W instalacjach ciepłej wody występuje zagrożenie rozwoju bakterii Legionella. Aby ograniczyć do minimum możliwości rozwoju tych bakterii, w „Warunkach technicznych” [1] wprowadzono szereg zaleceń do stosowania. Dotyczą one:
- konieczności zapewnienia stałego obiegu wody w instalacji,
- zapewnienia w punktach czerpalnych temperatury wody w zakresie 55-60°C,
- możliwości przeprowadzenia okresowej dezynfekcji termicznej instalacji przy temperaturze wody nie mniejszej niż 70°C.
Aby można było spełnić powyższe warunki, w instalacjach ciepłej wody konieczne jest stosowanie takiego układu cyrkulacji, w którym zapewniony będzie równomierny rozdział wody cyrkulacyjnej gwarantujący utrzymanie w punktach czerpalnych wymaganych temperatur wody. Jednym z często obecnie projektowanych układów instalacji jest układ z zainstalowanymi na pionach cyrkulacyjnych termostatycznymi zaworami regulacyjnymi. Poniżej omówione zostaną niektóre z zagadnień ich doboru.
Termostatyczne zawory regulacyjne
Prawidłowy dobór termostatycznych zaworów regulacyjnych jest warunkiem poprawnej pracy instalacji ciepłej wody, zwłaszcza układu cyrkulacyjnego.
Na rynku krajowym dostępne są m.in. następujące zawory regulacyjne stosowane na pionach cyrkulacyjnych instalacji ciepłej wody:
- wielofunkcyjny termostatyczny zawór cyrkulacyjny typu MTCV firmy Danfoss (DN 15, DN 20) [2],
- termiczny zawór redukcyjno-dławiący typu „alwa-therm” (składający się z zaworu „alwa-Kombi 4” i termicznej nasadki regulacyjnej) firmy Honeywell (DN 15 do DN 40) [3],
- termostatyczny zawór redukcyjny typu „Aguastrom T plus” firmy Oventrop (DN 15, DN 20) [4],
- ogranicznik temperatury cyrkulacyjnej wody firmy Herz (DN 15, DN 20) [5].
Każdy z tych zaworów ma odrębną budowę, ale zbliżone funkcje wykonawcze. Zawory wykonywane przez firmy Danfoss, Oventrop i Herz mają budowę dostosowaną do przewidzianej funkcji. Firma Honeywell, wykorzystując korpusy zaworów mosiężnych skośnych, uzbroiła je w głowice, które umożliwiają regulację temperatury i ciśnienia, opróżniania wody z pionu itp.
Na podstawie informacji podanych w prospektach firmowych trudno jest określić straty ciśnienia na zaworze, gdyż podawane są różne formy ich doboru, nomogramy strat ciśnienia opracowane są dla różnych temperatur przepływającej wody itp. Ponadto każdy kupowany zawór ma fabrycznie ustawioną „nastawę wstępną”. Projektantowi trudno jest określić, który z podawanych oporów należy przyjąć w projekcie.
Straty ciśnienia w termostatycznych zaworach regulacyjnych
W prospektach firmowych straty ciśnienia na zaworze zaleca się określać z podawanych nomogramów lub za pomocą współczynników przepływu Kvs.
Regulacja temperatury wody cyrkulacyjnej w instalacji ciepłej wody polega na nastawieniu członu termostatycznego w zaworze na wymaganą temperaturę. W zależności od przewidzianej temperatury człon termostatyczny zmienia wysokość położenia grzybka zaworu względem gniazda Korpusu zaworu. Zmienia się więc pole przekroju dla przepływu wody, zmienia się również strata ciśnienia na zaworze oraz wartość współczynnika przepływu Kvs.
Dla stosowanych zaworów termostatycznych zmienność współczynników przepływu Kvs w zależności od temperatury przepływającej wody podano w tabeli 1. Z informacji podanych w tabeli wynika, że nie wszystkie firmy dostrzegają zmienność współczynnika przepływu.
Przewidując zainstalowanie zaworu regulacyjnego na pionie (podpionie) cyrkulacyjnym, przyjąć możemy, że w miejscu lokalizacji zaworu temperatura wody cyrkulacyjnej wynosi 54–55°C. Dla obliczeń strat ciśnienia na zaworze należy przyjąć temperaturę 55°C, dla której współczynnik Kvs jest mniej korzystny.
W pionach cyrkulacyjnych strumień przepływającej wody mieści się w zakresie (0,05–0,1) dm3/s i dla tego strumienia w tabeli 2 określono straty ciśnienia na zaworach regulacyjnych produkowanych w Polsce. Z obliczeń podanych w tabeli wynika, że straty ciśnienia w termostatycznych zaworach regulacyjnych są wysokie,przekraczające wielkością straty pozostałych elementów układu cyrkulacyjnego.
Projektanci często nie zwracają uwagi na temperaturę wody, dla której w prospekcie opracowano nomogram strat ciśnienia. Jak duże jest zróżnicowanie strat ciśnienia na zaworach w zależności od przewidywanej temperatury wody, można się przekonać na podstawie wielkości strat podanych w tabeli 3.
Przy niewłaściwie dobranej stracie ciśnienia na zaworze regulacyjnym strumień wody cyrkulacyjnej może być o połowę mniejszy od wartości wymaganej, dobrana będzie za mała wydajność pompy, spadnie wydajność cieplna wymiennika do celów ciepłej wody. I uwaga najważniejsza – nie uzyska się w punktach czerpania wymaganej przepisami [1] temperatury ciepłej wody.
Wnioski
- Projektując układ cyrkulacyjny w instalacjach ciepłej wody, instalowane na pionach cyrkulacyjnych zawory termostatyczne należy dobierać na temperaturę wody 55°C i dla tej temperatury określać straty ciśnienia na tych zaworach.
- Przyjęcie niewłaściwej straty ciśnienia na termostatycznym zaworze regulacyjnym może spowodować niewłaściwą pracę całego układu cyrkulacyjnego, a zwłaszcza pompy i wymiennika do ciepłej wody.
Literatura
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 73, poz. 690).
2. Arkusz informacyjny VD.57.13.49 firmy Danfoss z lipca 2002 r. . Wielofunkcyjny termostatyczny zawór cyrkulacyjny MTCV.
3. Informator nr 1/2002 firmy Oventrop. Termostatyczny zawór regulacyjny do instalacji cyskulacji c.w.u. Aquastrom T plus.
4. Katalog armatury do wody 2005 firmy Honeywell. Regulacyjny zawór dławiący do cyrkulacji wody użytkowej alwa-Kombi 4.
5. Program dostaw 2005 cz. 6 firmy Herz. Armatura do wody pitnej. Ogranicznik temperatury cyrkulacyjnej
