[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Regulacja pętlami

Opublikowano: 09.08.2010
image

  • Jak działa układ regulacji termostatycznej ogrzewania płaszczyznowego z wieloma pętlami?
  • Jakie urządzenia realizują tego typu regulację?

Tematem niniejszego artykułu jest omówienie zagadnień związanych z regulacją termostatyczną ogrzewania płaszczyznowego z wieloma pętlami. Schemat ideowy układu ogrzewania płaszczyznowego z wieloma pętlami pokazano na rysunku.

Elementy systemu stanowią:

  • głowica termostatyczna z czujnikiem przylgowym [1],
  • zawór termostatyczny przelotowy [2],
  • zawór regulacyjny obejścia,  tzw. by-pass [3],
  • wyłącznik zabezpieczający [4],
  • pompa obiegowa [5],
  • zawór zwrotny [6],
  • rozdzielacz ogrzewania podłogowego [7],
  • zawór nadmiarowo -upustowy [8],
  • głowica termostatyczna z wyniesionym czujnikiem [9],
  • głowica termostatyczna z wyniesionym zadajnikiem i czujnikiem [10],
  • siłownik termiczny [11],
  • regulator elektroniczny (lub elektrycz-ny) [12].

Można tu wyróżnić układ ochrony grzejników płaszczyznowych przed przegrzaniem oraz systemy regulacji temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, ogrzewanych za pomocą grzejników płaszczyznowych. Pierwsze sześć elementów układu stanowi ochronę grzejników płaszczyznowych oraz moduł napędowy pętli grzewczych.

  • Zasada działania układu


Do obniżania temperatury zasilania ogrzewania płaszczyznowego polega na wykorzystaniu zjawiska mieszania dwóch strumieni czynnika grzewczego o różnych temperaturach tz i tp, w wyniku czego uzyskuje się czynnik o temperaturze pośredniej tM, gdzie:

tP <   tM <   tz


Czynnik grzewczy o wysokiej temperaturze tz przepływa przez zawór termostatyczny [2]. Dławienie przepływu czynnika jest uzależnione od wartości nastawy na głowicy termostatycznej [ 1 ] i wartości temperatury w punkcie przyłożenia czujnika CZ głowi -cy. Wartość temperatury ustawionej na gło -wicy termostatycznej [ 1 ] nie może przekraczać maksymalnej temperatury zasilania któregokolwiek z grzejników płaszczyznowych. W węźle mieszającym WM następuje mieszanie czynnika o wysokiej temperaturze tz z czynnikiem wychłodzonym, powracającym z grzejnika płaszczyznowego o ni -skiej temperaturze te Wartość temperatury czynnika grzewczego po zmieszaniu dwóch strumieni zależy od ich wzajemnej proporcji. Następnie czynnik grzewczy o obniżonej temperaturze przepływa przez pompę obiegową [5], zawór zwrotny [6] oraz przez rurę, do której jest przytwierdzony czujnik przylgowy CZ głowicy termostatycznej [ 1 ]. Gdy temperatura czynnika grzewczego jest zgodna z temperaturą zadaną na pokrętle głowicy termostatycznej, wówczas stopień otwarcia zaworu termostatycznego [2] się nie zmienia. W przypadku, gdy temperatu -ra czynnika w punkcie GZ jest wyższa od temperatury zadanej na pokrętle głowicy termostatycznej, wówczas głowica termostatyczna przymyka zawór aż do osiągnięcia temperatury w punkcie GZ zgodnej z temperaturą zadaną na głowicy termostatycznej. Gdy temperatura czynnika w punkcie CZ jest niższa od temperatury zadanej na pokrętle głowicy termostatycznej, wówczas głowica termostatyczna otwiera zawór aż do osiągnięcia temperatury w punkcie GZ zgodnej z temperaturą zadaną na głowicy termostatycznej. Temperatura czynnika grzewczego zasilającego grzejnik płaszczyznowy zależy od proporcji mieszania. Im większy jest udział czynnika grzewczego z powrotu grzejnika o niskiej temperaturze tą tym temperatura wypadkowa (po zmieszaniu czynników) jest niższa.

