1
1. Systematyka (podział) źródeł, węzłów oraz sieci cieplnych.
SYSTEMATYKA ŹRÓDEŁ:
- konwencjonalne (energia pozyskiwana przez spalanie paliw lub z nośnika
energii np. prądu elektrycznego)
- kotłownie
- ciepłownie
- elektrociepłownie
- niekonwencjonalne (wykorzystujące energię odnawialną
Podział kotłów, podstawowych elementów źródeł :
- energetyczne
- przemysłowe
- grzewcze (c.o.) ; wodne i parowe (maks. moc do 500 kW)
Podział kotłów ze względu na ich budowę:
- żeliwne i stalowe (mat. konstrukcyjny na powierzchnię wymiany ciepła)
- jednopaliwowe i wielopaliwowe (przestawialne)
- ręczne i zautomatyzowane
Podział kotłów ze względu na paliwo: gaz/ paliwo ciekłe/ paliwo stałe
PODZIAŁ SIECI CIEPLNYCH
Ze względu na:
1. czynnik grzewczy:
parowe (raczej obiekty przemysłowe)
wodne (budynki)
2. parametry czynnika:
niskoparametrowe (t =115
o
C, p = 70 kPa)
wysokotemperaturowe (powyżej 115
o
C)
3. ilość przewodów:
jednoprzewodowe (bardzo rzadki przypadek)
dwuprzewodowe
trójprzewodowe
czteroprzewodowe
4. sposób połączenia źródła i odbiorników (układ geometryczny)
pajęcza – duże bezpieczeństwo zaopatrzenia ale trzeba użyć dużą ilość przewodów
promieniowa – wada: jeśli pęknie rurociąg magistralny to poważny problem
pierścieniowa
rozdzielcza (osiedlowa) istnieje węzeł grupowy, który zaopatruje kilka budynków
5. podział ze względu na budowę:
podziemne – kiedyś: kanałowe obecnie: bezkanałowe (w rurze ochronnej przykrytej gruntem)
napowietrzne – na niskich podporach (50 – 70 cm nad ziemią) zasłania się je zielenią, ukrywa
czasem na wysokich podporach, by ominąć mosty itp.
PODZIAŁ WĘZŁÓW:
Węzły dzielimy ze względu na pełnione przez nie funkcje na:
•węzły centralnego ogrzewania,
•węzły centralnej ciepłej wody,
•węzły ciepła technologicznego,
•węzły o przeznaczeniu przemysłowym.
Ze względu na liczbę stopni podgrzewania wody:
•jednostopniowe,
•dwustopniowe.
Według sposobu połączenia wymienników c.w.u. względem c.o.:
•szeregowe,
•równoległe,
2
w przypadku dwustopniowego układu – szeregowo-równoległe.
Według rodzaju zastosowanych urządzeń do przygotowania i magazynowania ciepłej wody:
•bezzasobnikowe,
•zasobnikowe.
Ze względu na liczbę jednocześnie pełnionych funkcji:
•jednofunkcyjne,
•dwufunkcyjne np. c.o + c.w.u.,
•wielofunkcyjne.
Pod względem liczby pełnionych funkcji węzły cieplne można podzielić na:
•węzły jednofunkcyjne:
–centralnego ogrzewania,
–ciepła technologicznego,
–centralnej ciepłej wody (tylko w kotłowniach).
•węzły dwufunkcyjne:
–centralnego ogrzewania i ciepła technologicznego,
–centralnego ogrzewania i centralnej cieplej wody,
–ciepła technologicznego i centralnej cieplej wody.
•węzły trójfunkcyjne (wielofunkcyjne)
- centralnego ogrzewania, ciepła technologicznego i centralnej ciepłej wody.
2.Bilans potrzeb cieplnych obiektów przyłączanych do systemu ciepłowniczego. Podstawy wymiarowania sieci
cieplnych wodnych i parowych. Obliczenia strat ciśnienia w sieci cieplnej.
