Sprzęgło hydrauliczne jest kluczowym komponentem w systemie ogrzewania, występując w wielu różnych rozmiarach i konstrukcjach. Ze względu na rosnące wymagania dotyczące operacyjności źródła ciepła, coraz częściej konieczne staje się jego użycie. Elementy takie jak zbiornik buforowy, wymiennik ciepła lub sprzęgło hydrauliczne służą do łączenia źródła ciepła z odbiornikami ciepła. Przeczytaj nasz artykuł i dowiedz się, jak dobrać sprzęgło hydrauliczne odpowiednie do swoich potrzeb!
Elementy sprzęgające i ich cechy
Bufor energetyczny
Głównie stosuje się go do integracji wielu generatorków ciepła, a także przy wsparciu solarnym dla ogrzewania budynku. Pełni funkcję magazynowania energii oraz sprzęgła hydraulicznego. Mimo to, zwiększa potrzebę przestrzeni do instalacji, generuje dodatkowe straty ciepła i potencjalnie obniża efektywność źródła ciepła (wymaga wyższej temperatury zasilania, dodatkowe straty ciepła), dlatego powinien być używany tylko w razie potrzeby i starannie dopasowany.
Wymiana energii cieplnej
Zapewnia całkowitą separację obiegów ciepła od generatora ciepła. Jest używany, na przykład, kiedy zamknięty układ grzewczy musi współdziałać z generatorem ciepła pracującym w układzie otwartym (kocioł na paliwo stałe). Jest również używany do integracji nowego generatora ciepła z systemem grzewczym, który ma dostęp do powietrza (układ otwarty, starsze systemy ogrzewania podłogowego z rurą bez bariery antydyfuzyjnej). Umożliwia różnicowanie przepływu wody grzewczej między generatorem ciepła i odbiornikami ciepła.
Sprzęgło hydrauliczne
Jest używane do hydraulicznego rozdzielenia źródła ciepła i odbiorników ciepła. Obecnie jest coraz częściej stosowane dla kotłów wiszących i kompaktowych o małej pojemności wodnej, oraz dla pomp ciepła (głównie typu powietrze/woda). Umożliwia różnicowanie przepływu wody grzewczej i łagodzi wpływ pracy odbiorników ciepła na źródło ciepła. W kotłach niekondensacyjnych dodatkowo podnosi temperaturę powrotu wody grzewczej (wymagania ochrony kotła). Sprzęgła hydrauliczne możesz kupić na stronie https://hydrotermo.pl/ogrzewanie/akcesoria-do-co-i-cwu/sprzegla-hydrauliczne.
Bilans natężeń przepływu wody grzewczej przez kocioł i instalację grzewczą
Główna wnioski dotyczące potrzeby zastosowania elementu separującego instalację grzewczą od kotła można wysnuć na podstawie porównania dopuszczalnej wartości przepływu wody grzewczej dla kotła (na przykład 1200 l/h) z wymaganym natężeniem przepływu w danej instalacji. Analizując konkretny przykład, kocioł wiszący o mocy grzewczej w zakresie 6,1-20,6 kW jest w stanie bezpośrednio zasilić instalację grzejnikową o mocy 15 kW, jeżeli parametry wody wynoszą 75/60°C. Natomiast dla systemu ogrzewania podłogowego, wartość natężenia przepływu wody, przy parametrach 35/28°C, przekroczy dozwoloną wartość (punkt „A”) dla kotła (zarówno o mocy 6,1-20,6, jak i 9,4-27,0 kW). W takim przypadku, konieczne stanie się oddzielenie instalacji od kotła, na przykład za pomocą sprzęgła hydraulicznego.
Dobór sprzęgła hydraulicznego
Instrukcje producentów kotłów często precyzyjnie wskazują, jaką moc cieplną można przekazać bezpośrednio do systemu grzewczego, biorąc pod uwagę specyficzną różnicę temperatur pomiędzy doprowadzeniem a odprowadzeniem wody do kotła. Wybór odpowiedniego sprzęgła hydraulicznego jest głównie uzależniony od intensywności przepływu wody grzewczej, który może wystąpić. Na przykład, sprzęgło hydrauliczne firmy Vaillant typu WH 40 może pracować z intensywnością przepływu wody grzewczej na poziomie 3500 l/h (3,5 m3/h). Umożliwia to współpracę z systemem grzewczym o mocy cieplnej do 40 kW przy różnicy temperatur doprowadzenia i odprowadzenia 10 K lub 20 kW przy różnicy 5 K.
