Tehnički zahtevi i tehničke karakteristike

Proces održavanja “stranog pritiska” - procesnog pritiska u postrojenjima za centralno grejanje treba da obezbedi:

  • izjednačavanje promena zapremina (ekspanzija i kontrakcija) nosioca toplote (vode) nastalih zbog procesnih promena temperature i pritiska
  • izjednačavanje gubitaka nosioca toplote, koji se javljaju zbog nezaptivenosti postrojenja, kao i zbog odvazdušenja i otplinjavanja postrojenja

Radi izjednačavanja ovih promena neophodno je da svako postrojenje za centralno grejanje u svom sastavu ima uređaj za održavanje procesnog pritiska.

Postoje više različitih tehničkih rešenja održavanja procesnog pritiska, a jedno od njih je sa specijalnim uređajem za održavanje “stranog pritiska” pomoću posebne pumpe-diktir pumpe (dinamička metoda).

Kod ovog načina održavanja pritiska u postrojenjima za centralno grejanje odvojene su funkcije održavanja pritiska i izjednačavanja zapremina. Funkciju održavanja pritiska preuzima tzv. diktir pumpa u kombinaciji sa prestrujnim ventilom, dok funkciju izjednačavanja zapremina (preuzimanje ekspandirane vode) ima ekspanzioni sud.

Sagledavajući potrebe lokalnog tržišta, posebno u oblastima modernizacije postojećih toplopredajnih podstanica i daljeg razvoja i proširenja toplifikacionih sistema, u kompaniji “TRACO” osmišljen je uređaj za održavanje procesnog pritiska TRACO OP.

Uređaj za održavanje pritiska TRACO tip OP reguliše pritisak u svemu prema zahtevima da bude:

a) radni pritisak na najvišem mestu sistema za grejanje toplom vodom veći od pritiska zasićene pare vode, koji odgovara najvišoj dozvoljenoj temperaturi u sistemu grejanja.

b) radni pritisak na usisnoj strani cirkulacione pumpe veći nego što je nužno kod najviše dozvoljene temperature vode u sistemu grejanja.

c) radni pritisak u toplotnom generatoru ne dostiže pritisak pri kojem se aktivira uređaj za ograničavanje pritiska, a mora se računati i sa otporima pri protoku vode kroz sigurnosno-ekspanzioni vod.

Otvoreni ekspanzioni sud

Određivanje veličine ekspanzionog suda Ekspanzioni sud mora imati mogućnost da primi najmanje zapreminu vode ekspandirane u sistemu, koja nastaje pri grejanju vode od temperature od cca 10oC na dozvoljenu temperaturu u razvodnom vodu, odnosno u toplotnom generatoru. Zbog toga se kod određivanja veličine ekspanzionog suda prvenstveno polazi od zapremine vode koja ekspandira u postrojenju centralnog grejanja.Da bi se zapremina ekspandiranja - širenja tačno izračunala potrebno je prethodno izračunati ukupnu zapreminu u postrojenju centralnog grejanja (generatori toplote, razvodna cevna mreža, cevna armatura, grejna tela itd.). Zapremina širenja (ΔV) računa se po obrascu ΔV=Vsx(ν2-ν1)/ν1 (dm3) gde je Vs -zapremina postrojenja, a ν-specifična zapremina nosioca toplote. Kao merodavne temperature za određivanje specifičnih zapremina nosioca toplote uzimaju se najniža temperatura (kada je instalacija hladna) i najviša srednja temperatura u momentu delovanja sigurnosnog termostata koji ograničava temperaturu nosioca toplote. Zapremina nosioca toplote (vode), odnosno zapremina postrojenja centralnog grejanja može se sa približnom tačnošću izračunati koristeći se iskustvenim veličinama sa izvedenih instalacija:

  • konvektorskog grejanja - 5dm3/kW

Konstruktivne i funkcionalne karakteristike ekspanzionih sudova

Otvoreni ekspanzioni sudovi moraju da budu vezani sa atmosferom tako da u njima, isključujući hidrostatički pritisak vode ne može doći do prekoračenja nazivnog pritiska. Ekspanzioni sudovi moraju biti proračunati na najmanji nadpritisak od 2 bar. Vodeni deo ekspanzionog suda mora imati mogućnost ispuštanja vode. Ekspanzioni sud mora biti u takvoj prostoriji ili tako zaštićen da ne može doći do zamrzavanja.