Możliwe jest całkowite zamknięcie zaworu termostatycznego, gdy temperatura źródła tz jest znacząco wyższa od temperatury zadanej na głowicy termostatycznej. Stanowi to ochronę grzejnika przed przegrzaniem. Drugim skrajnym przypadkiem jest sytuacja, gdy zawór termostatyczny jest całkowicie otwarty, wówczas temperatura czynnika po zmieszaniu tM jest zbliżona do temperatury zasilania tz. Taka sytuacja może mieć miejsce, gdy temperatura zasilania jest zbyt niska w stosunku do temperatury zadanej na pokrętle głowicy termostatycznej. W przedstawionym układzie stopień mieszania czynników zależy także od stopnia otwarcia zaworu regulacyjnego ręcznego [3], im zawór [3] będzie bardziej otwarty, tym udział czynnika z powrotu będzie większy, co powoduje obniżenie temperatury tM. A zatem im zawór [3] będzie bardziej przymknięty, tym udział czynnika z powrotu grzejnika w mieszanym strumieniu będzie mniejszy, w konsekwencji temperatura tM będzie wyższa. Zaworu regulacyjnego ręcznego [3] nie możemy zamknąć, ponieważ zakłóciłoby to podstawową funkcję termostatyczną układu. Przez odpowiednie przymknięcie zaworu regulacyjnego [3] można ustawić maksymalną temperaturę tM (dla maksymalnej temperatury tz) nawet przy całkowicie otwartym zaworze termostatycznym [2]. Jest to forma biernego zabezpieczenia przed przegrzaniem grzejnika płaszczyznowego w przypadku np. uszkodzenia kapilary głowicy termostatycznej. Dodatkowym zabezpieczeniem jest wyłącznik termiczny [4],   którego  zadaniem jest  wyłączenie pompy  obiegowej   [5],  gdy  temperatura czynnika przekroczy w punkcie ZT wartość zadaną na pokrętle wyłącznika termicznego. Przekroczenie zadanej temperatury w punkcie ZT może wystąpić np. gdy zanieczyszczenie  z   instalacji  zablokuje grzybek zaworu termostatycznego w stanie otwartym lub gdy ciśnienie w instalacji pokona siłę docisku głowicy termostatycznej. W układzie zabudowany jest zawór zwrotny [6], którego zadaniem jest zapewnienie odpowiedniego kierunku przepływu czynnika w instalacji.

  • Układ ochrony

przed przegrzaniem, przygotowany dla wielu grzejników płaszczyznowych, ogranicza swobodę przy projektowaniu samych grzejników. Wartość temperatury zasilania zadawana na głowicy termostatycznej z czujnikiem przylgowym [1] musi być dopasowana do grzejnika płaszczyznowego, wykazującego największy opór przekazy -wania ciepła lub/i grzejnika zabudowanego w pomieszczeniu, z największymi stratami jednostkowymi ciepła w W/m2. W praktyce oznacza to, iż grzejniki płaszczyznowe zasilane są czynnikiem o maksymalnej dopuszczalnej temperaturze.

W przypadku, gdy jest jeden grzejnik płaszczyznowy, w pewnym zakresie temperatur istnieje możliwość uzyskania wymaganej wydajności grzejnika przy różnych temperaturach zasilania poprzez odpowiednie dopasowanie rozstawu rur. Przy występowaniu kilku grzejników temperatura  zasilania  musi  być  dopasowana  do grzejnika, który wymaga maksymalnej temperatury zasilania, a więc nadwyżkę mocy grzewczej pozostałych grzejników należy skorygować przez zwiększenie rozstawu rur. Taka sytuacja wymaga dużej precyzji przy projektowaniu grzejników powierzchniowych, aby uniknąć problemów ma etapie uruchomienia.
Pozostałe elementy systemu, tj. [7], [8], [9], [10], [11] i [12], stanowią układy regulacji temperatury w poszczególnych pomieszczeniach ogrzewanych za pomocą grzejników płaszczyznowych oraz zabezpieczenie pompy przed „suchobiegiem". W przypadku systemu z kilkoma grzejnikami płaszczyznowymi konieczne jest zastosowanie rozdzielacza i kolektora do ogrzewania płaszczyznowego [7]. Jest to specjalna armatura, posiadająca odpowiednie uzbrojenie. W przypadku belki rozdzielacza [7] są to wkładki termostatyczne, na których można zabudować głowice termostatyczne, z wyniesionym czujnikiem [9] lub głowice

