Wymiarowanie i dobór podgrzewaczy c.w.u.

(1)

[ Woda ] [ Ziemia ] [ Buderus ]

nr 01/2010

Wymiarowanie i dobór podgrzewaczy c.w.u.

Lp. Oddziały kod

pocztowy miasto ulica telefon telefax e-mail:

1. Buderus Poznań 62-080 Tarnowo Podgórne Krucza 6 +48 61 816 71 00 +48 61 816 71 60 poznan@buderus.pl 2. Buderus Katowice 41-253 Czeladź Wiejska 46 +48 32 295 04 00 +48 32 295 04 14 katowice@buderus.pl 3. Buderus Gdańsk 80-299 Gdańsk Galaktyczna 32 +48 58 340 15 00 +48 58 340 15 15 gdansk@buderus.pl 4. Buderus Warszawa 02-230 Warszawa Jutrzenki 102/104 +48 22 863 27 66 +48 22 863 27 78 warszawa@buderus.pl 5. Buderus Wrocław 55-070 Nowa Wieś Wrocławska Wymysłowskiego 3 +48 71 364 79 00 +48 71 364 79 06 wroclaw@buderus.pl 6. Buderus Rzeszów 35-232 Rzeszów Miłocińska 15 +48 17 863 51 50 +48 17 863 51 50 rzeszow@buderus.pl 7. Buderus Szczecin 72-005 Przecław Al. Kasztanowa 17 +48 91 432 51 14 +48 91 432 51 19 szczecin@buderus.pl 8. Buderus Olsztyn 10-521 Olsztyn Partyzantów 16 A +48 89 533 96 39 +48 89 539 10 55 olsztyn@buderus.pl 9. Buderus Kraków 30-716 Kraków Przewóz 38 +48 12 653 07 65 +48 12 653 07 66 krakow@buderus.pl 10. Buderus Opole 45-123 Opole Budowlanych 46 B +48 77 454 98 88 +48 77 454 98 98 opole@buderus.pl 11. Buderus Kielce 25-668 Kielce Hubalczyków 30 +48 41 345 92 04 +48 41 346 54 52 kielce@buderus.pl 12. Buderus Bydgoszcz 85-758 Bydgoszcz Przemysłowa 8 +48 52 346 58 80 +48 52 346 58 85 bydgoszcz@buderus.pl 13. Buderus Łódź 94-104 Łódź Obywatelska 102/104 +48 42 648 87 60 +48 42 648 89 09 lodz@buderus.pl 14. Buderus Lublin 20-484 Lublin Inżynierska 8 H +48 81 441 59 41 +48 81 441 59 40 lublin@buderus.pl 15. Buderus Białystok 15-008 Białystok Ryska 1 +48 85 653 90 99 +48 85 653 98 99 bialystok@buderus.pl

Autoryzowany Partner Handlowy:

cza Sp. z o.o. Opracowanie graficzne: Wydawnictwo Horyzont, www.wydawnictwohoryzont.pl

(2)

1 Podgrzewacze i zasobniki Logalux marki Buderus do podgrzewania wody użytkowej ... 2

1.1 Komfort ciepłej wody ... 2

1.2 Oznaczanie podgrzewaczy i zasobników wody użytkowej marki Buderus ... 3

2 Informacje podstawowe ... 4

2.1 Systemy podgrzewania wody użytkowej ... 4

2.2 Rodzaje źródeł ciepła dla podgrzewaczy ... 10

2.3 Regulacja temperatury c.w.u. przy zastosowaniu urządzeń regulacyjnych Logamatic ... 17

3 Wymiarowanie podgrzewaczy ... 20

3.1 Wskazania podstawowe ... 20

3.2 Dobór podgrzewacza wg wskaźnika zapotrzebowania dla budynków mieszkalnych ... 29

3.3 Dobór podgrzewacza wg mocy trwałej c.w.u. ... 44

3.4 Dobór podgrzewacza wg szczytowego zapotrzebowania c.w.u. ... 56

3.5 Dobór podgrzewacza przy pomocy wykresu zapotrzebowania ciepła ...76

3.6 Dobór podgrzewacza do basenu pływackiego ... 82

4 Wybór podgrzewaczy i zasobników ... 85

4.1 Podgrzewanie wody użytkowej z marką Buderus ... 85

4.2 Stojące podgrzewacze wody użytkowej Logalux ST, SU oraz SF ( z wbudowanym wymiennikiem ciepła) ... 88

4.3 Leżące podgrzewacze wody użytkowej Logalux L oraz LT ... 101

4.4 Systemy ładowania zasobników: zestaw WT Logalux LAP z zasobnikiem Logalux SF oraz podgrzewaczem SU ... 118

4.5 Systemy ładowania zasobników: zestaw WT Logalux LSP z zasobnikiem Logalux SF oraz LF ... 123

5 Pomoce przy doborze ... 137

5.1 Współczynniki korekcyjne przy doborze podgrzewaczy ... 137

5.2 Wskaźnik zapotrzebowania dla budynków mieszkalnych ... 138

5.3 Średnie wartości zapotrzebowania c.w.u. oraz energii cieplnej ... 142

5.4 Pływalnia kryta / basen kąpielowy ... 144

5.5 Hale sportowe ... 144

5.6 Obiekty rzemieślnicze i przemysłowe ... 145

5.7 Formularz do ustalenia wielkości podgrzewaczy wody (wzory do skopiowania) ... 145

6 Dodatek ... 148

Podstawowe wzory ... 148

Wielkości obliczeniowe ... 149

Punkty pomiarowe wielkości obliczeniowych ... 150

7 Podgrzewacze wody/zasobniki ciepła w instalacjach słonecznych ... 151

7.1 Biwalentne podgrzewacze c.w.u. Logalux SM ... 151

7.2 Podgrzewacze c.w.u. z syfonem termicznym Logalux SL ... 153

7.3 Zespolony, dwufunkcyjny podgrzewacz /zasobnik c.w.u. Logalux P750 S ... 155

7.4 Zespolony, dwufunkcyjny zasobnik /podgrzewacz c.w.u. Logalux PL…/2S ... 157

7.5 Zasobnik ciepła zespolony z wężownicą do podgrzewania c.w.u. Duo FWS ... 159

7.6 Zalecany dobór ilości kolektorów słonecznych do wielkości zasobników/podgrzewaczy c.w.u. ... 163

8 DIWA – program do doboru podgrzewaczy i zasobników ciepłej wody użytkowej ... 164

8.1 Kategorie zapotrzebowania oraz linie sumaryczne ... 164

8.2 Wykres pojemności cieplnej ... 167

8.3 Opis programu ... 173

8.4 Wskazania do wyboru systemu podgrzewaczy pojemnościowych lub systemu ładowania zasobników ... 175

8.5 Przykłady ... 176

8.5.1 Zapotrzebowanie kompleksowe (budynek jednorodzinny z dwoma łazienkami) ... 176

8.5.2 Podział normalny, przy dowolnym czasie trwania cyklu (kemping) ... 182

8.5.3 Podział normalny wg DIN 4708 (budynek mieszkalny wielorodzinny) ... 188

8.5.4 Zapotrzebowanie cykliczne (koszary) ... 194

8.6 Słownik pomocniczy do programu DIWA ... 200

(3)

1 Podgrzewacze i zasobniki wody użytkowej Logalux marki Buderus

Praktycznie nieograniczony dostęp i to w każdej ilości ciepłej wody użytkowej, stał się obecnie oczywistością. Aby spełnić warunek dostarczenia „każdej wymaganej ilości”, należy starannie przeprowadzić analizę zapotrzebowania c.w.u., w celu ustalenia wielkości podgrzewacza wody użytkowej. Trafność przeprowadzonej ana- lizy zapotrzebowania c.w.u. wzrasta wraz z ilością dostępnych danych wejściowych oraz z ich dokładnością.

Obszerny, nowoczesny i aktualny program produkcyjny podgrzewaczy z odpowied-

nią regulacją marki Buderus, w zasadzie pokrywa wszystkie występujące przypadki zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową.

Zasadniczo istnieje możliwość dokonania wyboru zbiorników stojących lub leżących, niezależnie od tego, czy przewiduje się system podgrzewaczy pojemnościowych lub system ładowania zasobników ciepłej wody.

Ta czynność jest ważnym punktem przy wstępnym doborze. Należy przy tym zwró- cić uwagę, na:

• wielkość istniejącej powierzchni, na której można ustawić urządzenia,

• uwzględnienie wymiarów zbiorników, de- cydujących o możliwości ich wprowadze- nia do pomieszczenia zainstalowania,

• wysokość pomieszczenia zainstalowania zbiorników.

Należy przy tym dążyć do uzyskania moż- liwie obszernych i dokładnych informacji, dotyczących projektowanej instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej. W celu dodatkowego wsparcia, opracowano ni- niejsze „Materiały do projektowania”.

1.1.1 Projektowanie dla różnych przypadków zapotrzebowania ciepłej wody użytkowej

W rozdziale „Informacje podstawowe”, przedstawiono systemy przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz rodzaje jej podgrzewania, przy zastosowaniu odpo- wiedniej automatycznej regulacji podgrzewania wody.

W rozdziale „Wymiarowanie podgrzewaczy”, wyjaśniono postępowanie związane z doborem wielkości podgrzewaczy pojem- nościowych. Podano najpierw teoretyczne podstawy dokonywania obliczeń, objaśnia- jąc je następnie przykładami praktycznymi.