Svaki ekspanzioni sud, osim membranskog, mora da ima uređaj za indikaciju nivoa vode. Uređaj mora da obuhvata područje od najnižeg do najvišeg dozvoljenog nivoa vode u ekspanzionom sudu. Pokazivač nivoa vode mora biti osiguran protiv oštećenja i mora biti omogućeno blokiranje.

Svaki toplotni generator mora biti povezan najmanje sa jednim ili sa više ekspanzionih sudova. Više toplotnih generatora jednog sistema mogu imati zajednički ekspanzioni sud.

Uređaj za punjenje sistema

Sistem za grejanje toplom vodom mora imati uređaj za punjenje koji omogućava dopunu sistema vodom i za vreme pogona. Uređaji se mogu aktivirati ručno i automatski.

Automatski uređaji za punjenje dozvoljeni su samo kod sistema za grejanje toplom vodom sa otvorenim ekspanzionim sudom i to samo:

a) kad je dopunjavanje sistema preko pumpe koja je bila uzeta u obzir pri proračunavanju ekspanzionog suda ili

b) kada se sistem dopunjava preko otvorenog ekspanzionog suda

Napomena:

Preporučuju se automatski uređaji za punjenje koji imaju brojila Sigurnosni (ekspanzioni) vodovi Sigurnosni vodovi moraju biti u prostorijama gde ne može doći do zamrzavanja vode u njima ili koje su tako grejane da voda ne može da se zamrzne. Oni se proračunavaju tako da otpor protoka vode pri dozvoljenoj temperaturi vode prouzrokuje samo toliko povećanje pritiska u toplotnim generatorima da se uređaji za ograničenje pritiska i sigurnosni ventili ne aktiviraju.

Unutrašnji prečnik sigurnosnih vodova ne sme biti manji od 20mm. Pri proračunu pojedinih delova za zapreminski protok kao osnova važi najveća suma zapreminskog protoka, koja se može dobiti iz promene zapremina:

1l vode za 1h na 1kW nazivne snage toplotnog generatora, a isto tako i iz pogona razvodnih radnih pumpi automatskim uklapanjem u toplotnim generatorima kod pritisaka, koji su određeni pomoću automatskog isključenja kad cirkuliše voda u ekspanzioni sud.

Uređaj za vođenje vode za grejanje

U sigurnosne (ekspanzione) vodove kao uređaj za regulaciju “stranog pritiska”-procesnog pritiska ugrađuje se ventil za održavanje pritiska (elektromagnetni ventil) koji mora, u slučaju prekida napajanja električnom energijom, da se automatski zatvara.

Ekspanzioni sudovi, osim u sigurnosnim (ekspanzionim) vodovima, u sistemu grejanja moraju se vezivati i uređajem za održavanje “stranog pritiska”. Uređaj mora da se sastoji najmanje od cevovoda za povezivanje, pumpe za održavanje pritiska i protivpovratne klapne.

Uređaj za stvaranje “stranog pritiska”

Uređaji za stvaranje “stranog pritiska” moraju, pri radnom pritisku, na potisnoj strani dodavati u sistem sa toplotnim generatorima zapreminski protok vode za grejanje najmanje 0,85l/kW potrošnje toplote potrošača toplote, koji su priključeni na sistem. Ovi uređaji moraju biti najmanje sposobni da obezbede zapreminski protok vode koji odgovara toploti potrošenoj za 1h, koja može da da vodu za grejanje, ako nastane prekid grejanja iz generatora toplote.

Pumpe za održavanje pritiska

U tipskim uređajima TRACO OP za održavanje pritiska izabrane su: višestepene centrifugalne pumpe proizvođača GRUNDFOS: četiri tipa za tri veličine u svemu prema procesnom pritisku i potrebnoj količini vode za dodavanje.