BILANS POTRZEB CIEPLNYCH OBIEKTÓW PRZYŁĄCZANYCH DO SYSTEMU CIEPŁOWNICZEGO
Moc cieplna, którą dostarczyć powinna sieć, w zależności od rodzaju odbiorców występujących w obszarze
zaopatrywanym w ciepło oraz typu ich potrzeb cieplnych, powinna pokrywać zapotrzebowanie na:
-moc cieplną do ogrzewania pomieszczeń oraz podgrzewania wentylującego je powietrza, w systemie wentylacji
naturalnej
-moc cieplną dla instalacji wentylacji mechanicznej
-moc cieplną dla podgrzewania ciepłej wody użytkowej
-moc cieplną dla pokrycia innych potrzeb technologiczno – produkcyjnych
Ogólny bilans mocy dostarczanej przestawia się wzorem:
T
CWU
W
O
Q
Q
Q
Q
Q
[MW] (1)
gdzie:
Q
o
- moc cieplna na potrzeby ogrzewania i wentylacji naturalnej [MW]
Q
w
- moc cieplna na potrzeby systemów wentylacji mechanicznej [MW]
Q
cwu
- moc cieplna na potrzeby podgrzania ciepłej wody użytkowej [MW]
Q
T
- moc cieplna na potrzeby technologiczno - produkcyjne [MW]
Ogólna zależność na moc dostarczana na cele grzewcze ma postać.
)
(
zew
wew
O
t
t
q
V
Q
[W] (2)
gdzie:
V- kubatura budynku, liczona po wymiarach zewnętrznych [m
3
]
q- „mała” charakterystyka budynku [W/m
3
K].
t
wew
– średnia temperatura wewnętrzna w budynku [
o
C]
t
zew
- temperatura zewnętrzna [
o
C]
3
Ogólnie moc cieplną dla wentylacji mechanicznej bez odzysku ciepła można oszacować z poniższego wzoru:
)
(
zew
wew
p
W
t
t
c
V
Q
[W] (4)
gdzie:
V- strumień powietrza na cele wentylacji i klimatyzacji [m
3
/s]
r- gęstość powietrza [kg/m
3
]
c
p
- ciepło właściwe powietrza [J/kgK]
t
wew
- obliczeniowa temperatura wewnętrzna [
o
C]
t
zew
- temperatura zewnętrzna [
o
C]
Zapotrzebowanie na ciepło (energię) potrzebne do ogrzania 1 m
3
wody
z
c
w
cwj
t
t
c
Q
[kJ/m
3
]
cwj
Q
- energia potrzebna do ogrzania jednostkowej ilości ciepłej wody [kJ/m
3
],
w
c
- ciepło właściwe wody [kJ/kg·K],
186
,
4
w
c
[kJ/kg·K],
- gęstość wody [kg/m
3
], przyjmowane
1000
[kg/m
3
],
c
t
- temperatura ciepłej wody użytkowej w podgrzewaczu [˚C],
z
t
- temperatura wody zimnej [˚C],
dla ujęcia wód podziemnych przyjmowana jest temperatura
10
z
t
[˚C],
PODSTAWY WYMIAROWANIA SIECI CIEPLNYCH WODNYCH
Czynnik grzewczy woda – strumień masowy czynnika grzewczego konieczny do „przeniesienia” jednostkowej mocy
cieplnej tj. 1000 kW (1 MW):
s
kg
K
kW
m
j
/
9
,
2
80
19
,
4
1000
dla Dt = 70 K odpowiednio m
j
=3,4 [kg/s]
s
m
s
kg
V
j
/
0034
,
0
1000
/
4
,
3
3
Dla sieci parowych :
r
Q
m
dz
j
gdzie :
r = i” – i’ = 2500 [kJ/kg], entalpia parowania wody
s
kg
kg
kJ
kW
m
j
/
4
,
0
/
2500
1000
Para jest bardzo dobrym nośnikiem ciepła, którego relatywnie nieduży strumień jest zdolny przekazać dużą moc
cieplną, w wyniku oddania ciepła skraplania.