Umożliwia to łatwy dobór wielkości podgrzewaczy, przez wstawienie danych wyjścio- wych odpowiednich dla danego obiektu.

Rozdział „Wybór podgrzewaczy i zasobni- ków”, obok danych technicznych poszcze- gólnych typoszeregów podgrzewaczy pojemnościowych i zasobników, zawiera również wykresy mocy oraz przykłady instalacji, wraz z połączeniami hydraulicz- nymi.

Zebranie informacji umożliwiających właści- wy dobór podgrzewaczy pojemnościowych wody użytkowej, w większości przypadków jest problemem zasadniczym. Obok wielu tabel zawierających wielkości wytyczne dla zapotrzebowania ciepłej wody użytkowej, jako specjalną pomoc w doborze, opracowano formularz ułatwiający zebranie tych

danych technicznych. Zawartość arkusza przedstawiono na stronie 26.

W dodatku, na stronach 148 i 149 zestawiono w sposób przejrzysty, najważniejsze wzory podstawowe oraz przynależne wiel- kości przeliczeniowe.

W rozdziale 8, przedstawiono program komputerowy „DIWA”, do doboru podgrzewaczy i zasobników ciepłej wody użyt- kowej, z jego szczegółowym opisem oraz przykładami obliczeń dla różnego typu obiektów.

1.1.2 Projektowanie z wykorzystaniem „Materiałów”

1.1 Komfort ciepłej wody

(4)

1.2 Oznaczanie podgrzewaczy i zasobników wody użytkowej marki Buderus

3/1 Przegląd oznaczeń podgrzewaczy i zasobników wody użytkowej marki Buderus.

70… 110

300… 1000

300… 500

400… 3000 135… 200

135… 300

Logalux L135/1 Logalux LF400 Logalux LT135/1

400…

3000 Logalux LTD400

D

400… 3000 400…

3000 Logalux LTH400

Logalux LTN400

H N -1

-2

T F L

800… 6000 800… 6000

Logalux L2F800

Logalux L2TD800 Logalux L2TH800 Logalux L2TN800

D H T N

L2 F

1200… 2250 1200… 2250

Logalux L3F1200

Logalux L3TD1200 Logalux L3TH1200 Logalux L3TN1200

D H T N

L3 F

Logalux SL300-2²⁾ Logalux SL300-1²⁾ Logalux SF300

F S

L

Logalux S120¹⁾

Logalux SM300²⁾

M

³⁰⁰500^…

160… 300 160… 1000

Logalux ST160/4

Logalux SU160 W¹⁾

T U

120

300

Logalux HC70¹⁾

H

Logalux SU160

C

Rodzaj podgrzewacza

/zasobnika

Wyposażenie

Sposób podgrzewu Rodzaj pow. grzejnej

(wymiennika ciepła) Medium grzewcze Moc cieplna

Poj. zbiorników

od... do [l] Oznaczenie (najmniejszego w typoszeregu)

H wiszący L leżący L2 leżący (2 zbiorniki) L3 leżący (3 zbiorniki) S stojący

C Classic F podgrzew zewn.

(system ładowania) L zbiornik ładowany warstwowo M podgrzewacz multiwalentny T wyposażenie Top U podgrzewacz uniwersalny

- 1 wymiennik ciepła z syfonem termicznym - 2 wymiennik ciepła

z syfonem termicznym oraz gładkorurowy wymiennik ciepła

D para N normalna moc cieplna H wysoka moc cieplna

1) podgrzewacz (biały) do kotłów grzewczych naściennych (patrz „Materiały do projektowania”

dotycz. kotłów kondens. Logamax plus GB..., oraz kotłów Logamax U...)

2) podgrzewacz wody do układów słonecznych (patrz „Materiały do projektowania” dot.

techniki solarnej Logasol, do podgrzewu c.w.u. oraz wspierania ogrzewania obiektu)

(5)

AW

EK 1 2 3

RH VH

2 Informacje podstawowe

Zasada działania

Systemy przygotowania wody użytkowej w podgrzewaczach pojemnościowych, zna- ne są w praktyce pod nazwą „pojemnościo- wych podgrzewaczy c.w.u.”. Z reguły, są to przypadki jednego pojemnościowego podgrzewacza. W systemie pojemnościowego przygotowania c.w.u., woda zimna (wodo- ciągowa) jest podgrzewana i przygotowa- na do poboru przez użytkowników. Służy do tego podgrzewacz pojemnościowy, składa- jący się ze zbiornika oraz zintegrowanego z nim wymiennika ciepła (⇒ 4/1).

Wymiennik ciepła znajduje się zawsze w dolnej części zbiornika, dzięki czemu możliwe jest wykorzystanie zjawiska grawitacji, w wyniku którego „lżejsza” dzięki różnicy gęstości podgrzana woda użytkowa unosi się ku gó- rze, w kierunku króćca poboru ciepłej wody, powodując równocześnie na tej zasadzie roz- pływ wody w całej objętości zasobnika.

System podgrzewania pojemnościowego umożliwia przygotowanie i dostarczenie dużych ilości ciepłej wody, zabezpieczają- cych jej szczytowe zapotrzebowanie, przy wykorzystywaniu relatywnie małej mocy grzewczej. Niezależnie od wielkości mocy grzewczej zainstalowanego kotła, możli- wy jest bezzwłoczny pobór całej będącej do dyspozycji w podgrzewaczu pojemno- ściowym ilości ciepłej wody, i to w dużej ilości. Po wykorzystaniu pewnej części zmagazynowanej w podgrzewaczu ciepłej wody, możliwe jest jeszcze dostarczanie jedynie takiej ilości ciepłej wody, która odpowiada tzw. wydajności trwałej (ciągłej), zabudowanego w podgrzewaczu wymiennika ciepła. W trybie wydajności trwałej, wpływająca do podgrzewacza woda zimna jest podgrzewana na zasadzie przeciw- prądu – z pełną mocą źródła ciepła.

Jeżeli pomieszczenie zainstalowania nie nadaje się do umieszczenia w nim jednego dużego podgrzewacza pojemnościowe- go lub nie można wprowadzić największe- go będącego do dyspozycji podgrzewacza, możliwe jest odpowiednie połączenie ze sobą kilku stojących lub leżących podgrzewaczy, w celu uzyskania większej po- jemności łącznej (połączenie równoległe

⇒ 5/1, połączenie szeregowe ⇒ 5/2).

➡ Specjalnym przypadkiem zastosowań, jest przyłączenie kilku pojemnościowych podgrzewaczy wody, do jednej centrali cieplnej. Pozwala to między innymi, przy korzystaniu tylko z jednego źródła ciepła, na równoczesne uzyskiwanie zróżnicowa- nych poziomów temperatury ciepłej wody, np. 60°C dla natrysków w hotelu oraz 70°C na potrzeby kuchni.

2.1.1 System podgrzewaczy pojemnościowych

Sposoby podgrzewania wody użytkowej Podgrzewanie wody użytkowej w systemie podgrzewania pojemnościowego, możli- we jest:

• przy pomocy kotła grzewczego

• z sieci ciepłowniczej zdalaczynnej lub lokalnej sieci cieplnej (z centralną ko- tłownią dla kilku budynków)

• przy wykorzystaniu energii słonecznej (biwalentne podgrzewacze c.w.u).

• za pomocą energii elektrycznej (dodatkowe podgrzewanie elektryczne, np. w lecie)

• przy użyciu pary.

O tym, jaki sposób pojemnościowego podgrzewania wody jest dozwolony, zależy od rodzaju zintegrowanego wymiennika cie-

pła. W zależności od typu podgrzewacza pojemnościowego, można zastosować:

wspawany lub wymienny wymiennik ciepła z rur gładkich, wymienny wymiennik ciepła z rur ożebrowanych wykonanych z różnych materiałów, zestaw grzałek elektrycznych, rurowy przewód spalinowy gazowego podgrzewacza wody (sposoby podgrzewania wody w podgrzewaczach ⇒ strona 10).

2.1 Systemy podgrzewania wody użytkowej

4/1 Zasada działania systemu pojemnościowego podgrzewania wody użytkowej z wykorzystaniem jednego podgrzewacza Opis:

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej RH – powrót czynnika grzewczego VH – zasilanie czynnikiem grzewczym 1 – izolacja cieplna

2 – zbiornik podgrzewacza 3 – zintegrowany wymiennik ciepła

(6)

Układy regulacji dla systemów podgrzewaczy pojemnościowych

Zadaniem układów regulacji pracy pojem- nościowych systemów podgrzewania wody, jest możliwie dokładne utrzymywanie zadanej wartości temperatury c.w.u. w podgrzewaczach. Rodzaj zastosowanej regulacji zależy od sposobu podgrzewania wody i dlatego został przy nim opisany.

