Teoretyczne zagadnienia zastosowania rozdzielaczy hydraulicznych i zbiorników buforowych w nowoczesnych instalacjach grzewczych

W ostatnich latach opracowano wiele nowych systemów grzewczych, których zasadniczym kierunkiem poszukiwań była ekonomizacja procesu przygotowania i dostawy ciepła do odbiorcy, zminimalizowanie strat, a tym samym kosztów zużycia energii. Istotę planowanej energooszczędnej gospodarki cieplnej, poza założeniami wynikającymi z koncepcji architektoniczno-budowlanej, stanowi odpowiednie sprecyzowanie następujących kryteriów projektowych: o rodzaju i ilości źródła (źródeł) ciepła; o sposobu dystrybucji energii cieplnej; o rodzaju urządzeń grzewczych w układach odbiorczych; o systemu regulacji; oraz założeń jakościowych uwzględniających: o specyfikę układów wymagających obniżonej temperatury czynnika grzewczego; o specyfikę układów wymagających podwyższonej temperatury czynnika grzewczego; o okresowe przegrzewy w układzie przygotowania ciepłej wody; o kojarzenie ciepła uzyskanego ze źródeł alternatywnych z energią cieplną źródła podstawowego; wykorzystanie ciepła strumienia powracającego z instalacji, przy braku rozbioru. W tak zdefiniowanym systemie gospodarowania energią cieplną, wykorzystuje się, na coraz większą skalę, urządzenia akumulujące energię cieplną, kojarzące przestrzenie hydrauliczne i rozwiązania umożliwiające przeprowadzenie procesów technologicznych uwzględniając warunki lokalne, np. z wykorzystaniem przyłącza energetycznego. Wśród takich opracowań należy wymienić akumulatory (bufory) ciepła, szczególnie zasobniki ciepła z wbudowanymi segmentami uwarstwiającymi, wielofunkcyjne pionowe i szeregowe rozdzielacze hydrauliczne, rozdzielacze hydrauliczne systemu ZORT, miniwęzełki realizujące zasadę indywidualnego przygotowania c.w.u. w mieszkaniu odbiorcy. Można wymienić liczne przykłady skutecznego zastosowania tych rozwiązań w budownictwie mieszkaniowym, użyteczności publicznej i przemysłowym. Inżynierskie i projektowe kwestie ich zastosowania są szeroko poruszane w literaturze technicznej [1-11]. Zaskakującym na tym tle jest fakt, że praktycznie brakuje jakiejkolwiek, szczegółowo opracowanej teorii działania omawianych urządzeń. Nie dziwi więc, że dość liczne są skargi mieszkańców budynków wyposażonych w najnowocześniejsze węzły cieplne. Dotyczą one przegrzania lub niedogrzania budynków, czy też, najczęściej niewystarczająco wysokiej temperatury c.w.u. Brak teorii powoduje, że takie przypadki eliminowane są metodą prób i błędów, czyli zmian wnoszonych w wyposażenie węzłów cieplnych a następnie obserwacji ich działania. W instalacjach cieplnych, zasilających dobrze termoizolowane obiekty, pojawia się coraz częściej problem konieczności obniżenia temperatury powrotu czynnika grzewczego i odzyskania niewykorzystanej w obwodach odbiorczych układu energii cieplnej zawartej w strumieniu powrotnym. Dzieje się tak za sprawą coraz doskonalszych materiałów, izolujących termicznie obiekty budowlane, udoskonalonych układów instalacyjnych, wyposażonych w nadążną armaturę i automatykę, jak również instalacji o małym zładzie i, co za tym idzie, o małej bezwładności cieplnej. W opracowaniu przedstawiono wyniki opracowania obliczone z modelu matematycznego dla trzech, z sześciu wstępnie klasyfikowanych układów cieplnych, na drodze spójnej teorii działania nowoczesnych urządzeń do akumulacji i rozdziału ciepła, usprawniających funkcjonowanie węzłów cieplnych i całego układu cieplnego.

Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne, nauki ścisłe i przyrodnicze
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki o ziemi i środowisku