Czynnik w przewodzie zasilającym jest parą lekko przegrzaną, o gęstości r” [kg/m
3
], zbliżonej do gęstości nasyconej
pary wodnej – zatem strumień objętościowy pary w przewodzie zasilającym powinien być równy:
4
''
''
/
4
,
0
s
kg
m
V
j
j
Zaś w przewodzie powrotnym będziemy mieć do czynienia ze skroplinami o gęstości r’ – zbliżonej do gęstości cieczy
nasyconej (r’ będzie zbliżone do gęstości wody tj. ok. 1000 [kg/m
3
]). Zatem strumień objętościowy skroplonego
czynnika będzie kilkaset razy mniejszy niż pary:
s
m
m
V
j
j
/
0004
,
0
1000
4
,
0
3
'
Z powodu znacznej różnicy wielkości strumienia objętościowego V
j
przewody parowy i cieczowy w parowej sieci
cieplnej mają wyraźnie różne wielkości średnic i odpowiadające im wielkości przekroju przepływu. Przewód parowy
ma zdecydowanie większą średnicę , bo strumień objętościowy pary jest duży i nawet przy znacznych prędkościach
(20-30m/s) konieczny jest duży przekrój. Natomiast mniejsze rozmiary przewodu skroplinowego wynikają ze
znacznie mniejszego strumienia objętościowego czynnika, który osiąga w nim prędkości zakresu od 1-3 m/s.
Dobór średnicy rurociągu sieci według prędkości
s
m
d
V
w
/
4
2
Sieci parowe
Strumień masowy pary :
r
Q
m
dz
s
kg
kg
kJ
kW
/
gdzie :
dz
Q
- zapotrzebowanie na moc cieplną danej działki [ kW ]
r
- entalpia parowania czynnika ( wody ) [ kJ/kg ] :
i
i
r
Strumień objętościowy pary :
m
V
s
m
m
kg
s
kg
3
3
/
/
gdzie :
m
- strumień masowy pary [ kg/s ]
- gęstość pary o stanie nasycenia [ kg/m
3
] :
Parametry pary w sieci zmieniają się. W wyniku przepływu pary, następuje spadek ciśnienia( 2
5 K/ 100m przewodu
parowego ) oraz wymiana ( straty ) ciepła z otoczeniem, wynikiem czego występuje m.in. skroplenie się pary.
2
2
1
śr
[ kg/m
3
]
l
T
T
p
R
p
p
śr
1
1
1
2
1
2
1
2
2
1
T
T
T
śr
[ K ], gdzie dla pary nasyconej
1
1
T
T
śr
gdzie :
1
1
, p
T
- temperatura i ciśnienie pary na wejściu do sieci [ K ]
2
2
, p
T
- temperatura i ciśnienie pary na wyjściu z sieci [ K ]
R
- jednostkowa strata ciśnienia w sieci [ Pa/m ]
5
l
- długość sieci [ m ]
Przewód skroplinowy liczymy według podobnych zasad jak przewód dla sieci wodnych :
m
V
s
m
m
kg
s
kg
3
3
/
/
gdzie :
m
- strumień masowy pary [ kg/s ]
- gęstość skroplin [ kg/m
3
]
2
4
d
V
w
[ m/s ]
Straty ciśnienia
m
l
c
p
p
p
l
R
p
l
gdzie: R – jednostkowa strata ciśnienia wywołana oporami tarcia Pa/m
l – długość przewodu sieci
2
2
w
d
l
p
l
s
m
d
m
w
/
4
2
5
2
806
,
0
d
m
l
p
l
2
2
w
p
m
4
2
806
,
0
d
m
p
m
l
m
p
p
a
a
R
L
p
c
1
a
p
p
L
c
1
a
RL
p
c
1
L
m
p
p
a
W obliczeniach orientacyjnych można uwzględniać udział oporów miejscowych w całkowitej stracie ciśnienia dla :
a = 0,1 dla odległości powyżej 50m.
a = 0,7 dla węzłów cieplnych tuż przy budynkach
a = 0,2 dla niedużych odległości między budynkami ( do 50m )
6
3. Konstrukcja wykresu ciśnień piezometrycznych dla wodnych sieci ciepłowniczych. Warunki nałożone na
ciśnienia w sieci w przypadku bezpośredniego i pośredniego przyłączenia obiektów ogrzewanych. Stabilizacja
ciśnienia. Układy stabilizacji ciśnienia i uzupełniania czynnika. Elementy regulacyjne i zabezpieczające źródeł
ciepłowniczych.
