Skąd się bierze ciepło w naszym domu?

Wojciech BrachaInne, Nasze realizacje

Rewolucja przemysłowa XX wieku dostarczyła wielu rozwiązań, które znacząco zmieniły nasze życie. Jednym z wynalazków, jakie przyniosło nam ubiegłe stulecie, było… ciepło sieciowe. Dla jednych oczywisty element budynków w miastach, dla niektórych wciąż nieosiągalne ze względów technologicznych. Jak to się dzieje, że, by ogrzać mieszkanie, wystarczy przekręcić mały zaworek przy grzejniku, a z kranu leci woda o temperaturze 55°C?

Ciepło sieciowe to jeden ze sposobów na ogrzewanie zarówno pomieszczeń, jak i wody użytkowej. Obecnie w miastach średnio około 70% mieszkań oraz większość budynków użyteczności publicznej jest przyłączonych do miejskich sieci, z których pobiera się energię cieplną na potrzeby ogrzewania. Ciepło sieciowe stanowi tanią, bezpieczną, ekologiczną i wygodną z punktu widzenia użytkownika alternatywę dla pieców węglowych, gazowych, olejowych czy elektrycznych.

Skąd się bierze ciepło?

O ile przeciętny użytkownik, by otrzymać produkt końcowy – czyli ciepło – musi jedynie odkręcić zawór, o tyle cały proces – od uruchomienia palnika do dostarczenia do odbiorcy – jest bardziej skomplikowany.
Produkcja ciepła sieciowego zaczyna się w ciepłowni lub elektrociepłowni. To tam dostarczane jest paliwo, najczęściej węgiel lub gaz (stosowany szczególnie w kotłach szczytowych – włączanych w okresie krótkotrwałego zwiększenia zapotrzebowania). W kotłach podgrzewana jest woda technologiczna, która w stanie ciekłym lub jako para trafia do zakładu energetyki cieplnej. Następnie, z wykorzystaniem sieci ciepłowniczej, należącej do zakładu, jest pompowana do węzłów ciepłowniczych, zlokalizowanych przy spółdzielniach mieszkaniowych lub bezpośrednich odbiorcach (biurowce, domki). W przypadku spółdzielni ciepło jest dalej rozsyłane do mieszkań za pomocą instalacji centralnego ogrzewania. A tam wystarczy odkręcić tylko zawór, i już – mamy ciepło.

Pomyśl o Mitsubishi, kiedy odkręcasz kaloryfer

Mimo iż polski oddział Mitsubishi Electric nie jest bezpośrednio związany z energetyką, to i tak dokłada swoją cegiełkę do tego, by w naszych domach płynęła ciepła woda. Pod koniec ubiegłego roku zakończona została kompleksowa modernizacja aparatury kontrolno-pomiarowej i automatyki w pompowni Miejskiego Zakładu Energetyki Cieplnej w Kole. W ramach realizacji, zaprojektowanej i wdrożonej przez Zakład Przemysłowych Systemów Automatyki, zainstalowane zostały między innymi sterowniki PLC Mitsubishi z serii Q (użyte w gospodarce ogólnej i do sterowania kotłami) oraz falowniki FR-F700 do napędu pomp wody. Dzięki zastosowanemu rozwiązaniu udało się osiągnąć większą elastyczność pracy pompowni i poprawiono jej dyspozycyjność. Mówiąc prościej, pozwoli ono na zminimalizowanie nagłych wzrostów lub spadków ciśnienia, spowodowanych gwałtowną zmianą zapotrzebowania na ciepło, co może prowadzić np. do rozsadzenia rurociągu lub pękania ściany, w której prowadzona jest rura. Tak więc pomyśl o Mitsubishi, kiedy odkręcasz kaloryfer.



Całkowita zmiana koncepcji i przebudowa technologii gospodarki ogólnej wymagała implementacji zupełnie nowych algorytmów sterowania i regulacji dla układów pompowych oraz układów mieszań. Stworzone struktury regulacji przyczyniły się do większej elastyczności pracy pompowni i jej większej dyspozycyjności.

Układy z automatycznym dołączaniem pomp rezerwowych gwarantują większe bezpieczeństwo pracy pompowni na wypadek awarii wybranej pompy lub jej przeciążenia. Takie rozwiązanie ma również zagwarantować wymierne oszczędności w zużywanej energii. Wybrany układ technologiczny zapewnia większe bezpieczeństwo pracy kotłów w przypadku awarii pomp obiegowych lub awarii w sieci, ponieważ przepływ przez kotły jest zagwarantowany dodatkowo przez pompy zmieszania zimnego. Pompy te realizują układ automatycznej regulacji ciśnienia wody z kotłów (ciśnienie dyspozycyjne kotłów).

Wszystkie pompy wyposażono w przemienniki częstotliwości, co również wpływa na zupełnie inną dynamikę pracy pompowni. Stopniowe dołączanie kolejnych pomp, realizowane przez algorytm zaprogramowany w sterowniku Mitsubishi, daje mniejsze „uderzenia” hydrauliczne i wahania zadanego ciśnienia, co przekłada się na wzrost bezpieczeństwa i komfortu użytkowania zarówno przez dostawcę, jak i odbiorców.

Marcin Bugaj
Specjalista ds. Programowania
Zakład Przemysłowych Systemów Automatyki



O autorze

Wojciech Bracha