Przy podgrzewaniu c.w.u. za pomocą ko- tła grzewczego (⇒ strona 10) lub instalacji słonecznej (⇒ strona 14), stosowane są zwykłe metody regulacji automatycznej, to jest sterowanie przy użyciu energii pomocniczej (elektrycznej) pomp lub zaworów

z siłownikiem na obiegu grzewczym. Podob- ne wskazówki do projektowania regulacji jak przy podgrzewaniu z kotła grzewczego, obowiązują przy pośrednim podgrzewaniu wody, ze zdalaczynnej sieci ciepłowniczej (z zastosowaniem węzła cieplnego) lub z lokalnej sieci cieplnej, współpracującej z centralą cieplną. Przy bezpośrednim podgrzewaniu wody ciepłem zdalaczynnym (⇒ strona 12) lub parą (⇒ strona 16), w obiegu grzewczym należy zastosować regulator temperatury bezpośredniego działania (pracujący bez energii pomocniczej), który posiada jeszcze funkcję ogranicznika temperatury bezpieczeństwa (STB), jeżeli temperatura czynnika grzewczego na zasilaniu

przekracza 110°C. W układach podgrzewania wody użytkowej z wykorzystaniem energii elektrycznej (⇒ strona 15), niezbęd- ne jest użycie termostatu wraz z czujnikiem temperatury. Specjalne urządzenie regulacyjne, obok regulatora temperatury zawiera również ogranicznik temperatury bezpie- czeństwa (STB), w razie ewentualnej potrzeby odłączenia zasilania elektrycznego, ze względów bezpieczeństwa.

➡ Urządzenia regulacyjne Logamatic marki Buderus, stosowane do regulacji temperatury ciepłej wody w systemie pojemno- ściowego podgrzewania wody użytkowej, zestawiono w tabeli 18/1.

Właściwości pojemnościowego systemu podgrzewania wody użytkowej

• Wysoka niezawodność, bezproblemo- we użytkowanie instalacji.

• Możliwość zastosowania do wszystkich rodzajów wody pitnej.

• Łatwa regulacja, dokładne utrzymywanie zadanej wartości temperatury, nie dochodzi do przegrzewów c.w.u.

• Sterowanie czasowe, pozwalające na zmniejszenie strat ciepła.

• Opis wszystkich wymagań komfortu użytkowania c.w.u.

• System pojemnościowy, możliwy rów- nież jako kombinacja kilku stojących lub leżących podgrzewaczy wody użytkowej (połączenie równoległe ⇒ 5/1, połącze- nie szeregowe ⇒ 5/2).

• Możliwość przyłączenia kilku pojemno- ściowych podgrzewaczy wody o zróż- nicowanych wartościach wymaganej temperatury (np. 60°C dla natrysków w hotelu oraz 70°C dla potrzeb kuchni), do jednego tylko źródła ciepła.

• Łatwe czyszczenie emaliowanych zbior- ników.

• Większe zapotrzebowanie miejsca, w sto- sunku do systemów przepływowego podgrzewania ciepłej wody przez urządzenia elektryczne lub gazowe.

➡ W przypadku zastosowania systemu po- jemnościowego zaleca się staranny dobór podgrzewaczy, ponieważ błędy projektowe jak np. przewymiarowanie lub niedowymia- rowanie, prowadzą do utraty mocy lub ob- niżenia komfortu korzystania z ciepłej wody użytkowej.

Właściwości równoległego połączenia podgrzewaczy

• Optymalne dostosowanie do specjal- nych okoliczności pomieszczenia zainstalowania podgrzewaczy.

• Duża wydajność (moc) trwała poboru ciepłej wody użytkowej.

• Podgrzewacze mogą być czyszczone i konserwowane pojedynczo, co zapew- nia ciągłość dostawy c.w.u.

➡ Połączeń podgrzewaczy należy dokonać w układzie Tichelmanna.

Właściwości szeregowego połączenia podgrzewaczy

• Optymalne dostosowanie do specjal- nych okoliczności pomieszczenia zainstalowania podgrzewaczy.

• Wysoka wartość szczytowego rozbioru c.w.u.

• Większe schłodzenie wody grzewczej niż w pojedynczym podgrzewaczu, co stwarza idealne warunki do podgrzewu

wody z kotła kondensacyjnego lub zdalaczynnej siecią ciepłowniczej.

5/1 Zasada działania systemu pojemnościowego składającego się z dwóch połączonych równolegle podgrzewaczy pojemnościowych (w układzie Tichelmanna)

5/2 Zasada działania systemu pojemnościowego złożonego z dwóch połączonych szeregowo podgrzewaczy pojemnościowych RH

VH AW

EK

RH

VH AW

EK

Opis:

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej RH – powrót czynnika grzewczego VH – zasilanie czynnikiem grzewczym

Opis:

(7)

Zasada działania

System ładowania zasobników c.w.u. różni się od systemu podgrzewaczy pojemnościo- wych, przede wszystkim umiejscowieniem wymiennika ciepła do podgrzewania wody użytkowej. O ile w systemie podgrzewaczy pojemnościowych każdy podgrzewacz posiada zintegrowany wymiennik ciepła, to w systemie ładowania znajduje się przynaj- mniej jeden zasobnik c.w.u., nie posiadają- cy wymiennika ciepła.

W odróżnieniu od systemu podgrzewaczy pojemnościowych, gdzie zintegrowany wymiennik ciepła podgrzewa wodę w zbiorniku od dołu do góry (zjawisko grawitacji), w systemach ładowania zasobnik wody (bez zintegrowanego wymiennika ciepła)

„ładowany” jest podgrzaną wodą użytko- wą (c.w.u.) od góry do dołu t.j. warstwowo, przy pomocy pompy ładującej c.w.u. Dlate- go mówi się także o zasobniku ładowanym warstwowo (zasada ładowania warstwo- wego).

Ze względu na zlokalizowanie wymiennika ciepła, rozróżnia się podstawowy po- dział na:

• system ładowania zasobników c.w.u.

z zewnętrznym wymiennikiem ciepła, t.zn. że wymiennik umieszczony jest na zewnątrz zbiornika zasobnikowego (zestaw wymiennika ciepła: Logalux LAP

zamontowany na zasobniku ⇒ 8/1, lub Logalux LSP zlokalizowany obok zasobnika ⇒ 8/2).

• system ładowania zasobników c.w.u.

z wewnętrznym wymiennikiem cie- pła, t.zn. że wymiennik umiejscowiony jest wewnątrz jednego ze zbiorników zasobnikowych. Jest to kombinacja podgrzewacza pojemnościowego ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła oraz zasobnika c.w.u. niewyposażonego w wymiennik ciepła (⇒ 9/1).

Jeżeli pobór ciepłej wody z zasobnika bę- dzie tak duży, że zareaguje na to układ regulacji automatycznej i załączy pompę ładującą, to rozróżnia się przy tym dwa przypadki:

1. Jeżeli moc cieplna odpowiadająca wiel- kości poboru c.w.u. jest mniejsza niż maksymalna moc wymiennika ciepła, to żądaną ilość ciepłej wody uzyska się już w wyniku jej przepływu przez wymiennik. Ilość zakumulowanej w zasobniku ciepłej wody, pozostaje zachowana.

2. Gdy moc cieplna odpowiadająca wielko- ści poboru c.w.u. wzrasta i przekracza maksymalną moc wymiennika ciepła, to będzie pobierana także ciepła woda zakumulowana w zasobniku. Przy dal- szym zapotrzebowaniu, przez dowolny przeciąg czasu można pobierać c.w.u.

w ilości odpowiadającej maksym. mocy wymiennika ciepła („mocy trwałej”).

Jeżeli pomieszczenie zainstalowania nie nadaje się do umieszczenia w nim jednego dużego zasobnika wody lub nie moż- na wprowadzić największego będącego do dyspozycji zasobnika, możliwe jest po- łączenie szeregowe lub równoległe kilku stojących lub leżących zasobników, które wraz z wymiennikiem ciepła tworzą system ładowania, celem uzyskania większej pojemności łącznej zasobników.

Przy większym strumieniu przepływu w cyrkulacji c.w. należy uwzględnić sekun- dowy przepływ systemu ładowania. Powi- nien on być wiekszy, aby proces ładowania przebiegał właściwie. W przeciwnym razie, należy zaprojektować wyłączenie cyrkulacji podczas ładowania.

➡ Specjalnym przypadkiem zastosowań, jest przyłączenie kilku systemów ładowa- nia c.w.u. do jednej centrali cieplnej. Pozwa- la to np. przy korzystaniu tylko z jednego źródła ciepła, na równoczesne uzyskiwanie zróżnicowanych poziomów temperatury ciepłej wody, np. 60°C dla natrysków w hotelu oraz 70°C na potrzeby kuchni.

Sposoby podgrzewania ciepłej wody Typowymi sposobami podgrzewania cie-

płej wody w systemie ładowania zasobni- ków są:

• przy pomocy kotła grzewczego (prefe- ruje się kotły kondensujące),

• ze zdalaczynnej sieci ciepłowniczej lub innego systemu zdalnego (np. z kotłow- ni ogrzewającej kilka budynków).

Zestawy zewnętrznych wymienników ciepła Logalux LAP oraz LSP zawiera- ją wymienniki płytowe wykonane z blachy nierdzewnej, posiadają dużą moc cieplną i nadają się do obu sposobów podgrzewu.

Zestaw wymiennika Logalux LAP może być wykorzystany do podgrzewu biwalentne- go (z dwóch źródeł), we współpracy ze sto-

jącym podgrzewaczem pojemnościowym Logalux SU, jeżeli zintegrowany z podgrzewaczem wymiennik ciepła z rur gładkich, zostanie podłączony do instalacji słonecz- nej (⇒ strona 118).