I. Postrojenje centralnog grejanja do 1500kW od 2-4 bara tip CM3-5 220V 50Hz 0,84kW -veličine 4

od 4-6 bara tip CM3-7 220V 50Hz 0,75kW -veličine 6

od 6-9 bara tip CM3-11 220V 50Hz 1,1kW -veličine 9

II. Postrojenje centralnog grejanja

od 1501 do 3000kW

od 2-4 bara tip CM3-7 220V 50Hz 0,75kW -veličine 4

Uređaji protiv prekoračenja dozvoljenog pritiska

Svaki toplotni generator mora biti zaštićen od prekoračenja dozvoljenog pritiska. Može se upotrebiti membranski sigurnosni ventil ili ventil opterećen oprugom. Ventil mora da bude na lako dostupnom mestu i to u najvišoj tački toplotnog generatora ili bar u njenoj neposrednoj blizini.

Svaki sigurnosni ventil mora biti montiran vertikalno i mora imati vlastiti vertikalni odvod i vlastiti izduvni vod. Ovi vodovi ne smeju da imaju bilo kakvu armaturu, pogotovo ne armaturu za zatvaranje. Krivine se izvode radijusom r≥3D i pod uglom α≥90o.

Cevi moraju biti montirane tako da sigurno preuzimaju sva statička i dinamička opterećenja, da voda u njima ne može da se zamrzne niti da se sakuplja.

Pritisak koji aktivira sigurnosni ventil, protočni otpor ventila i protočni otpori svih cevi, uključujući rasteretni sud, moraju biti proračunati tako da se odvodi tok zasićene pare, koji odgovara toplotnom učinku toplotnog generatora, reduciran na toplotu isparavanja pri pritisku koji aktivira ventil bez opasnog prekoračenja najvećeg radnog pritiska (”izduvni učinak”) toplotnog generatora.

TRACO OP - Uređaj za održavanje pritiska predstavlja savremeno tehničko rešenje procesa održavanja pritiska na zadatoj vrednosti u termotehničkim instalacijama i postrojenjima: kotlarnice, toplotne podstanice i sl. Osmišljen je, koncipiran i tipiziran u kompaniji "TRACO" u svemu prema važećim tehničkim propisima, SRPS standardu, pozitivnoj inženjerskoj praksi i potrebama lokalnog tržišta. Sastavlja se iz delova (modula) u paketne tipske tehnološke celine različitih veličina prilagođenih jednostavnom izboru i jednostavnoj i brzoj ugradnji.

Glavni delovi uređaja OP su:

  • Kontrolna jedinica TRACO RDS-2 sa ERO (elektro orman)
  • Pumpa za održavanje pritiska
  • Otvoreni ekspanzioni sud
  • Elektronski merač pritiska
  • Elektromagnetni ventil - prestrujni
  • Elektromagnetni ventil - dopunjavanje
  • Sigurnosni (ekspanzioni) vod
  • Vod za dovod vode
  • Elektronski merač nivoa vode

Konstrukcija i način funkcionisanja uređaja TRACO tip OP

Kontrolna jedinica RDS-2 sa ERO

Kontrolna jedinica otvara elektromagnetni ventil (6) čime počinje proces automatskog dopunjavanja suda i traje sve dok količina vode u ekspanzionom sudu ne dostigne nivo od 50% aktivne zapremine suda.

Kontrolna jedinica obezbeđuje blokadu rada pumpe u slučaju niskog nivoa vode u posudi. U slučaju eventualnog prekida elektro napajanja, kontrolna jedinica automatski nastavlja rad po dolasku napona.

Kontrolna jedinica bazirana je na ugrađenom softveru koji dozvoljava korisniku izmenu sledećih parametara: - vrednost radnog pritiska - diferencijalni pritisak uključenja pumpe u opsegu od 0,2 do 0,5 bar od zadate vrednosti radnog pritiska - diferencijalni pritisak otvaranja elektromagnetnog ventila u opsegu od 0,2 do 0,5 bar od zadate vrednosti radnog pritiska - podešavanje alarmnih stanja i nivoa dopunjavanja - izbor načina dopunjavanja (ručno/automatski)

Sastavni deo kontrolne jedinice je tastatura sa alfa numeričkim displejom. Na displeju kontrolne jedinice omogućen je prikaz sledećih parametara: trenutni pritisak u sistemu ptr(bar), količina vode u posudi L(lit), zadati pritisak u sistemu p2(bar), vrednost dozvoljenog odstupanja pritisaka Δp(bar).