KONSTRUKCJA WYKRESU CIŚNIEŃ PIEZOMETRYCZNYCH :
Wykres piezometryczny w sposób graficzny przedstawia wielkość ciśnień i ich współzależności dla poszczególnych
punktów układu jaki stanowią źródło ciepła, sieć cieplna i zespół odbiorców ciepła.
Przy sporządzaniu wykresu ciśnień zaleca się następując tok postępowania:
- przyjęcie odpowiedniej skali poziomej i pionowej, aby uzyskać przejrzystość wykresu i nie rozbudować go zbytnio
wzdłuż. Skalę pionową przyjmuje się zwykle dziesięciokrotnie większą od poziomej (np. 1:100/1000 , 1:500/5000).
- wzdłuż przyjętej skali poziomej należy narysować plan trasy sieci cieplnej w postaci linii prostej (bez zakrętów) oraz
plany odgałęzień ( z odstępem równolegle do magistrali). Oznaczyć należy poszczególne odcinki, nadając im
odpowiednie numery.
- w odniesieniu do przyjętej skali pionowej należy narysować profil terenu, wzdłuż którego przebiegają przewody
magistrali. Przyjmuje się, że dla sieci podziemnych linia osi przewodów pokrywa się z rzędną terenu. Następnie
zaznacza się budynki jako odcinki pionowe o odpowiedniej wysokości.
- po skończeniu sporządzania profilu wygodniej jest przejść do skali względnej, przyjmując jako poziom odniesienia
rzędną umieszczenia pompy sieciowej ( lub punktu podłączenia do istniejącej sieci cieplnej)
Warunki stawiane rozkładowi ciśnienia w sieci cieplnej.
Wymaganą wartość ciśnienia w układzie ciepłowniczym wyznacza się po ustaleniu:
a. niezbędnych wartości ciśnienia, w poszczególnych punktach sieci
b. niezbędnego ciśnienia w źródle, podczas pracy pomp obiegowych
c. wartości ciśnienia stabilizacji, które musi być stale utrzymywane
(nawet po wyłączeniu pomp obiegowych) ze względu na zapobieganie odparowaniu czynnika grzewczego
d. zmian ciśnienia w sieci w różnych warunkach eksploatacyjnych
7
e. położenia tzw. punktu obojętnego.
Ciśnienie w sieci ciepłowniczej występujące w punkcie obojętnym, tzn. takim w którym nie ulega ono zmianie
niezależnie od stanu pomp obiegowych (praca, wyłączenie) może być utrzymywane za pomocą otwartych i
zamkniętych naczyń wzbiorczych (jak w instalacji c.o.) lub pomp uzupełniająco-stabilizujacych (najpowszechniej
stosowane).
Ciśnienie w punkcie obojętnym odpowiada ciśnieniu w miejscu włączenia naczynia wzbiorczego do sieci :
- w układzie otwartym – wynika z różnicy poziomu wody w naczyniu wzbiorczym i miejsca włączenia do systemu
- w układzie zamkniętym – z ciśnienia gazu obojętnego w ponad wodą w naczyniu wzbiorczym i ciśnienia
hydrostatycznego jak w układzie otwartym
STABILIZACJA CIŚNIENIA :
Sposoby utrzymania ciśnienia stabilizacji :
1.Przy użyciu naczynia wzbiorczego z poduszką gazu obojętnego lub parową, włączonego przed lub za pompami
obiegowymi
2.Przy użyciu układu z pompami uzupełniającymi
3.Przy wykorzystaniu pomp stabilizujących
4.Przy użyciu układu z pompami stabilizująco-uzupełniającymi
ELEMENTY REGULACYJNE I ZABEZPIECZAJĄCE ŹRÓDEŁ CIEPŁOWNICZYCH:
A)ZABEZPIECZAJĄCE
- zawory bezpieczeństwa – zabezpieczają przed nadmiernym wzrostem ciśnienia
- zawory zwrotne – służą do zabezpieczania przed przepływem w odwrotnym kierunku niż zamierzony, mają
konstrukcję grzybkową lub klapową
-odmulacze - służą do oczyszczania wody sieciowej od zanieczyszczeń mechanicznych
4.Kompensacja wydłużeń cieplnych w sieciach kanałowych i napowietrznych oraz w sieciach preizolowanych
(bezkanałowych).
