Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie zabrania stosowania ogrzewań parowych w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi. Przepis ten również określa, aby temperatura czynnika grzejnego w instalacjach ogrzewania dla tego typu pomieszczeń nie była wyższa niż 90 st.C. W przypadkach ogrzewań parowych w zasadzie niemożliwe jest do osiągnięcia tak niskiej temperatury czynnika grzejnego ze względu na temperaturę parowania wody. Jedynie w przypadku tzw. ogrzewań podciśnieniowych (gdy w instalacji ogrzewania parowego w celu obniżenia temperatury parowania poniżej 100 st.C wytwarzane jest podciśnienie) uzyskane może być niższa temperatura czynnika grzejnego, jednak tego typu ogrzewania, ze względu na problemy występujące podczas ich eksploatacji, mają bardzo ograniczone zastosowanie.
W Polsce stosowanie ogrzewań parowych, ma miejsce głownie w przypadku pomieszczeń przemysłowych (np. hale fabryczne). Przy analizie wyboru rodzaju czynnika grzejnego należy mieć na względzie, że do zalet ogrzewań parowych zaliczyć można:
- wielokrotnie mniejszy ciężar właściwy pary niż wody skutkuje dużo mniejszym ciśnieniem hydrostatycznym niż w przypadku ogrzewań wodnych, jest to bardzo istotne w przypadku ogrzewań budynków wysokich i bardzo wysokich, gdzie w przypadku zastosowania instalacji parowej brak jest konieczności strefowania instalacji ze względu na przekroczenie dopuszczalnych ciśnień roboczych
- wysoka wartość ciepła parowania (w porównaniu z ciepłem właściwym) wody powoduje, że w jednostce masy przenoszona może być większa ilość ciepła – ponieważ para wypełnia całą pojemność grzejnika, a przekazywanie ciepła następuje w wyniku wykroplenia czynnika grzejnego, a nie jego schłodzenia, w ogrzewaniach parowych uzyskujemy większą różnicę temperatur grzejnika i pomieszczenia, co ogranicza wielkość (powierzchnię) grzejników
- straty ciepła na przesyle pomiędzy źródłem ciepła, a odbiornikiem pokrywane są poprzez wykroplenie pary, co powoduje, że nie następuje wychładzanie czynnika grzejnego na przesyle, jak ma to miejsce w przypadku ogrzewań wodnych
- mała bezwładność cieplna instalacji parowych (brak pojemności cieplnej masy wody wypełniającej instalacje ogrzewania wodnego) ułatwia szybki ich rozruch i wyłączanie, co ma szczególne znaczenie w przypadku instalacji pracujących tylko okresowo
- źródło ciepła przetwarzając energię pierwotną zawartą w paliwie na energię cieplną i wytwarzając parę o odpowiednim ciśnieniu (temperaturze) zapewnia przesył czynnika grzejnego do odbiornika, bez konieczności montowania dodatkowych urządzeń przetłaczających czynnik grzejny; przy właściwym ukształtowaniu geometrii przewodów skroplinowych powrót kondensatu odbywa się w sposób samoczynny; możliwe jest zatem takie zaprojektowanie instalacji aby nie było konieczności zapewnienia dostawy energii elektrycznej.
Wady ogrzewań parowych
- wysoka temperatura powierzchni grzejnych (możliwość oparzeń, spiekanie kurzu, oddawanie ciepła na drodze promieniowania)
- duża korozja instalacji (krótka żywotność nawet tylko do 5-10 lat)
- brak możliwości centralnej regulacji jakościowej wydajności cieplnej instalacji
- duże straty ciepła na przesyle pary (wysoka temperatura, duże średnice)
- dużo większe średnice przewodów parowych (ale za to dużo mniejsze – niż w przypadku instalacji wodnych – przewody powrotne – kondensatowe)
- straty czynnika grzejnego w wyniku ubytków pary z przewodów kondensatowych
- wymagania dotyczące zasad prowadzenia przewodów parowych i kondensatowych
- droższa armatura (min. odwadniacze przewodów i odbiorników ciepła)
Zasada działania instalacji parowej
W instalacji ogrzewania parowego przepływ czynnika grzejnego pomiędzy źródłem ciepła, a grzejnikami wywołane jest różnicą ciśnień panujących w źródle ciepła i w odbiorniku. W odbiorniku ciepła następuje wykroplenie pary, a tworzący się w odbiorniku kondensat zostaje odprowadzony z powrotem do źródła ciepła lub do zbiornika kondensatu. W instalacji przewodów kondensatowych panuje ciśnienie atmosferyczne, a przepływ
skroplin odbywa się w sposób grawitacyjny. Celem obliczeń hydraulicznych ogrzewania parowego jest określenie oporów przepływu pomiędzy źródłem ciepła, a najniekorzystniej położonym grzejnikiem przy obliczeniowym obciążeniu cieplnym instalacji i określenie wymaganego ciśnienia panującego w źródle ciepła. Przewody kondensatowe dobiera się w zależności od strumienia przepływającego kondensatu.
Rodzaje ogrzewania parowego
W zależności od ciśnienia wytwarzanej pary wyróżnia się ogrzewanie:
- niskoprężne – nadciśnienie pary do 70 kPa, któremu odpowiada temperatura 115°C
- wysokoprężne – temperatura 140÷150°C
- podciśnieniowe – podciśnienie w stosunku do ciśnienia atmosferycznego utrzymywane przez pompę próżniową
Zalety i wady ogrzewania parowego w porównaniu z ogrzewaniem wodnym
Przewody kondensatowe
Gdy zbiorcze przewody kondensatowe są prowadzone ponad linią ciśnień określane są jako PRZEWODY NIEZALANE. W przeciwnym przypadku są to tzw. PRZEWODY ZALANE. W przypadku niezalanych przewodów, kondensat wypełnia tylko dolną część przekroju przewodu, pozostała wypełniona jest powietrzem i ewentualnie parą odparowującą z gorącego kondensatu lub przepuszczaną przez odwadniacze. Na przewodzie niezalanym, w celu zapewnienia grawitacyjnego spływu kondensatu, napowietrzania i odpowietrzania montowane są przewody napowietrzające (łączące z atmosferą) lub zawory napowietrzająco-odpowietrzające.
W przypadku przewodów zalanych, do wysokości ciśnienia roboczego w kotle (licząc od poziomu wody w kotle) czyli tzw. LINII ZALANIA, przewody są wypełnione w całym przekroju wodą z drobnymi pęcherzykami pary i gazów. Przy tym sposobie prowadzenia przewodów możliwe jest stosowanie mniejszych średnic przewodów kondensatowych. W przypadku przewodów kondensatowych zalanych niezbędne jest jednak wykonanie dodatkowych PRZEWODÓW ODPOWIETRZAJĄCYCH poprowadzonych co najmniej 300mm powyżej linii ciśnień. Problemem przy takim rozwiązaniu instalacji jest również możliwość występowania kolizji przewodów kondensatowych z otworami drzwiowymi, co wymaga zastosowania odpowiednich rozwiązań prowadzenia przewodów. Wszystkie przewody kondensatowe poziome powinny być prowadzone ze spadkiem minimum 0,5% w kierunku kotła.
źródło:
1) ,,Instalacje ogrzewania” Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa Politechniki Warszawskiej
2) www.instsani.pl