Pumpa za održavanje pritiska

Pri određivanju veličine i tipa pumpe za održavanje pritiska u postrojenjima za centralno grejanje sa generatorima toplote, prvenstveno su ispunjeni zahtevi prema traženom protoku i pritisku na potrošnom mestu.Za protok usvojena je minimalna količina vode od 1l po jednom času za 1kW nazivne toplotne snage postrojenja grejanja. Npr., Za postrojenje grejanja toplotne snage 1500kW minimalna količina vode koju pumpa za održavanje pritiska u toku 1h rada treba da doda u sistem iznosi: V = 1500kW x 1l/kW = 1500l Potreban napor pumpe (pritisak) određen je prema procesnom pritisku postrojenja, a procesni pritisak u svemu prema zahtevu: da bude radni pritisak na najvišem mestu sistema za grejanje toplom vodom veći od pritiska zasićene pare vode koji odgovara najvišoj dozvoljenoj temperaturi u sistemu grejanja.

Pri dimenzionisanju i izboru pumpe za tipski uređaj TRACO OP nastojalo se da se obezbedi: Najbolji stepen delovanja u procenjenoj radnoj tački Minimalni ulazni pritisak - NPSH Unifikacija Za tipske uređaje za održavanje pritiska max. nazivne snage do 3000kW i max. procesnog pritiska do 10bara, izabrano je ukupno četiri veličine-tipa pumpi od proizvođača GRUNDFOS, kako je navedeno na str.4. Za uravnoteženiji rad pumpi zbog mogućeg širokog dijapazona kombinovanja (protok-napor), predviđa se na potisnoj strani pumpe ugradnja balansnog ventila tip MSV-B DN25 proizvođača DANFOSS.Pumpa za održavanje pritiska impulse (komandu) za rad dobija od mikroprocesorske kontrolne jedinice RDS-2.

Kada je pritisak u sistemu ispod zadate vrednosti od npr. -0,3bar kontrolna jedinica uključuje pumpu za održavanje (povišenje) pritiska i ista će raditi sve dok pritisak u sistemu ne dostigne zadatu vrednost.Iznad pumpe na potisu ugrađuje se protivpovratna klapna (nepovratna klapna) čime se sprečava po prestanku rada pumpe povratak vode iz sistema u ekspanzioni sud. Pumpa za održavanje pritiska direktno je povezana na usisu sa ekspanzionim sudom a na potisu sa sigurnosno ekspanzionim vodom.

Otvoreni ekspanzioni sud

(komandu) dobija od mikroprocesorske kontrolne jedinice RDS-2.Ako prtisak u sistemu naraste iznad zadate vrednosti npr. za +0,3 bara kontrolna jedinica otvara elektromagnetni ventil i isti ostaje otvoren sve dok se pritisak u sistemu ne obori na zadatu vrednost. U tipske uređaje za održavanje pritiska TRACO OP ugrađuju se elektromagnetni ventili proizvođača DANFOSS tip EV210B i EV220B dimenzija DN8, DN10, DN15 za postrojenja grejanja nazivne toplotne snage do 1500kW i dimenzija DN20 od 1500kW do 3000kW. Elektromagnetni ventil u slučaju prekida u snabdevanju električnom energijom se automatski zatvara.

Elektronski merač pritiska

Ugrađuje se neposredno na sigurnosno ekspanzionom vodu. Meri pritisak u postrojenju grejanja u neposrednoj blizini generatora toplote a podatke o visini radnog pritiska elektronski dostavlja u mikroprocesorsku kontrolnu jedinicu RDS-2.

U uređaje za održavanje pritiska TRACO OP ugrađuju se elektronski merači pritiska proizvođača DANFOSS model MBS3000 do 10 bara.

Elektromagnetni ventil - prestrujni

U sugurosno ekspanzioni vod (7) kao uređaj za regulaciju stranog pritiska (procesnog pritiska) ugrađuje se elektromagnetni ventil koji impulse otvaranje (komandu) dobija od mikroprocesorske kontrolne jedinice RDS-1.Ako prtisak u sistemu naraste iznad zadate vrednosti za 0,3 bara kontrolna jedinica otvara elektromagnetni ventil i isti ostaje otvoren sve dok se pritisak u sistemu ne obori na zadatu vrednost.

