Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Ciąg dalszy walki o kondensację – przygotowanie ciepłej wody

Rys. 2. Kompaktowy gazowy kocioł kondensacyjny zamiast osobnego kotła i dużego zasobnika ciepłej wody
Rys. 2. Kompaktowy gazowy kocioł kondensacyjny zamiast osobnego kotła i dużego zasobnika ciepłej wody
Rys. Vaillant

Już kilka lat temu wydawało się, że w kwestii sprawności kotłów kondensacyjnych niewiele więcej da się zrobić, szczególnie w kontekście zasilania instalacji grzewczej. Pole do popisu pozostało jedynie w zakresie przygotowania ciepłej wody użytkowej. To obecnie ważna kwestia, ponieważ wraz ze spadkiem strat ciepła budynków udział energii zużywanej na potrzeby przygotowania ciepłej wody jest coraz większy.

W artykule:

• Rozwiązania kompaktowe – wykorzystanie energii odnawialnej i redukcja miejsca
• Co z kolektorami w wakacje?
• Sterowanie i komunikacja dla zapewnienia komfortu
• Efektywność energetyczna instalacji

Chcąc zwiększyć efektywność kotłów jednofunkcyjnych w trybie przygotowania ciepłej wody, zaczęto obniżać temperaturę czynnika grzewczego. Jeszcze niedawno, podgrzewając wodę, kocioł pracował z temperaturą nawet o 20–25 K wyższą od zadanej temperatury ciepłej wody, dziś jest to często zaledwie 10–15 K. Oczywiście spowodowało to zwiększenie wymaganej powierzchni wymiany ciepła – czy to w przypadku wężownicy w zasobniku, czy płytowego wymiennika ciepła w kotłach zasilających zasobnik warstwowy.

Do niedawna w kotle o mocy ok. 20–25 kW spotykaliśmy wymiennik ciepła z kilkunastoma płytami, dziś jest ich często 20, a nawet 30. W efekcie kocioł pracuje z niższą temperaturą i szczególnie w początkowym okresie zasilania podgrzewacza wody, gdy temperatura powrotu jest niska, dochodzi do znacznego schłodzenia spalin i odzyskania części ciepła utajonego.

Znaczącym wyzwaniem było uzyskanie wysokiej sprawności kotłów dwufunkcyjnych, w przypadku których bardzo ważna jest szybka reakcja i skrócenie czasu oczekiwania na ciepłą wodę. Trudna do zaakceptowania jest konieczność kilkudziesięciosekundowego czekania na start pompy, wentylatora, zapłon palnika, rozgrzanie wymiennika pierwotnego i zasilanie wymiennika wtórnego. Nikt nie chce dziś nie tylko czekać na ciepłą wodę, ale i przyglądać się, jak litry wody trafiają do kanalizacji, dlatego naturalnym rozwiązaniem w kotłach dwufunkcyjnych jest zasilanie wymiennika wodą o wysokiej temperaturze. Kocioł taki, zaczynając pracę na potrzeby c.w.u., często dąży do uzyskania temperatury zasilania na poziomie nawet 80°C, żeby szybko rozgrzać wymiennik wtórny. Dzięki temu krócej czekamy na ciepłą wodę, ale nie może być mowy o kondensacji.

Rys. 1. Schemat rozwiązań dla konstrukcji klasycznej (a) i ze wstępnym podgrzewem z wykorzystaniem energii zawartej w spalinach opuszczających pierwotny wymiennik ciepła (b) oraz schemat instalacji wewnątrz takiego kotła (c); rys. Vaillant

Rys. 1. Schemat rozwiązań dla konstrukcji klasycznej (a) i ze wstępnym podgrzewem z wykorzystaniem energii zawartej w spalinach opuszczających pierwotny wymiennik ciepła (b) oraz schemat instalacji wewnątrz takiego kotła (c); rys. Vaillant

Producenci szukali zatem rozwiązania, które wciąż zapewniałoby użytkownikom wysoki komfort, ale i jednoczesną redukcję kosztów eksploatacji.

Postanowiono wykorzystać energię zawartą w spalinach opuszczających pierwotny wymiennik ciepła, umieszczając w ich strumieniu dodatkowy wymiennik zasilany bezpośrednio zimną wodą. Dzięki temu mimo względnie niskiej temperatury spalin w wymienniku chłodzonym zimną wodą występuje znaczna różnica temperatur, co pozwoliło na doprowadzenie do skroplenia pary wodnej zawartej w spalinach również w trybie przygotowania ciepłej wody, a przez to zwiększenie sprawności o ok. 8% (rys. 1).

Rozwiązania kompaktowe – wykorzystanie energii odnawialnej i redukcja miejsca

Redukcja zużycia energii pierwotnej przy zachowaniu akceptowalnego poziomu kosztów inwestycji, a także wysokiego poziomu komfortu to chyba jeden z głównych celów, jakie w najbliższych latach będą wyznaczały kierunki pracy projektantów.

Obecnie w dobrze izolowanym budynku jedną z możliwości osiągnięcia tego celu jest wykorzystanie energii odnawialnej w postaci zestawu kolektorów słonecznych na potrzeby wspomagania przygotowania ciepłej wody. Sprzyja temu współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej o wartości 0.