Kompensację wydłużeń inaczej rozwiązuje się w sieciach cieplnych kanałowych i napowietrznych, w inny sposób zaś
w sieciach podziemnych bezkanałowych (preizolowanych).
Wydłużenia termiczne sieci podziemnych kanałowych i napowietrznych mogą być kompensowane w ramach
tzw. samokompensacji (kompensacji naturalnej) lub poprzez wykorzystanie kompensatorów. Najpierw należy zawsze
określić wielkość wydłużenia rozpatrywanego odcinka przewodu.
1
2
t
t
l
l
gdzie: l- obliczeniowa długość rurociągu, pomiędzy podporami stałymi
- współczynnik rozszerzalności termicznej, liniowej materiału rury
t
2
, t
1
– maksymalna i minimalna temperatura rurociagu
Podstawowe układy samokompensacji to: układ w kształcie litery L o kącie rozwartym lub prostym, albo w kształcie
litery Z. Układ samokompensacji przejmuje bezpiecznie powstające wydłużenia pod warunkiem, że powstające
naprężenia są mniejsze od dopuszczalnych. Z wykorzystaniem tego warunku można uzyskać zależności pozwalające
na ustalenie największej odległości punktów stałych, przy której powstające naprężenia zginające będą mniejsze od
dopuszczalnych.
Armatura:
• Łuki
• Odgałęzienia
• Zwężki
• Izolacje
• Przewody obejściowe
• Zawory sekcyjne (co 1 km)
Kompensacja wydłużeń (kanałowe i napowietrzne sieci)
Dla preizolowanych co pewien odcinek jest punkt stały
8
Wydłużenia
Gdzie:
Naprężenia
Kompensacja – można wykorzystać naturalne elementy Siecie (np. „Z” albo „L”) albo kompensatory lub wydłużki
np. mieszkowe
Aby wydłużenie było osiowe to stosuje się podpory kierunkowe
Kompensator dławnicowy – rura w rurze (już nie stosowany)
Odległość maksymalna między podporami stałymi
Gdzie: dz – średnica zewnętrzna
q – jednostkowa masa przewodu
Siły działające na podporę stałą – tarcie i wiatr
Siły działające na podporę ruchomą – tarcie ślizgowe (podpory ślizgowe albo rolkowe)
5.Budowa jednofunkcyjnych węzłów c.w. Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną do przygotowania
ciepłej wody w węzłach bez-zasobnikowych i zasobnikowych .
Definicja godzinowego współczynnika nierównomierności rozbioru ciepłej wody.
Dobór zasobników o pełnej i niepełnej akumulacyjności dla budynków mieszkalnych.
Współczynnik redukcji zapotrzebowania na moc cieplną w wyniku użycia zasobników.
A.BUDOWA WEZLOW JEDNOFUNKCYJNYCH:
Węzły jednofunkcyjne przygotowania centralnej ciepłej wody
Węzły wymiennikowe przygotowania centralnej ciepłej wody rzadko występują jako obiekty samodzielne,
przeważnie połączone są z węzłem centralnego ogrzewania, bezpośrednim lub pośrednim. Jako odrębne, mają
zastosowanie głównie w kotłowniach niskoparametrowych
Węzły jednofunkcyjne CO lub Ciepła Technologicznego:
9
B. Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną do przygotowania ciepłej wody w węzłach bez-zasobnikowych i
zasobnikowych.
Ogólny wzór na moc cieplna potrzebna do podgrzania c.w.u. ma postać [5]:
t
c
q
Q
w
CWU
3600
[W] (5)
gdzie:
q – obliczeniowe, godzinowe zużycie c.w.u, odpowiednie dla sposobu podgrzewania wody i akumulacyjności
urządzeń
c
w
- ciepło właściwe wody [J/kgK]
- gęstość wody [kg/m
3
]
Przepływy obliczeniowe (zużycie c.w.u.) mają postać [5]:
c
d
śr
q
U
q
[m
3
/d] (6)
d
śr
h
śr
q
q
[m
3
/h] (7)
h
h
śr
h
N
q
q
max
[m
3
/h] (8)
gdzie:
q
d
śr
- średnie, dobowe zapotrzebowanie na c.w.u. [m
3
/d]
q
h
śr
- średnie, godzinowe zapotrzebowanie na c.w.u. [m
3
/h]
q
h
max
- maksymalne godzinowe zapotrzebowania na c.w.u. [m
3
/h]