2 odmienne tryby pracy sprzęgła hydraulicznego
W erze kotłów o stałej lub niskiej temperaturze, sprzęgło hydrauliczne działało w sposób przeciwny do tego, jak to ma miejsce w systemach z kotłami kondensacyjnymi. W tym przypadku, to od strony kotła intensywność przepływu wody grzewczej była zwiększana, a temperatura powrotu podnoszona w celu zabezpieczenia kotła przed pracą w trybie kondensacji. Sprzęgło hydrauliczne bywało często zastosowane w kotłowniach kaskadowych, w których można było używać kotłów o różnej mocy grzewczej. Działanie sprzęgła hydraulicznego polegało na oddzieleniu obiegu kotłów od instalacji grzewczej, aby uniknąć zakłóceń pracy pomp obiegowych i ograniczyć wpływ instalacji grzewczej na funkcjonowanie kotłów. Było to niezwykle istotne w przypadku starych, modernizowanych systemów grzewczych o dużej pojemności wodnej (zładzie) w porównaniu do pojemności kotłów grzewczych. Połączenie sprzęgła hydraulicznego z kotłem o stałej lub niskiej temperaturze umożliwiało podniesienie temperatury powrotu. W przypadku tego typu kotłów zazwyczaj jest to wymóg ochrony przed kondensacją pary wodnej z dymów i korozją powierzchni grzewczych. Sprzęgło hydrauliczne w kombinacji z kotłem kondensacyjnym nie zmienia temperatury powrotu wody grzewczej, co umożliwia zachowanie korzystnych warunków pracy kotła w trybie kondensacyjnym. Warto pamiętać o niższej temperaturze zasilania podczas doboru instalacji grzewczej (szczególnie w przypadku grzejników i wymienników ciepła).
Sprzęgło hydrauliczne a pojemność wodna kotła
Hydrauliczne sprzęgło jest konieczne, gdy dla kotła jest ustalony maksymalny przepływ wody grzewczej, a przepływ wody w instalacji przewyższa ten limit. Kotły wiszące są typem urządzeń przepływowych, gdzie pojemność wodna wymiennika spalin/woda nie przekracza zazwyczaj 2-3 litrów (Rys. 7). Wzmocnione opory przepływu wymiennika narzucają dodatkowy wymóg, aby nie przekraczać określonego przepływu wody. Wysoki przepływ jest typowy dla systemów ogrzewania podłogowego. W kotłach stojących pojemność wodna jest często znacznie większa, a opory przepływu są mniejsze. Brak ograniczenia przepływu wody przez taki kocioł usuwa potrzebę stosowania sprzęgła hydraulicznego.
Sprzęgło hydrauliczne dla kotła kompaktowego (centrali grzewczej)
Uwaga! W przypadku kompaktowych kotłów stojących (z wbudowanym podgrzewaczem wody) może być konieczne zastosowanie sprzęgła hydraulicznego. Mimo że takie kotły często klasyfikuje się jako stojące, mają one wszystkie cechy kotłów wiszących. Wynika to z umieszczenia w jednej obudowie modułu kotła wiszącego oraz podgrzewacza wody użytkowej wraz z dodatkowym osprzętem. Parametry takiego kotła kompaktowego (centrali grzewczej), takie jak mała pojemność wodna i zwiększone opory przepływu, są charakterystyczne dla kotłów wiszących.
Kiedy należy stosować sprzęgło hydrauliczne?
Istnieją różne sytuacje, w których konieczne jest użycie hydraulicznego sprzęgła w układzie grzewczym. Przykłady to:
- Gdy opór przepływu w instalacji grzewczej jest zbyt duży w porównaniu do zdolności podnoszenia pompy obiegowej wbudowanej w kotle wiszącym, co wymusza użycie dodatkowych pomp na obiegach grzewczych i tym samym separację hydrauliczną od wbudowanej pompy.
- Gdy intensywność przepływu wody w instalacji grzewczej jest zbyt duża dla kotła (często wiszącego lub kompaktowego), co wymaga hydraulicznego odseparowania kotła, aby umożliwić jego pracę przy mniejszym natężeniu przepływu wody i większej różnicy temperatur.
- Gdy mamy do czynienia z kaskadową kotłownią składającą się z kotłów wiszących, które standardowo wyposażone są w pompę obiegową (wbudowaną lub zainstalowaną przy kotle), co wymaga odseparowania hydraulicznego pomp obiegowych przy kotłach od pomp obiegowych instalacji grzewczej.
- Gdy kaskadowa kotłownia składa się z kotłów o stałej lub niskiej temperaturze, które wymagają ochrony minimalnej temperatury powrotu (np. min. 40°C). Wówczas sprzęgło zapewnia częściowy nawrót do kotłowni wody zasilającej, co podnosi temperaturę powrotu wody do kotłowni.
- Gdy kocioł/kotły muszą współpracować ze starą instalacją grzewczą o dużym zasobie wodnym i ograniczonym wpływie na jej sterowanie. W takiej sytuacji konieczne jest odseparowanie kotła/kotłów od instalacji, aby zminimalizować negatywny wpływ pracy instalacji na działanie kotła/kotłów.