Rys. 1



z wyniesionym zadajnikiem [10] oraz napędy termiczne [11]. W przypadku belki kolektora [7] są to wkładki regulacyjne lub przynajmniej odcinające. Układy z wieloma grzejnikami płaszczyznowymi stosuje się, gdy ogrzewane pomieszczenie ma dużą powierzchnię lub jest kilka ogrzewanych pomieszczeń. W pomieszczeniach o dużej powierzchni należy stosować więcej niż jeden grzejnik płaszczyznowy, aby:

  • zabezpieczyć  się  przed  pęknięciem zbyt dużego grzejnika na wskutek rozszerzalności termicznej,
  • zmniejszyć opory przepływu czynnika grzewczego,
  • umożliwić podział na strefy grzewcze,
  • było możliwe zastosowanie typowych rur, siłowników, głowic i armatury (k™ ...).
  • Kilka pomieszczeń

W przypadku, gdy jest kilka pomieszczeń, oczywistą rzeczą jest, iż każde po mieszczenie posiada co najmniej jeden grzejnik płaszczyznowy. Dla umożliwienia indywidualnej regulacji temperatury, w każdym ogrzewanym pomieszczeniu, pętla każdego grzejnika podłączona jest indywidualnie do wejścia rozdzielacza z wkładką termostatyczną i wyjścia kolektora z wkładką regulacyjną lub odcinającą. Regu -lację termostatyczną temperatury ogrzewanego pomieszczenia realizują głowice z wyniesionym czujnikiem [9], z wyniesio nym zadajnikiem i czujnikiem [10] lub si -łowniki termiczne [11] z regulatorem [12]. Czujnik głowicy [9], zadajnik głowi -cy [10] lub/i regulator [12] umieszczone są w ogrzewanym pomieszczeniu. Napędy głowic [9] i [10] oraz siłownik(i) są umieszczone na wkładkach termostatycz -nych rozdzielacza [7]. Zadaniem głowicy termostatycznej z wyniesionym czujnikiem [9], głowicy z wyniesionym zadajnikiem [10] oraz siłownika termicznego jest regulacja przepływu czynnika grzewczego w poszczególnych pętlach, aby uzyskać zadaną temperaturę w ogrzewanych pomieszczeniach. W przypadku, gdy w pomieszczeniu ogrzewanym jest więcej niż jeden grzejnik podłogowy, należy zastosować jeden regulator pomieszczeniowy [12] oraz kilka siłowników termicznych [11]. Każdy grzejnik podłogowy winien posiadać indywidualny siłownik termiczny [11] w celu umożliwienia regulacji przepływu w pętlach grzejnika podłogowego. Siłowniki termiczne z regulatorami elektrycznymi lub elektronicznymi mają zastosowanie w przypadku, gdy długość kapilary jest niewystarczająca (powyżej 10 m) lub przewidywane jest sterowanie z osłabieniem nocnym lub weekendowym.

Specjalna konstrukcja głowic (kapilara) ma za zadanie umożliwienie przeniesienia informacji o temperaturach panujących w ogrzewanych pomieszczeniach do elementu   wykonawczego,    zabudowanego    na wkładkach   termostatycznych  belki   rozdzielacza [7]. W przypadku siłownika termicznego [11] informacja oraz sterowanie jest przenoszone drogą elektryczną od sterownika [12], znajdującego się w ogrzewanym   pomieszczeniu.   Zadaniem   zaworu nadmiarowoupustowego [8] jest ochrona pompy przed „suchobiegiem" w sytuacji, gdy nastąpi zamknięcie wszystkich wkładek termostatycznych w belce rozdzielacza  [7].  Przy wzroście różnicy ciśnienia spowodowanego  zamknięciem  wkładek termostatycznych następuje otwarcie zaworu  nadmiarowoupustowego   [8]   i  zapewnienie minimalnego przepływu przez pompę obiegową [5].

Szczegółowy opis specyfiki regulacji hydraulicznej obiegu z wieloma pętlami ogrzewania płaszczyznowego będzie przedmiotem następnego artykułu.

Autor: Grzegorz Ojczyk
Źródło: Magazyn Instalatora Nr 11 - ABC - sterowniki do kotłów na paliwa stałe







Katalog firm

  • Pentair Thermal Management

    Pentair Thermal Management z siedzibą w Houston, USA dostarcza systemy grzewc…
    Pentair Thermal Management
  • Elektra

    ELEKTRA specjalizuje się w systemach ogrzewania elektrycznego oraz w systemac…
    Elektra
  • Mikroenergetyka

    Firma Mikroenergetyka działa na rynku od 1987 r.      Prowa…
    Mikroenergetyka

Produkty