q
c
- jednostkowe, dobowe zapotrzebowanie na c.w.u. [m
3
/dmk], równe 0,11 – 0,13 m
3
/dmk
U- liczba użytkowników ciepłej wody
C. Definicja i obliczenia godzinowego współczynnika nierównomierności rozbioru ciepłej wody.
N
h
- współczynnik godzinowej nierównomierności rozbioru wody, obliczany jako:
N
h
= 9,32U
-0,244
Zapotrzebowanie na moc
Ogólny bilans mocy dostarczanej przestawia się wzorem:
T
CWU
W
O
Q
Q
Q
Q
Q
[MW] (1)
gdzie:
Q
o
- moc cieplna na potrzeby ogrzewania i wentylacji naturalnej [MW]
Q
w
- moc cieplna na potrzeby systemów wentylacji mechanicznej [MW]
Q
cwu
- moc cieplna na potrzeby podgrzania ciepłej wody użytkowej [MW]
Q
T
- moc cieplna na potrzeby technologiczno - produkcyjne [MW]
Ogólna zależność na moc dostarczana na cele grzewcze ma postać.
10
)
(
zew
wew
O
t
t
q
V
Q
[W] (2)
gdzie:
V- kubatura budynku, liczona po wymiarach zewnętrznych [m
3
]
q- charakterystyka mała budynku [W/m
3
K].
t
wew
- obliczeniowa temperatura wewnętrzna [
o
C]
t
zew
- temperatura zewnętrzna [
o
C]
Średnie godzinowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę budynku V
hsr
dsr
hsr
V
V
[m
3
/d]
- liczba godzin użytkowania w ciągu doby, przyjmowana: często zakłada się: 18 h/d,
18
,r
d
hsr
V
V
[m
3
/h]
M
d
l
Msr
*
/
130
110
Współczynnik nierównomierności K
h
=
D. Wymiarowanie zasobników o pełnej i niepełnej akumulacyjności:
- sprawność magazynowania energii zasobnika
(Można dobrać taki zasobnik że stale będzie średni pobór energii, jest to zasobnik o pełnej akumulacyjności)
O pełnej akumulacyjności
O niepełnej akumulacyjności
Współczynnik akumulacyjności
E. Współczynnik redukcji zapotrzebowania na moc cieplną wymienników w wyniku użycia zasobników.
Gdy
–
- brak zasobnika
–
- zasobnik o pełnej akumulacyjności
–
11
6. Dwufunkcyjne węzły c.o. + c.w. Rozwiązania układów hydraulicznych, podstawy obliczeń cieplno-
przepływowych. Wymagania dotyczące wyposażenia i zabezpieczenia węzłów cieplnych .
-Wymienniki o poszczególnych funkcjach tworzą w złożonych typach węzłów tzw. sekcje lub złącza.
-Sekcje (złącza) centralnego ogrzewania i centralnej ciepłej wody wyposażone są w armaturę i urządzenia regulacji
automatycznej, stosownie do przyjętego typu węzła. Inne wyposażenie będzie w węźle jednostopniowym
przygotowania c.w., inne w dwustopniowym.
-W węźle o połączonych funkcjach centralnego ogrzewania i centralnej ciepłej wody istnieją dwa sposoby włączenia
wymienników c.w.: szeregowy i równoległy.
-Połączenie szeregowe oznacza, że czynnik (całość lub część strumienia masy czynnika) płynie kolejno (szeregowo)
przez odpowiednie sekcje: centralnego ogrzewania i ciepłej wody. Odgałęzienie czynnika dla potrzeb
technologicznych występuje zwykłe przed odgałęzieniem do wymiennika c.w. na zasileniu i za włączeniem przewodu,
którym czynnik powraca z wymiennika I stopnia, na powrocie. W zależności od warunków, szczególnie od proporcji
zapotrzebowania mocy cieplnej dla różnych celów, węzeł ciepła technologicznego zaopatruje się w odrębny zawór
stabilizacji różnicy ciśnień i licznik ciepła, możliwe jest jednak zastosowanie w węźle wspólnych urządzeń
regulacyjnych i pomiarowych dla wszystkich potrzeb.