Z drugiej strony dla skutecznego wykorzystania energii słonecznej wymagany jest zbiornik o dużej pojemności, który wraz z kotłem, grupami pompowymi, naczyniami wzbiorczymi i pozostałym osprzętem zajmuje znaczną przestrzeń w pomieszczeniu technicznym. Przestrzeń tę domownicy z chęcią wykorzystaliby do innych celów (rys. 2 - patrz: zdjęcie przy tutule).

 

W tym kontekście korzystnym rozwiązaniem są współczesne kompaktowe kotły kondensacyjne z wbudowanym podgrzewaczem wody przystosowanym do współpracy z kolektorami słonecznymi. Przy czym w porównaniu do konstrukcji z poprzednich lat obecnie stosuje się zasobniki o większej pojemności, rzędu 180–200 l. Dzięki temu o wiele lepiej możemy wykorzystać ilość energii dostępnej w ciągu dnia i zmagazynować ją na potrzeby wieczornej czy porannej kąpieli.

Dodatkowo dla zredukowania zakresu prac montażowych i wymaganej przestrzeni w kotłach tego typu znajdziemy wbudowany praktycznie cały osprzęt do współpracy z kolektorami – od pompy obiegowej, przez sterownik, rotametr, naczynie wzbiorcze, naczynie zrzutowe, a nawet termostatyczny zawór mieszający na wypływie ciepłej wody z zasobnika.

Dodatkowo przy wbudowanym niekiedy osprzęcie do zasilania dwóch obiegów grzewczych oraz naczyniu wzbiorczym dla instalacji grzewczej i drugim dla instalacji c.w.u. montaż tego typu kotła sprowadza się do połączenia go z przewodami poszczególnych instalacji i oczywiście zamontowania kolektorów słonecznych.

Co z kolektorami w wakacje?

Oszczędności oszczędnościami, ale czy stosując kolektory słoneczne, użytkownicy mogą sobie pozwolić na swobodny wyjazd na wakacje? Przecież nikt nie chce, żeby doszło w tym czasie do cyklicznego przegrzewania się płynu.

Z drugiej strony ostatnią rzeczą, na jaką mamy chęć przed wyjazdem, jest zajmowanie się zabezpieczaniem czy zasłanianiem kolektorów słonecznych.

Biorąc pod uwagę ewentualne coroczne przerwy w eksploatacji systemu, można od razu wybrać kocioł wyposażony w rozwiązanie, które pozwoli automatycznie ochronić czynnik w instalacji kolektorów słonecznych przed przegrzaniem.

Jednym z takich rozwiązań jest kocioł współpracujący z kolektorami w technologii drainback.

  • W systemie tym w stanie spoczynku czynnik grzewczy jest tylko w wężownicy podgrzewacza wody, a w pozostałej części instalacji jest powietrze.
  • Dopiero gdy temperatura kolektorów wzrośnie znacząco w stosunku do temperatury dolnej części zasobnika, uruchamia się pompa, która przez kilka minut z dużą wydajnością napełnia kolektory słoneczne.
  • Następnie czynnik, który ogrzeje się w kolektorach, będzie spływał grawitacyjnie do wężownicy zasobnika, oddając ciepło wodzie w zasobniku.
  • Po schłodzeniu czynnik ponownie trafi do pompy, która skieruje go do kolektorów słonecznych.
Rys. 3. Kompaktowy kocioł kondensacyjny wyposażony w podgrzewacz wody do współpracy z kolektorami słonecznymi w technologii drainback. W stanie spoczynku czynnik grzewczy znajduje się tylko w wężownicy podgrzewacza; rys.: Vaillant
Rys. 3. Kompaktowy kocioł kondensacyjny wyposażony w podgrzewacz wody do współpracy z kolektorami słonecznymi w technologii drainback. W stanie spoczynku czynnik grzewczy znajduje się tylko w wężownicy podgrzewacza; rys.: Vaillant
  • Cykl trwa do momentu, gdy temperatura kolektorów jest odpowiednio wyższa od temperatury wody w zasobniku, lub do osiągnięcia maksymalnej temperatury zasobnika.
  • Dopiero gdy nie ma już możliwości pozyskiwania energii, pompa wyłącza się, a czynnik spływa do wężownicy w zasobniku, gdzie nie jest narażony na przegrzanie.
  • Oczywiście jeśli w kolejnych godzinach ponownie pojawi się możliwość wykorzystania energii, system automatycznie podejmuje pracę.

Rozwiązanie takie (rys. 3) zapewnia skuteczną ochronę instalacji nawet w budynku użytkowanym okresowo czy w trakcie budowy domu, gdy jeszcze nie jest on zamieszkany. Dodatkowo przed urlopem można zaprogramować czas przerwy w pracy systemu, np. tak, by na dzień czy dwa przed powrotem mieszkańców kolektory podgrzały wodę. Dzięki temu przez pierwsze dni system w ogóle nie zużywa energii elektrycznej do zasilania pompy obiegowej, a przed powrotem domowników podgrzeje wodę w zasobniku.

Plany może pokrzyżować tylko pogoda, ale oczywiście chmury i deszcze nie mogą sprawiać, że możliwa jest kąpiel jedynie w zimnej wodzie, więc w razie potrzeby przed powrotem mieszkańców z urlopu wodę podgrzeje kocioł.

Czytaj też: Możliwości obniżenia kosztów ciepła z kotłowni zasilanej gazem (cz. 1). Koszty paliwa >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   21.08.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl