Menu

Zasobniki ciepłej wody

 Pojęcie podgrzewacza i zasobnika solarnego

 Budowa pogrzewaczy solarnych

 Zasobniki solarne

 Schematy przyłączeniowe podgrzewaczy i zasobników

 Montaż zasobników

 Obsługa i konserwacja zasobników

 

 Pojęcie podgrzewacza i zasobnika solarnego

 

Pojęcie podgrzewacz wody i zasobnik wody są stosowane często mylnie. Za podgrzewacz wody użytkowej należy rozumieć zbiornik wody posiadający źródło ciepła bezpośrednie lub pośrednie do podgrzewania  wody. Źródłem  bezpośrednim może być np. palnik gazowy lub grzałka elektryczna, pośrednim - wężownica grzejna zasilana z osobnego źródła (kocioł, kolektor dachowy). Zasobnik ciepła jest dużym zbiornikiem o pojemności często przekraczającym 500 litrów i służy tylko do zmagazynowania ciepłej wody, w celu akumulacji ciepła.  Zasobniki nie posiadają przy tym w swojej budowie źródeł ciepła ani bezpośrednich ani pośrednich. Wymiana ciepła następuje zawsze na zewnątrz zasobnika, np. za pośrednictwem zewnętrznego wymiennika ciepła płytowego.

 

 Budowa pogrzewaczy solarnych

Podgrzewacze ciepła wykorzystywane w instalacjach solarnych charakteryzują się nieco innymi parametrami pracy niż tradycyjne używane w instalacjach wody użytkowej. Wężownica w podgrzewaczu solarnym narażona jest na znacznie większe skoki temperatur, z uwagi na charakter pracy instalacji. Wewnątrz wężownicy krąży zawsze roztwór glikolu, na zewnętrz woda użytkowa. Temperatura glikolu może się przy tym wahać od -20C do nawet +130C. Dlatego wężownice podgrzewaczy solarnych wykonywane są na ogół ze stali nierdzewnej karbowanej, co zapewnia dobrą pracę termiczną i kompensację wydłużeń cieplnych. Karbowana budowa zapewnia też znacznie większą powierzchnię wymiany ciepła, co w przypadku instalacji solarnych jest bardzo ważne.

    Według wytycznych firmy Hewalex - projektując podgrzewacz solarny należy zapewnić nie tylko odpowiednią pojemność zbiornika, ale też minimalną powierzchnię wężownicy dla zabezpieczenia odpowiednio szybkiej wymiany ciepła pomiędzy solarami, a wodą w podgrzewaczu. Współczynnik ten powinien wynosić 0,2 m2/m2 tzn. na każdy metr kwadratowy apertury kolektorów dachowych powinno przypadać co najmniej  0,2m2 powierzchni wężownicy w podgrzewaczu. W wyjątkowych przypadkach dopuszcza się wskaźnik 0,15m2/m2 .

Ze względu na budowę i zasadę działania podgrzewacze solarne można dzielić na:

- monowalentne

- biwalentne

- multiwalentne

ozekol326.jpgPodgrzewacze monowalentne wyposażone są tylko w jedną wężownicę grzejną zasilaną z kolektorów dachowych. Podgrzewacz monowalentny posiada też tylko jeden czujnik temperatury zamocowany mniej więcej w jednej trzeciej wysokości zbiornika. Może być wyposażony opcjonalnie w grzałkę elektryczną i drugie alternatywne przyłącze do zamocowania grzałki

ozekol327.jpg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. Po prawej - budowa zasobnika monowalentnego Ozn. 1- odpływ wody ciepłej, 2-powrót cyrkulacji, 3-zasilanie czynnikiem powrotnym z kolektorów dachowych, 4-przyłącze dla czujnika temperatury, 5-powrót czynnika grzewczego, 6 doprowadzenie wody zimnej, 7- wężownica wymiennika ciepła, 8-właz kontrolny do prac serwisowych, 9- zbiornik emaliowany, 10-anoda magnezowa, 11- pokrywa zbiornika, 12-izolacja cieplna

 

Zbiorniki biwalentne

Wyposażone są w dwie wężownice grzejne, górną, zasilaną z dodatkowego źródła ciepła, np. kotła gazowego i dolną zasilaną z instalacji solarnej.

 ozekol328.jpgozekol329.jpg

Rys. Zbiornik biwalentny. Ozn. TWW - odpływ wody gorącej, HV, HR - zasilanie i powrót dodatkowego źródła ciepła, TWZ - przyłącze cyrkulacji, SV, SR zasilanie i powrót instalacji solarnej, TKW - doprowadzenie wody zimnej.

 

Zbiorniki biwalentne mają dwa przyłącza czujników temperatury, dolny, w 1/3 wysokości zbiornika do pomiaru temperatury w okolicach wężownicy solarnej i górny do pomiaru temperatury wody ciepłej użytkowej. Zbiorniki biwalentne mogą być wyposażone w grzałkę elektryczną i dodatkowe przyłącza do zamocowania drugiej, a nawet trzeciej grzałki.

 

Podgrzewacza multiwalentne

To najbardziej rozbudowane zbiorniki wody ciepłej, z możliwością współpracy z wieloma źródłami ciepła, np. kotłem c.o., instalacją solarną, kominkiem z płaszczem wodnym, pompą ciepła itp. Zbiornik multiwalentny posiada często drugi wewnętrzny zbiornik do przygotowania wody użytkowej, czyli stanowi konstrukcje typu zbiornik w zbiorniku ("tank in tank"). Zewnętrzny zbiornik służy do akumulacji ciepła na potrzeby instalacji centralnego ogrzewania, natomiast wewnętrzny zbiornik służy do podgrzewania i magazynowania ciepłej wody użytkowej. Rozwiązanie takie zapewnia większe bezpieczeństwo w przygotowaniu c.w.u. eliminując rozwój bakterii legionelli (brak miejsc zastoju wody).

ozekol330.jpgozekol331.jpg

Rys. Podgrzewacz multiwalentny (BIAWAR). Ozn. 1. Króciec zasilania wężownicy górnej, 2. Króciec poboru c.w.u. 3. Króciec cyrkulacji c.w.u., 4. Króciec zasilania z.w.u., 5. Króciec powrotu z wężownicy górnej, 6. Króciec zasilania wężownicy dolnej, 7. Króciec powrotu z wężownicy dolnej, 8. Króciec przyłącza modułu grzejnego, OS – osłona czujnika temperatury, KP – króciec przyłączeniowy

 

Jak widać na powyższym rys. króćce przyłączeniowe znajdują się z obu stron zbiornika pozwalając na niemal dowolne zasilanie. Zbiornik może pracować zarówno w układach zamkniętych jak i z otwartych z naczyniem wzbiorczym bezciśnieniowym. Przykładowe schematy zasilania takiego zbiornika przedstawiam poniżej.

ozekol332.jpg

Rys. Zbiornik multiwalentny współpracujący z kolektorami dachowymi i kotłem c.o., przygotowujący gorącą wodę na potrzeby c.o. podłogowego (zbiornik zewnętrzny) i c.w.u. (zbiornik wewnętrzny). U dołu nieco inny podgrzewacz multiwalentny firmy Biawar we współpracy z kotłem i kominkiem.

ozekol333.jpg

Zestawienie elementów

ozekol41.gif

 

 

 zasobniki solarne

 

Służą do magazynowania nadmiaru ciepła powstającego podczas pracy instalacji solarnej w celu jego dalszego rozbioru. Pełnią rolę zbiorników akumulacyjnych o bardzo dobrej izolacyjności. Ładowanie odbywa się przez zewnętrzny moduł wymiennika ciepła i pompę obiegową. Zaletą zasobników jest ich prosta budowa i duża jednostkowa pojemność w stosunku do objętości. Poniżej przykładowe zasobniki firm Vissmann i Biawar.

ozekol334.jpgozekol335.jpg

Rys. Po lewej zasobnik ciepła ładowany warstwowo Vissmann Vitocell 100-E, po prawej zasobnik Biawar MEGA Z-E 220-500.80 N. Ozn. N- pobór wody ciepłej, M - dopływ wody ciepłej, K- cyrkulacja c.w.u., I,J- miejsce montażu czujnika temperatury, H- dopływ wody ciepłej, G- dopływ wody zimnej, F- osłona termometru, E- przyłącze grzałki elektrycznej, D- otwór rewizyjny

 

Ładowanie zasobników często odbywa się metodą warstwową, z podziałem zasobnika na strefy o różnej temperaturze wody. Najwyższa temperatury wody kierowana jest przy tym do góry zbiornika, gdzie znajduje się jej bezpośredni pobór. Rozwiązanie takie pozwala na szybsze korzystanie z gorącej wody i ma zastosowanie tam, gdzie duży rozbiór następuje we wczesnych godzinach doby. Ładowanie warstwowe może być realizowane poprzez:

- przepływ zmienny w kolektorze (tzw. "matched flow")

- zawory trójdrożne

- pompę o modulowanej prędkości obrotowej

 

ładowanie z przepływem zmiennym "matched flow"

ozekol336.jpg

Rys. ładowanie warstwowe przy wykorzystaniu przepływu zmiennego "matched flow"

 

W instalacjach z przepływem zmiennym prędkość przepływu czynnika przez kolektor zostaje dopasowana do wielkości promieniowania tak, aby na wylocie z kolektora uzyskać zawsze żądaną temperaturę. Jeśli promieniowanie dalej spada i uzyskanie żądanej temperatury nie jest możliwe woda kierowana jest do innej strefy zbiornika albo do innego zbiornika.