⇒ Przy zestawach wymienników ciepła Lo- galux LAP oraz LSP, temperatura na zasilaniu po stronie pierwotnej może wynosić maksymalnie 75°C (uniknięcie zakamieniania). Jeżeli twardość wody przekracza 8°n, to maksymalną temperaturę zasilania należy ograniczyć nawet do 70°C, celem uniknięcia zakamieniania wymiennika pły- towego. Dezynfekcja termiczna systemów ładowania zasobników c.w.u., tzn. podgrzewanie pojemności zasobników do 70°C (⇒ strona 22), przy twardości wody prze-

kraczającej 8°n, jest możliwe jedynie w ko- niecznych przypadkach.

W systemie ładowania zasobników c.w.u.

z wewnętrznym wymiennikiem ciepła, oprócz podgrzewania wody za pomocą ko- tła grzewczego lub z sieci cieplnej zdalaczynnej, możliwe jest podgrzewanie parą wodną (⇒ strona 9).

Zestawy grzałek elektrycznych (wyposa- żenie dodatkowe) podgrzewają wodę się w zbiorniku od dołu do góry, a więc na zasadzie systemu podgrzewaczy pojem- nościowych. Dlatego ich zastosowanie w systemie ładowania zasobników c.w.u.

ma sens jedynie jako dodatkowe źródło energii, np. w lecie.

2.1.2 System ładowania zasobników c.w.u.

(8)

Reguły regulacji automatycznej systemów ładowania zasobników wody użytkowej Ponieważ zasadą działania systemu ła- dowania zasobników c.w.u. jest łado- wanie (podgrzewanie) od góry do dołu, a więc zupełnie inaczej niż w systemie podgrzewaczy pojemnościowych, układ regulacji musi uwzględniać tą właści- wość. Polega ona na tym, że w systemie ładowania zasobników temperaturę ciepłej wody „uzyskuje się” na zewnątrz zasobników, a jej wartość odczytuje się dopiero po dopłynięciu wody do zasobnika, za pomocą czujnika temperatury w zasobniku. Toteż, wskazania czujnika temperatury w zasobniku, nie mają wpływu na temperaturę ciepłej wody ła- dującej zasobnik.

Możliwe jest zainstalowanie zaworu ogra- niczającego przepływ w obiegu wtórnym za wymiennikiem ciepła i nastawienie ob- liczonej wielkości przepływu, co pozwali uzyskać wymaganą wartość temperatury ciepłej wody. Jest to możliwe, jeżeli znana jest moc cieplna wymiennika ciepła oraz parametry temperaturowe.

Mamy do czynienia z dwoma ekstremalny- mi przypadkami, które mogą panować przy załączaniu procesu ładowania:

• zasobnik wypełniony jest wodą zimną (np. o temperaturze 10°C)

lub

• proces ładowania uaktywnia się, gdy osiągnięta zostaje wartość histerezy za- łączania układu sterowania (np. przy hi- sterezie wynoszącej 5 K oraz wartości zadanej temperatury w zasobniku 60°C, załączenie procesu ładowania następu- je przy wartości temperatury wody wy- noszącej 55°C).

W pierwszym przypadku należy nastawić mniejszy przepływ podgrzewanej wody, musi on przetransformować dużą różni- cę temperatur z 10°C do 60°C. W drugim przypadku, przyrost temperatury o 5 K jest niewielki, tak więc przy nastawionej na stałe małej wartości przepływu, przy od- powiednio wysokiej temperaturze na zasilaniu czynnika grzewczego, ciepła woda może osiągnąć zbyt wysoką temperatu- rę, skutkiem czego ewentualnie może być niebezpieczeństwo poparzenia. Do- bór układu automatycznej regulacji, musi uwzględniać możliwość wystąpienia tych obydwóch ekstremalnych przypadków.

Rodzaj zastosowanej regulacji dla systemu ładowania zasobników c.w.u. zależy rów- nież od sposobu podgrzewania i dlatego

jest tam także opisany. Zasada działania jest jednakowoż zasadniczo jednakowa.

Przy podgrzewaniu wody za pomocą ko- tła grzewczego (⇒ strona 10), występują zwykłe układy regulacji, które przy pomocy (elektrycznej) energii pomocniczej, ste- rują odpowiednimi pompami lub zaworami z organami nastawczymi, w obiegach grzewczych. Wskazówki do projektowania układów regulacji procesu podgrzewania wody użytkowej przez kocioł grzewczy, w równej mierze obowiązują także przy pośrednim podgrzewaniu wody z sieci ciepłowniczej zdalaczynnej (za pośrednic- twem węzłów cieplnych) wzgl. z innego systemu zdalnego, zasilanego z centrali cieplnej. Przy bezpośrednim podgrzewaniu wody ciepłem zdalaczynnym (⇒ strona 12), w obiegu grzewczym należy zastosować regulator temperatury bezpośredniego dzia- łania (pracujący bez energii pomocniczej), który posiada jeszcze funkcję ogranicznika temperatury bezpieczeństwa (STB), jeżeli temperatura czynnika grzewczego na zasilaniu przekracza 110°C.

➡ Urządzenia regulacyjne Logamatic marki Buderus, stosowane do regulacji temperatury ciepłej wody w systemie ładowania zasobników, zestawiono w tabeli 19/1.

Właściwości systemu ładowania zasobni- ków c.w.u.

• Szybka dyspozycyjność ciepłej wody.

• Pełne podgrzanie całej pojemności zasobnika.

• Wysoka wielkość szczytowego poboru, gdyż po rozładowaniu zasobnika, natychmiast jest do dyspozycji pełna moc wymiennika ciepła.

• Duże schłodzenie czynnika grzewczego, dzięki czemu uzyskuje się niską tempe- raturę wody powrotnej, a to są idealne

warunki do podgrzewu wody ze zdalaczynnej sieci ciepłowniczej oraz rozwią- zań wykorzystujących kondensację.

• Niewielka strata ciśnienia.

• Łatwe czyszczenie zasobników.

• Należy zwracać uwagę na twardość wody, aby uniknąć zjawiska zakamieniania płytowego wymiennika ciepła.

• Możliwość elastycznego projektowania mocy cieplnej wymiennika oraz pojem- ności zasobnika c.w.u., stosownie do danej instalacji.

• W przypadku budynków mieszkalnych, często możliwe jest zastosowanie mniejszych zbiorników, w porównaniu z systemem podgrzewaczy pojemno- ściowych.

➡ Przy projektowaniu należy pamiętać, że systemy ładowania zasobników muszą być wyregulowane lub wymagają stosownej regulacji automatycznej.

(9)

System ładowania zasobników z zewnętrznym zestawem wymiennika ciepła Logalux LAP lub LSP

Wymiennik ciepła zlokalizowany nad zasob-

nikiem

W tym wariancie mamy do dyspozycji zestaw wymiennika ciepła Logalux LAP (system ładowania z „nasadzonym” na zasobniku wymiennikiem płytowym), dostęp- ny w różnych wielkościach (⇒ 8/1). Zestaw wymiennika ciepła Logalux LAP stosowa- ny jest z zasobnikami stojącymi Logalux SF

lub z podgrzewaczami pojemnościowymi Logalux SU (⇒ strona 118).

Dla zestawów wymienników ciepła Loga- lux LAP, wielkość minimalnej przyłączonej mocy cieplnej (do doboru pompy w obiegu pierwotnym), wynosi:

• 20 kW dla wymiennika LAP 1.1/1.2

➡ Jeżeli przewiduje się równoczesną pra- cę na potrzeby ogrzewania budynku oraz podgrzewanie wody użytkowej, należy za- projektować dodanie tych mocy, do mocy cieplnej kotła (⇒ strona 24).

Praca ciągła pompy ładującej zasobnik c.w.u. – mniejsza pojemność zasobnika Przy ciągłej pracy pompy ładującej zasobnik, po każdym poborze ciepłej wody na- stępuje natychmiastowe podgrzanie wody

w zasobniku, do nastawionej wartości zadanej. Pozwala to na dobór zasobników o nieco mniejszej pojemności. Na podstawie doświadczeń, wariant taki należy wy- brać dla zasobników o pojemności ponad

1000 litrów, w instalacjach z długotrwałym poborem ciepłej wody, bez krótkotrwałych poborów szczytowych.

Wymiennik ciepła zlokalizowany obok zasobnika

W tym wariancie, oferuje się zestaw wymiennika ciepła Logalux LSP (system łado- wania ze zlokalizowanym obok zasobnika wymiennikiem płytowym), dostępny w róż- nych wielkościach mocy (⇒ 8/2). Zestaw wymiennika ciepła Logalux LSP może

współpracować z pojedynczym zasobnikiem c.w.u., albo z kilkoma zasobnikami Logalux SF/Logalux LF, połączonymi rów- nolegle lub szeregowo (⇒ strona 123).

Zestaw wymiennika ciepła Logalux LSP dobierany jest według wymaganej mocy cieplnej oraz spadku ciśnienia po stronie c.w.u. Na dopływie czynnika grzew-

czego występuje regulator temperatury bezpośredniego działania oraz zawór regulacyjny, na którym należy nastawić taką wartość przepływu czynnika grzewczego, aby na wypływie c.w.u. uzyskać wymaganą wartość temperatury.

