Zestawy hydrauliczne do kotłowni dla instalacji hybrydowych

Instalacje hybrydowe znajdują zastosowanie zarówno w budynkach nowych, jak i modernizowanych, w instalacjach c.o. i c.w.u. W praktyce za układ hydrauliczny uznaje się instalację, która wykorzystuje różne źródła wytwarzania energii. Może to być np. kocioł gazowy lub na biomasę i powietrzna pompa ciepła oraz kolektory słoneczne. Istotną rolę w takich połączeniach odgrywa automatyka analizująca warunki eksploatacyjne, tak aby uzyskać najwyższy poziom sprawności układu i niskie koszty wytworzenia energii oraz wybrać optymalne w danym momencie źródło – wszystko to przekłada się na obniżenie kosztów ogrzewania.

Czytaj też: Niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe >>

Zaletą takiego rozwiązania jest uniezależnienie się od jednego źródła energii, co skutkuje ciągłością dostaw ciepła oraz niższymi kosztami eksploatacji w przypadku dużych różnic w cenie danego nośnika. Efektem jest więc obniżenie rachunków za ogrzewanie, kompleksowe zaopatrywanie domu w energię oraz dywersyfikacja jej źródeł, a w aspekcie ekologicznym redukcja niskiej emisji. Istotną rolę odgrywa również wygodne użytkowanie instalacji dzięki automatyce, możliwe jest bowiem łączenie dużych mocy grzewczych przy jednoczesnej oszczędności miejsca montażowego.

Cechy ogólne

W przypadku zestawów z separatorami wymiennik płytowy stanowi fizyczną barierę dla medium grzewczego – umożliwia łączenie instalacji zamkniętej i otwartej. Nie mniej ważne są sterowniki z wbudowanymi regulatorami umożliwiającymi sterowanie pompami. Warto mieć również na uwadze siłownik i zawory mieszające, które zapewniają uzyskanie różnych temperatur zasilania z uwzględnieniem poszczególnych stref instalacji.

Z kolei zastosowanie rozdzielacza z wbudowanym sprzęgłem hydraulicznym jest gwarancją płynności oraz wysokiej sprawności działania instalacji bez względu na aktualne warunki hydrauliczne i zapotrzebowanie na moc grzewczą. Zestawy są umieszczone w obudowach montowanych w ścianie lub w niej osadzanych. W kompletnych zestawach dla instalacji hybrydowej ważną rolę odgrywa również izolacja termiczna, dzięki której ograniczane są straty ciepła.

Parametry techniczne

Hybrydowe zestawy hydrauliczne określa przynajmniej kilka parametrów technicznych. W przypadku zestawów separacyjnych ważne są wymiary (np. 450×500×160 mm), rodzaj zastosowanych pomp (np. Grundfos UPM 3 AUTO 15–70 130 mm), temperatura nominalna zaworu temperaturowego (np. 45°C), przepływ przez instalację zamkniętą (np. maks. 1,7 m³/h), a także ciśnienie maks. (np. 3 bary) i przyłącze (np. GW G¾”). Ważne jest również napięcie nominalne (np. 230 V AC ±10%, 50 Hz) oraz maksymalny pobór mocy (np. 52 W).

Rys. 1. Schemat instalacji c.o. z zastosowaniem zestawu separacyjnego do połączenia dwóch źródeł zasilania: 1 – zestaw separacyjny AHB, 2 – kocioł na pelety w układzie otwartym, 3 – kocioł gazowy w układzie zamkniętym, 4 – instalacja ogrzewania grzejnikowego. Rys. Afriso

Zestawy separacyjne

Dzięki zestawom separacyjnym można fizycznie rozdzielić czynnik grzewczy z dwóch różnych źródeł ciepła, w ten sposób łączone mogą być np. instalacje zamknięte i otwarte. Przykładem może być połączenie kominka pracującego w układzie otwartym z zamkniętą instalacją grzewczą lub połączenie kotła na paliwa stałe z kotłem gazowym. Niektóre wersje separatorów mogą obsługiwać również przygotowywanie c.w.u.

Typowy zestaw separacyjny umieszczony jest w metalowej szafce. Znajduje się w niej wymiennik płytowy zapewniający niezależną pracę poszczególnych obiegów grzewczych. Wymiennik stanowi barierę dla medium grzewczego, dzięki czemu instalacja otwarta i zamknięta mogą współpracować. Warto wspomnieć również o wbudowanym sterowniku, który steruje pompami. Ponadto możliwe jest samoczynne załączanie i wyłączanie źródła ciepła w instalacji zamkniętej (może to być np. kocioł gazowy), a także sterowanie siłownikiem. Oprócz wymiennika we wnętrzu szafki znajdują się zawory odcinające, pompy obiegowe, okablowanie pomp i zawór bezpieczeństwa z rurą wyrzutową. Ważny jest również sterownik i izolacja termiczna.

