroczenia zadanej temperatury, kontroler zamyka zawór aż do całkowitego zamknięcia przepływu.
Ograniczenie przepływu czynnika grzewczego realizowane jest na podstawie regulatora różnicy ciśnień, tak jak w pierwszym układzie (zobacz wyżej).
Cyrkulację czynnika grzewczego w systemie grzewczym zapewniają dwie ciche pompy, z których jedna jest rezerwowa. Para pomp cyrkulacyjnych wyposażona jest w panel automatyki z funkcjami opisanymi w opisie pierwszego układu.
Podczas podgrzewania woda zwiększa swoją objętość, a podczas ochładzania zmniejsza się. Ponieważ woda jest cieczą praktycznie nieściśliwą, to podczas jej podgrzewania w zamkniętym obiegu systemu grzewczego gwałtownie wzrośnie ciśnienie, co doprowadzi do uszkodzenia najsłabszego elementu systemu grzewczego.
Aby uniknąć destrukcyjnego działania podgrzanej wody w zamkniętym obiegu systemu grzewczego, stosuje się naczynie wzbiorcze (RB), które jest przystosowane do przyjęcia nadmiaru objętości podgrzanej cieczy. Naczynie wzbiorcze jest podzielone na dwie części za pomocą elastycznej membrany, która może się rozciągać, przyjmując całą nadwyżkę objętości podgrzanej wody, oraz kurczyć się podczas spadku temperatury wody w systemie grzewczym, wypychając z powrotem do systemu wcześniej przyjętą objętość wody.
Aby chronić system grzewczy przed awaryjnym wzrostem ciśnienia, przewidziano montaż zaworów bezpieczeństwa (ZB) w liczbie co najmniej dwóch, z których jeden jest rezerwowy.
Uzupełnianie systemu grzewczego odbywa się automatycznie za pomocą regulatora ciśnienia (RT), gdy ciśnienie w obiegu grzewczym spadnie poniżej ciśnienia ustawionego na regulatorze.
Niezależny układ węzła cieplnego z blokiem pomp zasilających
Układ ten stosuje się, gdy ciśnienie w rurociągu zasilającym na wejściu ze źródła ciepła jest niższe od ciśnienia statycznego systemu grzewczego. Układ ten nie jest obowiązkowy, ale zaleca się jego stosowanie, gdy ciśnienie w rurociągu powrotnym sieci cieplnej lub ciśnienie statyczne źródła ciepła jest niższe od ciśnienia statycznego systemu grzewczego.
Tutorial Herzpytanie : komentarz : opinia
712
Katalog OTOS