 

ładowanie warstwowe z zaworami trójdrożnymi - zasobnik podłączony jest w kilku miejscach. Zawory trójdrożne regulują przepływem czynnika kierując na górę zbiornika wodę o najwyższej temperaturze. Przy jej spadku następuje przełączenie zaworów i kierowanie chłodniejszej wody na inny poziom, aby nie powodować jej wychładzania w górnej strefie.

ozekol337.jpg

Rys. Ładowanie warstwowe z wykorzystaniem pompy modulowanej lub zaworów trójdrożnych.

 

ładowanie warstwowe  pompą modulowaną - na obiegu kolektora pracuje pompa o modulowanej prędkości obrotowej dopasowująca wielkość przepływu czynnika w zależności od wielkości promieniowania

 

15.4 Schematy przyłączeniowe podgrzewaczy i zasobników

 

Zasobnik po stronie obiegu kolektora i wody użytkowej musi być odpowiednio zabezpieczony i uzbrojony w armaturę. Poniżej kilka przydatnych schematów.

ozekol338.jpg

 

Rys. Schemat montażu podgrzewacza wody biwalentnego  BIAWAR Mega Solar. ozn.

1. Zasobnik MEGA SOLAR.
2. Zawór odcinający.
3. Zawór bezpieczeństwa.
4. Zawór spustowy.
5. Reduktor ciśnienia (opcjonalnie, jeżeli ciśnienie
w instalacji przekracza wartość dopuszczalną).
6. Filtr siatkowy.
7. Pompa cyrkulacyjna c.w.u.
8. Pompa obiegowa c.o.
9. Naczynie przeponowe c.w.u.

ozekol339.jpg

Rys. Schemat montażu zasobnika z zewnętrznym wymiennikiem ciepła (Hewalex).

 

Generalnie przy montażu zaozekol340.jpgsobników należy pamiętać o zabezpieczeniu ich przed nadmiernym wzrostem ciśnienia zarówno po stronie zasilania wodą zimną jak i po stronie wody grzewczej. Zabezpieczenie zaworem bezpieczeństwa musi umożliwiać odprowadzenie wody do kanalizacji. Zawór powinien być tak zamontowany aby jego wylot nie był skierowany na użytkownika. Przy pompach należy przewidzieć zawory zwrotne po stronie tłocznej pompy. Instalacja powinna mieć możliwość opróżnienia z wody dlatego na zasileniu należy przewidzieć zawór opróżniający lub odcinający z kurkiem spustowym.

 

Montaż zasobników

 

Transport - przewożenie zasobników ciepłej wody powinno sie odbywać za pomocą urządzeń transportowych o odpowiedniej wytrzymałości, najlepiej w opakowaniu w folii aby nie uszkodzić powierzchni ogrzewacza. Wewnątrz budynku po rozpakowaniu urządzenia, dalszy transport np. po schodach może się odbywać na pasach transportowych lub ręcznie. W obu przypadkach dla zabezpieczenia obudowy przed uszkodzeniem zaleca się usunięcie izolacji ze zbiornika. Większość producentów w instrukcjach montażu pokazuje algorytm usuwania obudowy bocznej i izolacji.

ozekol341.jpg

Rys. Demontaż obudowy zbiornika na przykładzie podgrzewacza zasobnikowego firmy ozekol342.jpgBiawar. Kolejne czynności według numeracji 1. Usunąć termometr zegarowy, zaślepkę króćca modułu grzejnego oraz zaślepkę otworu rewizyjnego. 2. Zdjąć górną pokrywę obudowy wraz z izolacją termiczną. 3. Usunąć korki zabezpieczające z króćców, oraz czarne przepusty. 4. Odkręcić wkręty mocujące i zdemontować listwę łączącą płaszcz obudowy. 5. Zdjąć płaszcz otaczający zbiornik (płaszcz obudowy). 6. Zdemontować czteroczęściową izolację termiczną.