-Węzeł ciepła technologicznego może być bezpośredni lub wymiennikowy.
Węzeł jednostopniowy szeregowy
Ciepła woda podgrzewana jest w jednym wymienniku, przez który przepływa najczęściej część strumienia masy
czynnika kierowanego następnie do instalacji centralnego ogrzewania. Schłodzenie wody po przepłynięciu przez
wymiennik ciepłej wody należy uwzględnić przy doborze wymiennika centralnego ogrzewania. Powierzchnia
wymienników c.o. i strumień wody sieciowej będą większe niż w przypadku dopływu wody z sieci o nieobniżonych
parametrach. Węzły o połączeniach szeregowych w przewodzie zasilającym stwarzają istotne trudności w
zapewnieniu właściwych strumieni mas czynników w poszczególnych obiegach. Wypadkowa charakterystyka
hydrauliczna układu jest zależna od stopnia otwarcia zaworów regulacyjnych, przy czym otwarcie zaworu
regulacyjnego ciepłej wody prowadzi na ogół do wzrostu kąta nachylenia charakterystyki, a więc w kierunku
odwrotnym niż wynikający z optymalnego algorytmu regulacji.
Węzeł jednostopniowy równoległy
Ciepła woda podgrzewana jest w jednym wymienniku, przez który przepływa część strumienia masy czynnika
dopływającego do węzła. Następuje rozdzielenie strumieni tak, że do każdego z wymienników dopływa woda o tej
samej temperaturze. Na rysunku 17 pokazano sposób połączeń równoległego, jednostopniowego węzła centralnego
ogrzewania i centralnej ciepłej wody. W każdym z obiegów powinny się znaleźć niezbędne elementy wyposażenia,
takie jak armatura, aparatura kontrolno-pomiarowa i urządzenia automatycznej regulacji. Dla zapewnienia
wymaganych strumieni masy czynnika grzejnego niezbędne jest wyrównanie strat ciśnienia w poszczególnych
obiegach. Ten typ węzła, w przeciwieństwie do szeregowego umożliwia wyrównanie strat ciśnienia dla przepływów
obliczeniowych.
12
Węzeł dwustopniowy szeregowo-równoległy
Czynnik powracający z instalacji centralnego ogrzewania ma w przeciętnych, najmniej korzystnych warunkach
temperaturę ok. 40-45 °C. W celu wykorzystania tego ciepła, proces przygotowania centralnej ciepłej wody rozdziela
się na dwa stopnie (strefy), z których pierwsza włączona jest za wymiennikiem centralnego ogrzewania (I stopień
przygotowania ciepłej wody). Temperatura wody powracającej z instalacji c.o., z wyjątkiem okresu temperatur
powietrza zewnętrznego zbliżonych do temperatury obliczeniowej, nie pozwala na całkowite pokrycie potrzeb
przygotowania c.w.u. Czas trwania temperatur ekstremalnie niskich nie jest statystycznie zbyt długi, toteż w
większości czasu trwania sezonu grzewczego niezbędne będzie dodatkowe podgrzanie wody opuszczającej
wymiennik I stopnia do wymaganej temperatury 50-55 °C. Podgrzanie to realizuje się w wymienniku połączonym
równolegle względem wymiennika centralnego ogrzewania, podobnie jak w węźle jednostopniowym równoległym.
Wodę powracającą z tego wymiennika (II stopnia) można również skierować do wymiennika I stopnia. W przypadku
wymienników płaszczowo- rurowych starszych generacji istniała możliwość skierowania do wymiennika I stopnia
całego strumienia masy wody sieciowej, w przypadku nowych konstrukcji wymienników strumień masy kierowany
do I stopnia jest zależny od typu zastosowanych urządzeń i od realizacji funkcji tzw. priorytetu ciepłej wody. Część
strumienia masy płynie najczęściej obejściem wymiennika I stopnia. Węzeł taki nosi nazwę węzła szeregowo-
równoległego. Jest to najczęściej występujący w miejskich systemach ciepłowniczych typ węzła