Re: Zmiana zwykłego pieca na eko
autor: mały_energetyk » 03 sty 2010, 12:44
Pozwalam sobie przypomnieć, że nasza dyskusja dotyczy kotłów automatycznych ze sterowaniem elektronicznym.
Pozostawmy zatem – na razie – „radosną twórczość” zawartą w niektórych instrukcjach obsługi i skupmy się na meritum.
Prawdy oczywiste
Kocioł zamienia energię chemiczną paliwa na ciepło.
Ciepło to w wymienniku przepływa do wody grzewczej i transportowane instalacją do grzejników ogrzewa pomieszczenia.
Schłodzona w grzejnikach woda powraca do kotła, gdzie na powrót jest podgrzewana.
Sterownik elektroniczny (najprostszy – bistabilny) reaguje na sygnał, jakim jest temperatura wody wychodzącej z kotła. Zapora dla sterownika jest tzw. temperatura zadana. Gdy kocioł osiągnie ten stan, to wówczas przechodzi w tzw. podtrzymanie. Gdy temperatura wody wychodzącej z kotła obniży się, to sterownik ponownie przestawia kocioł w tryb pracy.
Im większa jest różnica temperatur wody (wychodzącej i powrotnej), tym kocioł dłużej musi pracować, aby osiągnąć temperaturę zadaną.
Praca paleniska sterowanego sterownikiem bistabilnym polega na tym, że do określonej wielkości nadmuchu powietrza operator kotła dobiera parametry czasu podawania paliwa i czasu przerwy pomiędzy podawaniami. Parametry te powinien dobrać tak, aby temperatura wody wychodzącej z kotła rosła, bo to zapewnia układowi odbioru niezbędną – oczekiwaną ilość ciepła.
Ideałem byłoby, gdyby kocioł osiągał temp. bliską zadanej i cały czas na niej się utrzymywał. Byłby to bowiem stan równowagi: podaż ciepła – popyt na ciepło. Niestety układy c.o. nie ą aż tak stałe w potrzebach. Dlatego stan równowagi może trwać, co najwyżej krótką chwilę. Zawsze więc jeden z układów będzie w przewadze. Jeśli będzie to kocioł, to temperatura wody wychodzącej będzie rosła i kocioł po pewnym czasie przejdzie w stan podtrzymania.
Jeżeli w przewadze będzie układ odbioru (instalacja + grzejniki), to kocioł będzie pracował cały czas, a temperatura wody wychodzącej z niego będzie powoli ulegać obniżeniu.
Co się dzieje gdy w układ kotła automatycznego ze sterowaniem elektronicznym wpięty zostanie zawór n-drogowy?
Zawór taki wpięty w instalację przekierowuje część wody gorącej wychodzącej z kotła do jego powrotu. Tym samym mniej gorącej wody zasila układ odbioru (instalację + grzejniki).
Ponieważ różnica temperatur wody w kotle w takim przypadku maleje, więc kocioł szybciej osiąga temperaturę zadaną i przechodzi w stan podtrzymania. Ale jest to pozorny stan przewagi kotła nad instalacją odbiorczą. Bo w tym samym czasie układ odbioru schładza się i do kotła zaczyna napływać znacznie zimniejsza woda.
Kocioł ma swoją pojemność wodną. Woda w kotle – nie ma w całej swojej objętości tej samej temperatury. Najwyższa jest w górnej warstwie. jest jej w sumie kilkanaście procent całej objętości. Im niżej, tym woda zimniejsza. Strugi wody o różnej temperaturze niechętnie mieszają się ze sobą. Dlatego w czasie postoju kotła przy pracującej pompie czujnik temperatury dość długo nie wykazuje jej zmiany, bo zimna woda wypiera warstwę ciepłej. Następnie obserwuje się dość gwałtowny spadek temperatury. Kocioł rusza. Tyle, że jest w opóźnieniu do potrzeb. Cały wypełniony jest chłodniejszą wodą, którą musi podgrzać. Tym bardziej, że z układu odbioru cały czas napływa coraz to zimniejsza woda. Kocioł wymaga długiego czasu, aby osiągnąć swoje dobre parametry pracy.
Często – gdy nastąpi znaczne wychłodzenie pomieszczeń, to bez ingerencji operatora zmieniającego nastawę parametrów pracy kotła (zmiana mocy) lub ustawienia stopnia otwarcia zaworu n-drogowego układ grzewczy kotła nigdy (lub po długim czasie) nie osiągnąłby przewagi, czyli nie zapewniłby odbiornikom oczekiwanej ilości ciepła.