Rys. 2. Schemat instalacji hybrydowej: pompa ciepła i kocioł c.o. na pelet Rys. Galmet

Zestawy mieszające

Specjalne zestawy hydrauliczne mieszające wyposażone w sprzęgło hydrauliczne pozwalają na separację źródła ciepła oraz dwóch lub trzech stref grzewczych, przy czym odpowiednie rozwiązanie dobiera się w zależności od potrzeb konkretnej aplikacji. Poszczególne strefy mogą mieć zasilanie obiegami bezpośrednimi bez mieszania jak i medium z niższą temperaturą, która jest uzyskiwana w efekcie podmieszania. To właśnie dzięki zestawom mieszającym zyskuje się odpowiednie natężenie przepływu medium przy prawidłowej pracy pomp we wszystkich obiegach instalacji grzewczej. Zapewnia to wbudowane sprzęgło hydrauliczne.

Łączenie zestawów

Zestawy separacyjne i mieszające mogą być łączone za pomocą odpowiednich urządzeń. W ten sposób powstaje system, który rozdziela instalację na poszczególne obiegi i separuje źródła ciepła. Łączniki tego typu mają odpowiednio dopasowany rozstaw przewodów przyłączeniowych i zaworów odcinających – wszystko znajduje się w metalowej obudowie z izolacją termiczną. Zestawy są podłączane od góry i od dołu.

Wybór

Na etapie wyboru odpowiedniego rozwiązania w pierwszej kolejności dobiera się moc grzewczą instalacji. Nie mniej istotne jest również zdefiniowanie rodzaju źródła ciepła, którym może być kocioł gazowy jedno- lub dwufunkcyjny, kocioł węglowy, kocioł na pelet, kocioł olejowy, pompa ciepła i kominek. Kluczowe jest określenie liczby i rodzaju obiegów – c.w.u. oraz c.o. (instalacja grzejnikowa i podłogowa).

Tryby pracy

Odpowiednie połączenie poszczególnych źródeł w ramach instalacji hybrydowej umożliwia pracę systemu grzewczego i przygotowywanie c.w.u. przy maksymalnym poziomie sprawności i niskich kosztach eksploatacji. Do dyspozycji są takie tryby pracy, jak ekonomiczny, ekologiczny czy komfortowy. Wiele sterowników systemów hybrydowych pozwala wprowadzić szereg danych, w postaci cen gazu, energii elektrycznej czy współczynnika energii. Można przy tym określić, które z urządzeń grzewczych będzie miało priorytet pracy w odniesieniu do najniższych kosztów eksploatacji oraz komfortu użytkowania. Ponadto analizuje się temperaturę zewnętrzną, temperaturę zasilania oraz zakładaną wydajność systemu grzewczego. Systemy ogrzewania hybrydowego bardzo często współpracują również z siecią smart grid. Wiele instalacji w sezonie letnim pracuje w trybie chłodzenia.

Warto wspomnieć o specjalnym oprogramowaniu symulacyjnym instalowanym na komputerach, które ułatwia wprowadzanie ustawień na regulatorze instalacji hybrydowej. Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość zmiany parametrów i zasymulowania pracy w ramach odrębnego oprogramowania bez konieczności zmiany ustawień systemu hybrydowego.

Nowoczesne sterowniki instalacji hybrydowych można komfortowo obsługiwać dzięki zastosowaniu przez producentów dużych wyświetlaczy graficznych z intuicyjnym menu. Użytkownik ma także do dyspozycji funkcję krzywej grzewczej, uzysku solarnego oraz czasu przełączania zaznaczanego na grafice.

Na prawidłową i efektywną pracę systemu hybrydowego składają się również nowatorskie rozwiązania uwzględniane już w samych źródłach ciepła. Przykładowo w kotłach gazowych stosuje się nie tylko technologie kondensacyjne, ale również zaawansowane regulatory, dzięki którym automatycznie uzyskuje się efektywną pracę systemu grzewczego, uwzględniając preferencje użytkowników. Istotne są także modulowane palniki cylindryczne. Warto również wspomnieć o odpowiednich rozwiązaniach konstrukcyjnych i funkcjach gwarantujących komfort przygotowania c.w.u. – m.in. zintegrowanym zbiorniku c.w.u. Konieczne są także pompy obiegowe cechujące się wysoką efektywnością.

Podsumowanie

Dzięki oferowanym na rynku kompaktowym zestawom hydraulicznym zyskuje się gotowe, estetyczne i sprawdzone rozwiązanie, pozwalające na połączenie, odseparowanie i rozdzielenie czynnika roboczego w ramach hybrydowej instalacji grzewczej. Typowe rozwiązania tego typu bazują na sprzęgle hydraulicznym, rozdzielaczach, wymiennikach oraz układach mieszających. W zależności od potrzeb montaż może być podtynkowy lub natynkowy. W efekcie uzyskuje się kompletną kotłownię umieszczoną w zamkniętej estetycznej obudowie.

[instalacje c.o., zestawy hydrauliczne, instalacje hybrydowe, pompa ciepła, zestawy separacyjne, kotłownia, źródła ciepła, wytwarzanie energii, armatura]