Okresowa praca pompy ładującej zasobnik c.w.u. – większa pojemność zasobnika W przypadku pracy okresowej, pompa ła- dująca zasobnik c.w.u. załączana jest tyl-

ko w razie potrzeby, t.j. dopiero wtedy, gdy pewna część wody zostanie z zasobnika pobrana, wzgl. schłodzona. Przy większych rozbiorach ciepłej wody należy zatem do-

brać zasobnik o większej pojemności, aby zapewnić wystarczający zapas c.w.u. Zale- tą okresowo pracującej pompy ładującej, jest niższe zużycie energii elektrycznej.

8/1 Zasada działania systemu ładowania zasobnika z zewnętrznym zestawem wymiennika ciepła Logalux LAP zlokalizowanym nad zasobnikiem

Opis oznaczeń (→ 8/1 oraz 8/2):

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej RH – powrót czynnika grzewczego VH – zasilanie czynnikiem grzewczym EK

RH VH AW

AW

VH

Opis:

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej RH – powrót czynnika grzewczego

(10)

Zestawy zbiorników

Ten wariant systemu ładowania zasobni- ków jest realizowany np. z zastosowaniem podgrzewaczy pojemnościowych Logalux LT... (od pojemności 400 l) oraz zasobni- ków c.w.u. Logalux LF. Jest to kombinacja systemu ładowania z wewnętrznym wymiennikiem ciepła, gdyż wymiennik ciepła systemu ładowania znajduje się wewnątrz

jednego ze zbiorników, mianowicie w podgrzewaczu pojemnościowym Logalux LT...

W tej kombinacji – jak zwykle w systemie ładowania – występuje co najmniej jeden zbiornik bez zintegrowanego wymiennika ciepła, a mianowicie Logalux LF o tej sa- mej pojemności, który jest ładowany pod- grzaną wodą użytkową (⇒9/1).

➡ W opisanym systemie ładowania, oprócz podgrzewania wody za pomocą kotła grzewczego lub ze zdalaczynnej sieci ciepłowniczej, możliwe jest podgrzewanie parą wodną. Ko- nieczna jest w tym przypadku kombinacja podgrzewacza pojemnościowego Logalux LTD ze zintegrowanym wymiennikiem cie- pła zasilanym parą oraz zasobnika c.w.u.

Logalux LF bez wymiennika ciepła.

System ładowania zasobników c.w.u. z wewnętrznym wymiennikiem ciepła

Zasada działania systemu

Ten wariant systemu ładowania zasobni- ków, do podgrzewania wody wykorzystuje zintegrowany wymiennik ciepła z rur gład- kich (wężownicę) dolnego podgrzewacza pojemnościowego Logalux LT… Pompa ładująca ciepłej wody tłoczy wodę w celu podgrzania, z górnego zasobnika ciepłej wody Logalux LF, do podgrzewacza po-

jemnościowego Logalux LT... Podgrzana woda użytkowa zasila następnie zasobnik Logalux LF, ładując go od góry do dołu.

Króciec poboru ciepłej wody jest podłą- czony do dolnego podgrzewacza pojemno- ściowego. Ponieważ woda zimna dopływa równocześnie do obu zbiorników, ciepła woda z górnego zasobnika wody Loga-

lux LF, będzie wypierana do dolnego podgrzewacza pojemnościowego Logalux LT… Dopływająca do dolnego podgrzewacza pojemnościowego Logalux LT… woda zimna, zostanie tam podgrzana przy pomocy zintegrowanego wymiennika ciepła (wężownicy) i jest do dyspozycji, jako wy- dajność (moc) trwała, stosownie do mocy cieplnej wymiennika ciepła (wężownicy).

Właściwości systemu

• Wysoka wielkość poboru szczytowego.

• Możliwość zastosowania do wszystkich wartości twardości wody.

• Dobre dostosowanie do różnych zapo- trzebowań c.w.u. oraz różnych wielko- ści przepływu wody grzewczej.

• Oprócz podgrzewania wody za pomocą kotła grzewczego lub ze zdalaczynnej

sieci ciepłowniczej, możliwe jest podgrzewanie parą.

➡ Doboru pompy ładującej ciepłej wody dokonać na podstawie wydajności (mocy) ciągłej podgrzewacza pojemnościowego Logalux LT…

9/1 Zasada działania systemu ładowania zasobników jako kombinacja podgrzewacza pojemnościowego Logalux LT...

(od pojemności 400 l) oraz leżącego na nim zasobnika c.w.u. Logalux LF RH

VH

EK AW PS2

Opis:

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej PS2 – pompa ładująca c.w.u.

(w obiegu wtórnym)

RH – powrót czynnika grzewczego VH – zasilanie czynnikiem grzewczym

(11)

2.2.1 Podgrzewanie wody za pomocą kotła grzewczego Zasadniczo nie ma znaczenia, czy kocioł

grzewczy opalany jest olejem, gazem, ener- gią elektryczną lub paliwem stałym. Tempe- ratura czynnika grzewczego wynosi z reguły poniżej 110°C. Jeżeli przekracza ona 110°C, należy przewidzieć dodatkowy ogranicz-

nik temperatury bezpieczeństwa (STB), do przerwania trybu pracy grzewczej.

➡ Wskazówki projektowe dotyczące regulacji układów przygotowania c.w.u. przy podgrzewaniu przez kocioł grzewczy, obo- wiązują w większości także przy pośrednim

podgrzewaniu wody, ze zdalaczynnej sieci ciepłowniczej (za pośrednictwem węzła cieplnego) lub z innego systemu zdalnego doprowadzania ciepła, np. przy zastosowaniu centralnego źródła ciepła, zasilającego kilka budynków.

System podgrzewaczy pojemnościowych podgrzewanych przez kocioł grzewczy

Podgrzewacze pojemnościowe

Podstawowym założeniem konstrukcyj- nym dla procesu podgrzewu oraz regulacji podgrzewaczy pojemnościowych c.w.u.

marki Buderus jest wymiennik ciepła, zlokalizowany w dolnej części podgrzewaczy.

Pozwala to wykorzystać efekt cyrkulacji grawitacyjnej w całej pojemności podgrzewacza, podczas procesu podgrzewania.

Dlatego ważnym kryterium oceny pod-

grzewaczy, jest rodzaj oraz wielkość powierzchni grzewczej wymiennika ciepła.

Oferowane podgrzewacze pojemnościo- we c.w.u. marki Buderus typu Logalux, po- siadają zintegrowane wymienniki ciepła lub możliwość zabudowy dodatkowego wymiennika ciepła, dobranego optymalnie do każdorazowej pojemności podgrzewacza. Systemy podgrzewaczy pojemnościo-

wych c.w.u. należy zaprojektować tak, aby będąca do dyspozycji moc cieplna, odpo- wiadała mocy cieplnej zintegrowanych wymienników ciepła. Celem powinno być, aby przerwy w ogrzewaniu obiektu były możliwie krótkie, a podgrzewanie wody odbywało się bez przerw w pracy kotła grzewczego (bez t.zw. „taktowania”).

Regulacja temperatury ciepłej wody Podstawowym celem regulacji systemu podgrzewaczy pojemnościowych c.w.u. jest utrzymywanie możliwie dokładnie, zadanej wartości temperatury c.w. w podgrzewaczu.

Nowoczesne układy regulacji, jak np. urzą- dzenia regulacyjne Logamatic marki Bude-

rus, umożliwiają to, pozwalają sensownie wykorzystać energię i zapewniają ekono- miczną pracę instalacji (⇒ strona 17). Regulacja temperatury c.w.u. w podgrzewaczach pojemnościowych c.w.u. odbywa się zwykle przy udziale:

• sterownika regulacyjnego kotła grzewczego Logamatic z funkcją podgrzewu c.w.u.,

lub

• niezależnego urządzenia regulacyjnego Logamatic, do podgrzewu wody użytko- wej (⇒ 18/1).

Jedna pompa ładująca podgrzewacza oraz jeden czujnik temperatury

Dzięki regulatorowi temperatury z zanu- rzeniowym czujnikiem temperatury c.w.u.

umieszczonym w podgrzewaczu (alterna- tywnie można wykorzystać czujnik przy-

lgowy), możliwe jest sterowanie pompą ładującą lub zaworem regulacyjnym, aby utrzymywać zadaną wartość temperatury w podgrzewaczu. Wielkość dozwolonej odchyłki od wartości zadanej nastawia- na jest jako wielkość histerezy załączania

oraz wyłączania w regulatorze. Zastoso- wanie zaworu zwrotnego za pompą ładu- jącą na przewodzie zasilającym czynnika grzewczego, pozwala uniknąć niepożą- danego schłodzenia podgrzewacza przez obieg grzewczy.

2.2 Rodzaje źródeł ciepła dla podgrzewaczy

Logamatic

AW

EK FW

VH

RH

PS KR

Opis:

Logamatic.... – sterownik regulacyjny kotła grzewczego Logamatic lub niezależne urządzenie regulacyjne Logamatic do podgrzewu wody użytkowej (⇒ 18/1).

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej FW – czujnik temperatury c.w.u.