Zatem wprowadzenie do układu kotła ustawionego na pracę ze stałą mocą zaworu n-drogowego jest bezcelowe.
Łatwiej bowiem, prościej i taniej jest wprowadzić jeden z układów regulacji temperatury oczekiwanej bezpośrednio w miejscach, gdzie znajdują się grzejniki oraz takie ustawienie nastaw temperatury na kotle, aby układ: kocioł – odbiorniki był jak najbliższy równowagi, a odchyłki przewagi krótkie i małe.
Czy niska temperatura wody powrotnej ma wpływ na korozję kotła?
Układy grzewcze pracujące w oparciu o kocioł automatyczny sterowany elektronicznie wyposażone są w pompę obiegową.
Jeżeli pompa jest sterowana przez sterownik kotła, to:
1. zostaje załączona dopiero wówczas, gdy woda wychodząca z kotła przekroczy pewną wartość (najczęściej jest to 40 stopni). Kocioł pracujący, gdy pompa jest wyłączona w całej swojej objętości ma wodę o zbliżonej temperaturze, czyli inaczej niż przy pompie pracującej, gdzie średnia temp. wody to średnia arytmetyczna z wartości góra – dół. Zatem gdy pompa się włączy, to układ jest przez dłuższy czas zasilany wodą o temp. co najmniej 40 st. A zimny zład ma czas na podgrzanie się.
2. Jeżeli temp. wody w kotle przez określony czas nie wzrasta, to sterownik wyłącza pompę i włącza ją dopiero, gdy temperatura wody w kotle zacznie wzrastać.
Przy pracującym kotle ścianka metalowa na styku spaliny – metal ma temp. wyższą o 30 st + 4 grubości ścianki, niż temp. wody po drugiej stronie.
Jeśli więc kocioł pracuje, to przy temp. zimnej wody = np. 20 st. ścianka grubości 5 mm po stronie spalin będzie miała 30 + 4*5 + 20 czyli 30 + 20 + 20 = 70 stopni. Oczywiście tam, gdzie spaliny będą miały wyższą niż 70 st. temperaturę. Między innymi dlatego, aby ten warunek utrzymać, temperatura spalin wychodzących z kotła powinna mieć odpowiednią wartość. A to zależy od konstrukcji kotła.
Przy okazji warto przypomnieć sobie, że nawet w czasie podtrzymania kocioł otrzymuje okresowe przedmuchy wentylatorem aby zabezpieczyć kanały wymiennika przed zaleganiem korków spalinowych.
Dobrze skonstruowany kocioł automatyczny z dobrym sterownikiem nie wymaga żadnych extra dodatkowych „ustrojstw” typu zawory n-drogowe itp. Funkcję regulacji posiada bowiem wprogramowaną w sterownik.
Układy mieszające mają zastosowanie tam, gdzie z jednego źródła o określonych parametrach temperaturowych potrzebne są strugi o różnej temperaturze (np. układy mieszane typu: grzejniki + podłogówka). Tyle, że taki układ ma mieszać wodę poza kotłem i nie ingerować w jego pracę.
Korozja występująca niekiedy w kotłach wywołana jest całkiem innymi czynnikami.
A to, ze część producentów zaleca, czy wręcz żąda stosowania zaworów n-drogowych i straszy utrata gwarancji, posługując się sloganem przepisanym z cudzej instrukcji, to inna już sprawa. Żaden z producentów nie przedstawił dowodów na to, że zawory n zmniejszają korozyjność ich kotłów. Podobnie jak nie przyznają się, że to z powodu błędów konstrukcyjnych ich wyroby, są takie a nie inne.
Gdyby mi producent wciskał taką ciemnotę, to odpowiedział bym krótko: OK. Poproszę kocioł wyposażony w te zawory. Tyle, że za cenę taką jaką mają inne kotły.
Te durne wpisy w instrukcjach o zaworach są tak samo prawdziwe jak to słynne już wzory z pierwiastkiem na przekrój komina z jakim powinien pracować kocioł. Spisał ktoś kiedyś z czegoś, a reszta jak stado ... przepisuje. No bo skoro konkurencja to ma, to czemu ja mam być gorszy?
A kominy mają przekroje znormalizowane i nijak wzorek do rzeczywistości nie przystaje. Ciekawe, który z producentów pierwszy wpadnie na pomysł, by straszyć użytkownika, że jeśli nie podłączy kotła pod komin o przekroju wg załączonego wzoru, to mu gwarancję cofnie.
Zatem: Zawory n-drogowe w instalacjach kotłów automatycznych są tak samo potrzebne jak ruszty wodne nad retortą. Czyli więcej szkody, niż pożytku.