Elektromagnetni ventil - dopunjavanje

U tipske uređaje za održavanje pritiska TRACO OP instalira se poseban vod sa elektomagnetnim ventilom br.6 za punjenje sistema grejanja vodom. Ovaj vod se spaja sa sigurnosno ekspanzionim vodom i ekspanzionim sudom i ima posebno izdvojen priključak za povezivanje sa instalacijom za dovod omekšane vode. Punjenje i dopunjavanje sistema vodom koncipirano je tako da omogućava:ručno punjenje sistema grejanja,ručno punjenje ekspanzionog suda, automatsko punjenje i dopunjavanje ekspanzionog suda (održavanje u sudu tražene količine vode-nivoa) i automatsko punjenje i dopunjavanje sistema grejanja-održavanje pritiska.

Sigurnosno ekspanzioni vod

Sigurnosno ekspanzioni vod kod uređaja za održavanje pritiska TRACO OP proračunat je tako da otpor protoka vode pri dozvoljenoj temperaturi vode prouzrokuje samo toliko povećanje pritiska u toplotnim generatorima da se uređaji za ograničenje pritiska i sigurnosni ventili ne aktiviraju. Izrađuju se od bešavnih čeličnih cevi sledećih dimenzija: Φ33,7x2,6mm DN25 za postrojenja grejanja do1500kW Φ42,4x2,6mm DN32 za postrojenja grejanja toplotne snage od1500kW do 3000kW U paketnim tipskim uređajima OP na kraju sigurnosno ekspanzionog voda ugrađuje se cevna spojnica-holender od kojeg se dalje priključuje sigurnosno ekspanzioni vod na generator toplote.

Cevna spojnica-holender označava a u paketu uređaja i predstavlja granicu isporuke tipskog uređaja za održavanje pritiska TRACO OP. Uređaj za održavanje pritiska treba instalisati uz generator toplote ili u neposrednoj blizini generatora na udaljenosti do 5m. Ukoliko je to rastojanje veće sigurnosno ekspanzioni vod treba naknadno proračunati i po potrebi izvesti sa većim NV cevi kako bi ukupni otpori protoka vode kroz sigurnosno ekspanzioni vod računato od generatora toplote do priključka na uređaj OP(spojnica) bili manji od 10kPa. Sigurnosno ekspanzioni vod treba zaštititi od zamrzavanja i u istim se ne dozvoljava ugradnja bilo koje armature a posebno ne zaporne.

Vod za dovod vode

Tipski uređaj za održavanje pritiska TRACO OP opremljen je sa posebnim vodom za ručno i automatsko punjenje i dopinjavanje sistema grejanja.Na tom vodu instalisan je cevni priključak sa cevnom spojnicom za priključenje na vod za dovod vode.Voda koja se dovodi u uređaj OP odnosno postrojenje za centralno grejanje mora biti mehanički i hemijski očišćenja i pripremljena.

Maksimalna temperatura vode - 90oC

Maksimalni pritisak vode - 10 bar

Priključak za dovod vode na uređaj TRACO OP u mm:

Postrojenje grejanja do 1500kW - R1/2”

Postrojenje grejanja 1500-3000kW - R3/4”

Preporučuje se merenje količine utrošene vode

Elektronski merač nivoa vode

Na najnižoj procesnoj tački ekspanzionog suda tipskog uređaja TRACO OP ugrađuje se elektronski merač nivoa vode proizvođača DANFOSS tip MBS4510 sa mogućnošću merenja pritiska do 0,25 bara.

Elektronski merač MBS4510 meri pritisak-nivo vode u sudu i elektronskim putem dostavlja podatke u mikroprocesorsku kontrolnu jedinicu koja po definisanom programu vodi proces održavanja pritiska na zadatoj vrednosti postrojenja za centralno grejanje.

Ventil sigurnosti

Na svakom toplotnom genatoru na najvišoj tački ili u njenoj neposrednoj blizini obavezno se ugrađuje ventil sigurnosti radi zaštite generatora toplote a samim tim i postrojenja centralnog grejanja od prekoračenja dozvoljenog pritiska. Dozvoljeni pritisak je pritisak koji je ograničen na određenu vrednost i od koje ne može biti veći jer se njegovo narastanje zaustavlja sa otvaranjem ventila sigurnosti. Proračun ventila sigurnosti vrši se po SRPS ISO 4126-1 iz 2014. godine. Ventil sigurnosti nije sastavni deo paketnog tipskog uređaja za održavanje pritiska TRACO OP.