KR – zawór zwrotny

PS – pompa ładująca w obiegu grzewczym RH – powrót czynnika grzewczego VH – zasilanie czynnikiem grzewczym

(12)

System ładowania zasobników c.w.u. przy podgrzewaniu wody z kotła grzewczego

Wstępna regulacja temperatury wody

grzewczej na zasilaniu

Z zasady możliwe jest nastawienie na sterowniku regulacyjnym kotła grzewczego Logamatic 4000, stałej wartości tempera-

tury na zasilaniu wody grzewczej po stronie pierwotnej, stosownie do wymaganej temperatury c.w.u. Pozwala to uniknąć przekroczenia temperatury ciepłej wody w obiegu wtórnym. Jeżeli wstępna regula-

cja temperatury zasilania wody grzewczej nie byłaby możliwa, należy zaprojektować zawór mieszający, aby ograniczyć tempe- raturę wody grzewczej na zasilaniu, a tym samym moc cieplną wymiennika ciepła.

Jedna pompa ładująca oraz dwa czujniki temperatury

Zasadę prostej regulacji temperatury cie- płej wody w systemie ładowania zasobni- ków c.w.u. przedstawia schemat 11/1. Do regulacji temperatury c.w.u. nie zostaje uwzględniona regulacja obiegu kotła. Jeże- li ograniczenie temperatury zasilania wzgl.

strumienia wody grzewczej przez regula- cję kotła jest niemożliwe, to alternatywą jest zastosowanie regulatora temperatury bezpośredniego działania, bez energii pomocniczej (zasada ⇒ 13/1).

W tym prostym wariancie regulacji urucho- mienie kotła grzewczego jest problema- tyczne. Jeżeli kocioł np. w lecie nie osiągnął jeszcze dostatecznie wysokiego poziomu temperatury, to sterowana w funkcji czasu, a więc pracująca w sposób ciągły pompa ładująca, tłoczy podczas rozgrzewania się kotła, zimną lub niedostatecznie podgrza- ną wodę użytkową do górnej części zasobnika c.w.u., schładzając tym samym gorącą część zasobnika.

Rozwiązaniem tego problemu, jest okresowo pracująca pompa ładująca, w zależno- ści od temperatury c.w. W celu sterowania pompą ładującą PS2 (po stronie wtórnej), przy użyciu czujnika temperatury załączania FW_Ein oraz czujnika temperatury wyłącza- nia FW_Aus, należy zastosować urządzenie regulacyjne Logamatic 4117, do sterowania procesem podgrzewania wody użytko- wej (⇒19/1).

Dwie pompy ładujące oraz trzy czujniki temperatury

Nowoczesny układ regulacji temperatury c.w.u. steruje dwoma pompami ładujący- mi, przy pomocy trzech czujników temperatury (⇒ 11/2). Przekroczenie wartości

histerezy czujnika FW2 umieszczonego w połowie wysokości zasobnika, podaje sygnał do załączenia kotła grzewczego oraz obu pomp ładujących. Czujnik FW3 wyłączający pracę pomp, zlokalizowany jest w dolnej części zasobnika. Układ re-

gulacji porównuje mierzoną przez czujnik referencyjny FW1 temperaturę ładowania zasobnika, z nastawioną wartością zada- ną temperatury, utrzymując temperaturę ładowania na stałym poziomie, za pomocą modulacyjnego sterowania pomp.

11/1 Zasada działania prostego układu regulacji ładowania zasobnika c.w.u. z jedną pompą ładującą oraz dwoma czujnikami temperatury; stałowartościowa regulacji temperatury na zasilaniu po stronie pierwotnej

11/2 Zasada działania nowoczesnego układu regulacji ładowania zasobnika c.w.u. z dwoma pompami ładującymi (po stronie pierwotnej i wtórnej) oraz trzema czujnikami temperatury

➡ Układ regulacji z dwoma pompami ładu- jącymi oraz trzema czujnikami temperatury, umożliwia płynną regulację przepływów w obiegach pierwotnym i wtórnym, pozwa-

la uniknąć schłodzenia ogrzanej górnej części zasobnika podczas rozruchu kotła grzewczego, wyklucza przegrzanie ciepłej wody. Przy szeregowym połączeniu kilku

zasobników, możliwa jest dowolna lokali- zacja czujnika załączającego. Natomiast czujnik wyłączający należy umieścić w dolnej części ostatniego zasobnika.

Logamatic

AW

EK FWEin

FW_Aus VH

RH

PS2

Logamatic

AW

EK FW2

FW1

FW3 VH

RH PS1

PS2 KR

Opis :

Logamatic.... – sterownik regulacyjny kotła grzewczego Logamatic lub niezależne urządzenie regulacyjne Logamatic

do podgrzewu wody użytkowej (⇒ 19/1).

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej FW... – czujnik temperatury c.w.u.

PS1 – pompa ładująca zasobnik (po stronie pierwotnej) PS2 – pompa ładująca c.w.u. (po stronie wtórnej) RH – powrót czynnika grzewczego

VH – zasilanie czynnikiem grzewczym

Opis :

Logamatic.... – sterownik regulacyjny kotła grzewczego Logamatic lub niezależne urządzenie regulacyjne Logamatic

do podgrzewu wody użytkowej (⇒ 19/1).

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej FW... – czujnik temperatury c.w.u.

PS1 – pompa ładująca zasobnik (po stronie pierwotnej) PS2 – pompa ładująca c.w.u. (po stronie wtórnej) RH – powrót czynnika grzewczego

(13)

2.2.2 Podgrzewanie wody ze zdalaczynnej sieci ciepłowniczej Ważnym czynnikiem wpływającym na efek-

tywność ekonomiczną oraz niezawodność działania przy zasilaniu z sieci zdalaczynnej, są instalacje odbiorcze. Dzięki dużej różni- cy temperatur pomiędzy zasilaniem i powro- tem czynnika grzewczego, t.zn. dobremu schłodzeniu sieciowej wody grzewczej

w domowym węźle cieplnym, wzgl. w instalacji domowej, można uzyskać niskie temperatury na powrocie czynnika grzewczego.

➡ W niniejszym podrozdziale przedstawiono wyłącznie właściwości bezpośredniego podgrzewania c.w.u. ciepłem pochodzą- cym z sieci ciepłowniczej. W przypadkach

pośredniego podgrzewania c.w.u. ciepłem z sieci zdalaczynnej (poprzez węzeł ciepl- ny) wzgl. z sieci związanej z centralą ciepl- ną, obowiązują w zasadzie takie same wskazania projektowe, jak przy podgrzewaniu wody użytkowej z kotła grzewczego (⇒ strona 10).

System podgrzewaczy pojemność c.w.u. zasilanych z sieci ciepłowniczej (zasilanie bezpośrednie)

Dobór podgrzewaczy pojemnościowych

c.w.u.

➡ Bezpośrednie przyłączenie do sieci cie- płowniczej podgrzewacza pojemnościo- wego c.w.u. za pośrednictwem regulatora temperatury bezpośredniego działania jest możliwe, jeżeli posiada on mufę do zabudo- wania tulei zanurzeniowej (Logalux SF300 do SF1000 z zabudowanym wymiennikiem ciepła z rur ożebrowanych lub Logalux LTN wzgl. LTH). Jeżeli podgrzewacz nie posiada mufy do zamontowania tulei, to możliwa jest regulacja przy pomocy regulatora temperatury z czujnikiem oraz zaworu z siłow- nikiem elektrycznym.

Podstawą doboru podgrzewaczy pojemno- ściowych c.w.u. w Niemczech jest norma DIN 4708-2, z uwzględnieniem instrukcji Związku Przedsiębiorstw Ciepłowniczych (AGFW). W tabelach „Moce cieplne na potrzeby c.w.u.” oraz na wykresach mocy dla podgrzewaczy pojemnościowych c.w.u.

Logalux marki Buderus, podane są zna- mionowe współczynniki mocy wg DIN 4708 (⇒ rozdział 4).

Jeżeli w wyniku doboru dokonanego wg normy DIN 4708 musi być przyjęta maksymalna wartość współczynnika mocy N_L dla podgrzewacza (wg właściwej tabeli „Moc

cieplna na potrzeby c.w.u.”), należy przyjąć nastawę ogranicznika temperatury powrotu pojedynczego podgrzewacza o 5K wyż- szą, niż to wynika z wymagań dostawcy ciepła. Przez to ograniczenie temperatury powrotu przy mocy trwałej (ciągłej) nie jest kwestionowane. Jeżeli wyższa nastawa nie jest dozwolona, to jako podstawę doboru należy przyjąć wartość temperatury powrotu o 5K niższą (np. zamiast 70/50°C tylko 70/45°C).

Regulacja temperatury ciepłej wody

➡ Przy bezpośrednim przyłączeniu do sieci ciepłowniczej, ze względu na dyspozycyjne ciśnienie czynnika grzewczego, wystarcza- jącym jest zastosowanie regulatora temperatury bezpośredniego działania TRoH (⇒ 12/1). Jak tylko czujnik FTRoH regulatora temperatury osiągnie wartość zadaną, na-

stępuje zamknięcie zaworu regulacyjnego i odcięcie dopływu czynnika grzewczego.

Przy doborze zaworu regulacyjnego należy uwzględnić warunki techniczne przyłącze- nia do sieci cieplnej wydane przez dostaw- cę ciepła, zakres zmian wartości zadanej temperatury na termostacie oraz dyspo-

zycyjną różnicę ciśnień. Dyspozycyjna róż- nica ciśnień rozstrzyga o zastosowaniu zaworu odciążonego lub nie odciążonego ciśnieniowo. Każdy rodzaj zanieczyszczeń wpływa na szczelność, a więc również na niezawodną pracę zaworu. Z tego wzglę- du, zalecana jest zabudowa filtra zanie- czyszczeń (SMF).