 

Ustawianie zasobnika - zasobnik należy montować w pomieszczeniu w którym temperatura ozekol343.jpgzawsze jest dodatnia. Podłoże powinno być równe, dodatkowe poziomowania zbiornika umożliwiają regulowane nóżki (zwykle 3). Miejsce montażu musi uwzględniać minimalne odległości zasobnika od sufitu i ścian pomieszczenia pozwalające na swobodną wymianę anody magnezowej czy serwisowanie armatury. Odległości minimalne w zależności od typu zbiornika podaje producent.

 

Rys. Po lewej - regulowane nóżki zasobnika firmy Biawar

 

ozekol344.jpg

 

Rys. Po prawej - minimalne odległości od przegród dla podgrzewacza firmy Vaillant. 1- inne urządzenie w pomieszczeniu.

Jeśli pomieszczenie w którym montowany jest podgrzewacz jest zawilgocone i posadzka może powodować korozję wsporników zbiornika, należy przewidzieć wykonanie postumentu. Pamiętajmy też, że pomieszczenia do montażu zasobników i podgrzewaczy wody powinny posiadać kratkę ściekową połączoną z kanalizacją w budynku.

Montaż czujnika temperatury - w punktach pomiarowych na zasobniku zamocowane są tuleje zanurzeniowe sięgające w głąb zbiornika. W tulejach tych należy zamocować czujniki temperatury. Opis montażu na podstawie dokumentacji firmy Vaillant.

- Wyjąć czujnik temperatury c.w.u. z zestawu sterownika lub zestawu przyłączeniowego podgrzewacza (osprzęt).
- Wsunąć wiązkę czujników do tulei zanurzeniowej [2] aż do oporu. Spirala z tworzywa sztucznego [1] podczas wkładania czujników zsuwa się automatycznie do góry. Po zamontowaniu czujników spirala
nie jest już potrzebna. Sprężyna wyrównująca [6] zapewnia przenoszenie temperatury
między tuleją zanurzeniową a czujnikiem  temperatury.

- Wsunąć zapinkę zabezpieczającą czujniki [1] z boku
na tuleję zanurzeniową [2].

ozekol345.jpgozekol346.jpg

Rys. Montaż czujnika temperatury- opis powyżej. Ozn. (do rys. lewego) [1] Spirala z tworzywa sztucznego
[2] Tuleja zanurzeniowa, [3] Zaślepka, [4] Spirala z tworzywa sztucznego, [5] Czujnik temperatury, [6] Sprężyna kompensacyjna. Do rys. prawego - [1] Zapinka zabezpieczająca czujniki, [2] Tuleja zanurzeniowa

 

To tylko jedna z metod montażu czujnika. Generalnie wielu producentów zasobników i pogrzewaczy wody posiada w swojej ofercie własne rozwiązania czujników, wyposażonych od razu w części elektrycznej w piny do szybkiego montażu. Czujniki można montować w tulejach zanurzeniowych lub w postaci przylg zbiornikowych (pod izolacją). Sposób montażu i jego miejsce omawia zawsze instrukcja serwisowa.

 

Grzałka elektryczna  - Może być zamocowana fabrycznie lub pozostawiona jako opcja dodatkowego źródła ciepła. Grzałki do zbiorników mogą być dedykowane do określonego rodzaju zbiornika i producenta lub uniwersalne, pasujące do wielu modeli zbiorników. Moc grzałki powinna być adekwatna do pojemności zbiorników, aby procesozekol347.jpg nagrzewania nie trwał zbyt długo. Grzałki małej mocy do kilku kW są na ogół jednofazowe, dużej mocy rzędu >3kW trójfazowe.  Grzałki uniwersalne posiadają zwykle gwint zewnętrzny 5/4" i wbudowany termostat.

 

Fot. Grzałka Galmet do bezpośredniego montażu z gotową wtyczką i termostatem. Należy przewidzieć obok zbiornika gniazdo sieciowe 230V

Montaż grzałki w zbiorniku możemy wykonać jeszcze przed napełnieniem go wodą. Montaż na zbiornikach pracujących wymaga wyłączenia ich z ruchu i opróżnienia z wody, przynajmniej do wysokości otworu montażowego. Należy zwrócić uwagę na pozycję pracy grzałki. Niektóre grzałki wymagają do pracy pozycji poziomej. Cały element grzejny musi znajdować się zanurzony w wodzie. Dlatego nie wolno uruchamiać grzałki bez uprzedniego napełnienia i odpowietrzenia zbiornika!!!.

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});