Urządzenia zabezpieczające

➡ Przy temperaturach zasilania powy- żej 110 °C, zgodnie z normą DIN 4753 nie- zbędne jest zastosowanie ogranicznika

temperatury bezpieczeństwa (STB). Nad- zoruje on przy pomocy czujnika FSTB, temperaturę ciepłej wody w górnej części podgrzewacza. Przy zabudowie ogranicz-

nika temperatury czynnika grzewczego na powrocie, czujnik FR należy zamontować bezpośrednio na przyłączeniu powrotu z podgrzewacza c.w.u.

AW

EK FSTB

FTRoH

TRoH FR VH SMF

RH

Opis:

TRoH – zawór regulatora temperatury bezpośredniego działania wraz z układem STB (konieczny dla temperatur na zasilaniu powyżej 110 °C) oraz z ogranicznikiem temperatury czynnika grzewczego na powrocie (jeżeli konieczny)

AW – wypływ ciepłej wody EK – dopływ wody zimnej

FR – czujnik temperatury powrotu (jeżeli konieczny) FSTB – czujnik ogranicznika temperatury bezpieczeństwa FTRoH – czujnik regulatora temperatury bezpośredniego działania RH – powrót czynnika grzewczego

SMF – filtr zanieczyszczeń

(14)

Logamatic

AW

EK FW_Ein

FWAus

VH

RH

PS2 SA SMFTRoH

FR

FSTB FTRoH

System ładowania zasobników c.w.u. przy zasilaniu z sieci ciepłowniczej (zasilanie bezpośrednie)

Bezpośrednia regulacja objętościowego

strumienia przepływu czynnika grzewczego Przy bezpośrednim przyłączeniu do zdalaczynnej sieci ciepłowniczej, mamy ustaloną określoną wartość ciśnienia dyspozycyj- nego. Dlatego nie jest wymagana pompa w obiegu pierwotnym, wystarcza zastosowanie regulatora temperatury (TRoH) bezpośredniego działania (⇒13/1). Tule- ję pomiarową czujnika FTRoH regulato-

ra temperatury bezpośredniego działania, umieścić możliwie szczelnie, na wypły- wie ciepłej wody, po stronie wtórnej wymiennika ciepła. Jest on nastawiony na stałą temperaturę ładowania. Właściwy organ nastawczy regulujący wielkość strumienia przepływu czynnika grzewczego, umieszczony jest po stronie pierwotnej, na zasilaniu czynnikiem grzewczym. Tempe- ratura zasilania w systemie ładowania, nie

powinna przekraczać 75°C. Przy wyższych temperaturach na zasilaniu, należy przewi- dzieć ograniczenie.

➡ Aby utrzymać wymaganą przez dostaw- cę energii cieplnej różnicę temperatur zasilania i powrotu czynnika grzewczego, w obiegu wtórnym należy zaprojektować zawór Tacosetter, regulujący wielkość przepływu.

Jedna pompa ładująca oraz dwa czujniki temperatury

Jeżeli po stronie wtórnej będzie zastoso- wane urządzenie regulacyjne: Logama- tic 4117 wzgl. SPI 1042 przeznaczone do podgrzewania wody użytkowej (⇒19/1), to pompa ładująca ciepłej wody PS2 (w obiegu wtórnym) będzie sterowana za pomocą czujnika temperatury załączającego FW_Ein oraz czujnika temperatury FW_Aus, wyłącza- jącego pracę pompy.

Po przekroczeniu wartości histerezy za- łączania na czujniku temperatury FW_Ein,

urządzenie regulacyjne Logamatic załącza pompę ładującą ciepłej wody PS2, ta prze- tłacza zimną wodę z zasobnika przez wymiennik ciepła, omywając następnie czujnik FTRoH regulatora temperatury bezpo- średniego działania. Czujnik temperatury powoduje otwarcie organu nastawczego TRoH, wywołując dopływ czynnika grzewczego. Przy maksymalnym objętościowym strumieniu przepływu czynnika grzewczego, wymiennik ciepła natychmiast daje maksymalną moc, a temperatura ładowa- nia ciepłej wody po stronie wtórnej wymiennika ciepła, zaczyna wzrastać.

Jak tylko nastawiona wartość temperatury c.w. zostanie przekroczona, regulator powoli zaczyna się zamykać, zmniejszając strumień przepływu czynnika grzewczego, czyli moc cieplną wymiennika ciepła i to tak długo, aż osiągnie położenie, przy któ- rym temperatura ładowania ciepłej wody odpowiada nastawionej wartości zadanej.

Jeżeli w zasobniku c.w.u. w miejscu zainstalowania czujnika temperatury FWAus również zostanie osiągnięta żądana war- tość temperatury ciepłej wody, to ładowa- nie zasobnika jest zakończone, a układ regulacji wyłącza pompę ładującą.

13/1 Zasada działania układu regulacji systemu ładowania zasobnika c.w.u. z jedną pompą ładującą oraz dwoma czujnikami temperatury, przy bezpośrednim przyłączeniu do zdalaczynnej sieci ciepłowniczej (zasilanie przez regulator temperatury bezpośredniego działania )

Opis:

Logamatic....–urządzenie regulacyjne Logamatic 4117 lub SPI 1042, sterujące podgrzewem wody użytkowej (⇒ 19/1)

TRoH – organ nastawczy regulatora temperatury bezpośredniego działania wraz z układem STB (wymaganym dla temperatur na zasilaniu powyżej 110°C) oraz ogranicznikiem temperatury czynnika grzewczego na powrocie (jeżeli konieczny)

FR – czujnik temperatury ogranicznika temperatury powrotu (jeżeli konieczny)

FSTB – czujnik ogranicznika temperatury bezpieczeństwa FTRoH – czujnik regulatora temperatury bezpośredniego działania FW... – czujnik temperatury ciepłej wody

PS2 – pompa ładująca ciepłej wody (regulacja czasu pracy w funkcji temperatury przez urządzenie regulacyjne Logamatic 4117 lub SPI 1042)

RH – powrót czynnika grzewczego

SA – zawór regulacyjny przepływu, np. Tacosetter SMF – filtr zanieczyszczeń

➡ Zasada układu regulacji polega na zastosowaniu pompy ładującej c.w.u., sterowanej w funkcji temperatury, nie pracującej w sposób ciągły (⇒ strona 8). Przy użyciu pompy ładującej sterowanej w funkcji czasu tzn. pracującej w trybie ciągłym, można

zrezygnować z zastosowania układu regulacji automatycznej Logamatic. Przy pom- pie ładującej pracującej w trybie ciągłym, unika się zwłoki podczas kolejnych cy- kli pracy instalacji, na podgrzanie rurocią- gów oraz wymiennika ciepła. Zasobnik jest

przy tym w pełni podgrzany. Wadą takie- go rozwiązania, są wyższe koszty energii elektrycznej, pobieranej przez ciągle pra- cującą pompę.

(15)

FSS1 FSS1 FSS1 FSS2

Logalux SL300-2, SL400-2, SL500-2

EK FW

EK

AW AW

Logalux SM300,

SM400, SM500 Logalux LAP1.1, LAP2.1, LAP3.1

Logalux SU400-100, SU500-100, SU750-100, SU1000-100 VH

RH

VH

RH VS

RS

VS

VS RS RS

FW FW

VH RH

2.2.3 Podgrzewanie wody z instalacji słonecznej Biwalentne pojemnościowe podgrzewacze

wody

Idealnym rozwiązaniem dla podgrzewania wody z termicznej instalacji słonecznej, są biwalentne pojemnościowe podgrzewacze wody, z dwoma wbudowanymi wymiennikami ciepła. Kocioł grzewczy będzie załą- czany jedynie podczas niedoborów energii słonecznej, dostarczając wodę grzewczą do górnego wymiennika ciepła (⇒ 14/1).

Innym rozwiązaniem jest podgrzewanie sto- jącego podgrzewacza pojemnościowego c.w.u. z instalacji słonecznej, do którego do- datkowo podłączony jest zewnętrzny wymiennik ciepła, ogrzewany konwencjonalnie (⇒ 14/1). Bardzo dobrze nadaje się do tego wyposażenie zestawu wymiennika ciepła Logalux LAP, marki Buderus (⇒ strona 118). Zestaw jest nasadzony na podgrzewaczu po- jemnościowym Logalux SU, podgrzewanym biwalentnie, którego zintegrowany wymien-

nik ciepła (wężownica) z rur gładkich, jest podłączony do instalacji słonecznej.

➡ W przypadku wykorzystywania instalacji słonecznej zarówno do podgrzewania wody użytkowej, jak również do wspoma- gania instalacji ogrzewczej, opracowano specjalne zbiorniki dwufunkcyjne, które oprócz podgrzewacza pojemnościowego wody użytkowej, zawierają zasobnik ciepła związany z instalacją ogrzewczą.

Regulacja procesu podgrzewania wody z instalacji słonecznej

Praca termicznej instalacji słonecznej, t.zn. załączanie pompy obiegowej układu słonecznego ma sens jedynie wtedy, jeże- li temperatura w kolektorach słonecznych jest wyższa, niż w podgrzewaczu. Ponie- waż w termicznych instalacjach słonecz- nych nie są rozstrzygającymi dokładne wartości temperatury lecz różnica temperatur, znajdują tutaj zastosowanie takie rodzaje regulatorów, które bazują właśnie na różnicy temperatur. Te elektroniczne regulatory wychwytują przy pomocy czujników temperatury, różnicę temperatur pomię-

dzy kolektorem słonecznym, a podgrzewaczem. Jeżeli ilość energii słonecznej nie jest wystarczająca do pokrycia zapotrzebowania c.w.u., konieczne jest dogrzewanie wody użytkowej, przez konwencjonalne źródło ciepła.

Dla kombinowanej regulacji pracy ukła- dów: kocioł grzewczy-instalacja słoneczna, opracowano specjalne moduły funkcyj- ne, do wypróbowanego modułowego systemu regulacyjnego Logamatic. Można np. solarny moduł funkcyjny FM244 zabu- dować w sterowniku regulacyjnym kotła grzewczego Logamatic 2107, i regulować

instalację słoneczną z jednym użytkowni- kiem (podgrzewaczem). Funkcyjny moduł solarny FM443 do instalacji słonecznej z dwoma użytkownikami, w której znajdu- ją się dwa układy odbioru ciepła. Moduł FM443 może być zainstalowany w złączu wtykowym dowolnego cyfrowego urzą- dzenia regulacyjnego, modułowego systemu regulacyjnego Logamatic 4000.

➡ Przy podgrzewaniu wody w podgrzewaczach z instalacji słonecznej, celowym jest zalecane ograniczenie do minimum czasu pracy pompy cyrkulacyjnej.

Opis :

FSS1 – czujnik temperatury w dolnej części podgrzewacza (instalacja słoneczna) FSS2 – czujnik progowy w górnej części

podgrzewacza (instalacja słoneczna) FW – czujnik temperatury ciepłej wody

(dogrzewanie konwencjonalne)

RH – powrót czynnika grzewczego (dogrzewanie konwencjonalne) RS – powrót z podgrzewacza

(instalacja słoneczna)

VH – zasilanie czynnikiem grzewczym (dogrzewanie konwencjonalne) VS – zasilanie podgrzewacza

(z instalacji solarnej)

(16)

AW

EK FW

VS

RS

PS KR

KR

LSE

2.2.4 Podgrzewanie wody za pomocą energii elektrycznej Dodatkowe ogrzewanie przy pomocy ener-

gii elektrycznej, może zapewnić podgrzanie wody użytkowej w okresie, gdy z różnych powodów musi być całkowicie wyłączone źródło ciepła.

➡ Praca dodatkowego elektrycznego podgrzewania wody jest dopuszczalna jedynie przez przełącznik: dodatkowe podgrzewanie elektryczne/kocioł grzewczy. Przy pro-

jektowaniu elektrycznego podgrzewania c.w.u., należy przestrzegać przepisów lokal- nego przedsiębiorstwa energetycznego.

Zestaw grzałek elektrycznych

Zestawy grzałek elektrycznych przewidzia- no do zabudowy w dolnej części danych ty- pów zbiorników wody. Podgrzewają one wodę w zbiorniku na zasadzie cyrkulacji grawitacyjnej, niezależnie od przyjętego systemu podgrzewania wody użytkowej.

Zastosowanie grzałek elektrycznych możli- we jest w kilku typoszeregach podgrzewaczy pojemnościowych i zasobników marki Buderus. Możliwy jest również późniejszy montaż grzałek.

➡ Zestawy grzałek elektrycznych przeznaczone do typoszeregów podgrzewaczy i zasobników Logalux SU oraz SF, wyposażone są w regulatory oraz ogra- niczniki temperatury bezpieczeństwa.

Elektryczny system ładowania

W elektrycznym systemie ładowania LSE, zestaw grzałek elektrycznych nie jest zainstalowany w zbiorniku podgrzewacza, lecz na przewodzie spinającym rurocią- gi zasilania i powrotu, doprowadzone do podgrzewacza c.w.u. Elektryczny system ładowania nadaje się tylko do podgrzewaczy pojemnościowych, z wbudowanymi wymiennikami ciepła z rur gładkich.

Ponieważ grzałki w elektrycznym systemie ładowania nie są zanurzone w wodzie

użytkowej zawierającej tlen lecz w wodzie grzewczej, daje to następujące korzyści:

• brak osadzania się kamienia na powierzchni grzałek,

• elementy grzewcze nie korodują

• podwyższona niezawodność użytkowania

• dłuższa żywotność urządzeń.

Elektryczny system ładowania LSE jest całkowicie zmontowany i okablowany, w dwóch wariantach (LSE bez obudo- wy; LSE_V z obudową) i dostarczany w trzech wielkościach mocy. Nadaje się jako

wyposażenie dodatkowe do współpracy z systemami regulacyjnymi marki Bude- rus: Logamatic EMS, 2000, 3000 i4000 (ze sterownikiem Logamatic 4201 dopiero od wersji 6.12, jednakże nie działa z Loga- matic HW 4201) pod warunkiem, że zasto- sowane urządzenie regulacyjne posiada funkcję sterowania podgrzewem ciepłej wody, przez oddziaływanie na pompę ładu- jącą podgrzewacza (w systemie podgrzewacza pojemnościowego).

15/1 Elektryczny system ładowania LSE zamontowany na rurociągu spinającym przewody zasilania i powrotu doprowadzone do podgrzewacza, służący do podgrzewania wody za pomocą wymiennika ciepła z rur gładkich; praca systemu możliwa jedynie przy wyłączonym kotle grzewczym

Opis :

FW – czujnik temperatury ciepłej wody KR – zawór zwrotny

LSE – elektryczny system ładowania LSE

PS – pompa ładująca podgrzewacza pojemnościowego RS – powrót z podgrzewacza pojemnościowego VS – zasilanie podgrzewacza pojemnościowego

(17)

2.2.5 Podgrzewanie wody parą wodną

Wymagania

Przy doborze urządzeń do podgrzewania wody użytkowej parą wodną, należy prze- strzegać przepisów VDI 2035 (obowiązu-

ją w Niemczech) „Zapobieganie szkodom w instalacjach do podgrzewania wody użytkowej”. Na ich podstawie, dla marki Buderus sporządzono arkusz roboczy

K8. Znajdują się tam wskazówki dotyczą- ce uzdatniania wody do wytwarzania pary wodnej.

Odprowadzanie kondensatu

Przy wykorzystywaniu pary wodnej do podgrzewania wody, należy zapewnić swobod-

ny odpływ kondensatu. Jest to konieczne, dla uniknięcia zalegania (powstawania „kor- ków”) kondensatu w wymienniku ciepła.

Regulacja

Do podgrzewania wody użytkowej przy pomocy pary, wystarcza zastosowanie regulatora temperatury bezpośrednie- go działania (⇒ 16/1, pozycja 6). Przy wy- borze podgrzewacza pojemnościowego c.w.u. należy zwrócić uwagę na to, aby możliwe było zainstalowanie czujnika temperatury (poz. 7) tego regulatora. Jest to możliwe w przypadku leżących podgrzewaczy pojemnościowych c.w.u. Logalux LTD, L2TD, względnie L3TD, z wymiennym

wymiennikiem ciepła z rur gładkich (wę- żownicą) przeznaczonym do ogrzewania parą wodną.

Przy zastosowaniu kombinacji kilku podgrzewanych parą podgrzewaczy pojem- nościowych, należy oddzielnie regulować pracę każdego podgrzewacza.

➡ Jeżeli podgrzewacz nie jest przeznaczo- ny do ciągłego poboru ciepłej wody lecz jej magazynowania na okresy rozbiorów szczy-

towych, w przypadku zastosowania leżą- cych podgrzewaczy pojemnościowych c.w.u. Logalux LTD, L2TD, wzgl. L3TD, w celu wygrzania całej pojemności podgrzewacza, przewidziane jest zastosowanie przewodu spinającego (bypassowego) wraz z pompą (poz. 4) pomiędzy wypły- wem ciepłej, a dopływem zimnej wody. Do sterowania pracą pompy bypassowej przewidziane jest zastosowanie urządzenia regulacyjnego Logamatic SPI 1022 lub SPZ 1022 (⇒ 18/1).

16/1 Przewód spinający (bypassowy) przy leżącym pojemnościowym podgrzewaczu wody użytkowej Logalux LTD, z parowym wymiennikiem ciepła; sterowanie pracą pompy bypassowej przy pomocy urządzenia regulacyjnego Logamatic SPI 1022 (wzór ⇒ 117/1).

(dalsza armatura ⇒117/1)

1 2 3 4

5

6 8 7

2

ED

EZ AW

AKO EK

Logamatic SPI 1022

Opis :

AW – wypływ ciepłej wody AKO – odpływ kondensatu ED – dopływ pary EK – dopływ wody zimnej EZ – dopływ cyrkulacji 1 – zawór regulacyjny 2 – zawór odcinający 3 – zawór zwrotny 4 – pompa bypassowa

5 – czujnik temperatury do układu regulacji bypassu 6 – regulator temperatury bezpośredniego działania 7 – czujnik regulatora temperatury

8 – pływakowy odwadniacz kondensatu z automatycznym odpowietrzeniem