Zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, każdy przewód instalacji ciepłej wody o objętości
wewnątrz przewodu powyżej 3dm3 musi posiadać przewód cyrkulacyjny, zapewniający stałą wymianę
wody w instalacji ciepłej wody przy braku jej poboru.
Wynika stąd konieczność projektowania instalacji cyrkulacyjnych w budynkach.
Instalacja cyrkulacyjna zapewnia stały obieg wody w instalacji wody ciepłej i działa w przypadku braku
rozbioru wody ciepłej w budynku. Poprawne jej zaprojektowanie i wykonanie pozwala na uzyskanie przez
użytkowników instalacji wody o odpowiedniej temperaturze po upływie czasu nie dłuższego niż kilka
sekund, niezależnie od odległości punktu poboru wody od źródła przygotowania ciepłej wody.
Zgodnie z przywołanym Rozporządzeniem, temperatura wody ciepłej w punktach poboru nie może być
wyższa niż 60ºC i niższa niż 55 ºC .
Stad dopuszczalny spadek temperatury w instalacji ciepłej wody od źródła ciepła do punktów czerpalnych
wynosi 5ºC.
Dodatkowo projektując instalacje ciepłej wody i cyrkulacyjna należy pamiętać, że zgodnie z norma PN-B-
02421:2000, na przewodach poziomych i pionowych instalacji ciepłej wody i instalacji cyrkulacyjnej,
niezależnie od otoczenia, w jakim są usytuowane, należy stosować odpowiednią izolacją termiczną.
Zasady obliczania instalacji cyrkulacyjnej.
Obecnie stosowana metoda termicznego równoważenia instalacji cyrkulacyjnej polega na wyznaczaniu
strumienia wody cyrkulacyjnej na podstawie strat ciepła w przewodach rozprowadzających (inst. c.w.u.)
oraz w pionowych przewodach cyrkulacyjnych.
Przy określaniu strat ciepła uwzględnia się rodzaj i grubość izolacji termicznej przewodów, oraz
występującą różnicę temperatur pomiędzy czynnikiem płynącym w przewodach a otoczeniem.
W obliczeniach na wstępie przyjmuje sie schłodzenie wody w instalacji. Tak przyjęta metoda zapewnia
jednakowe temperatury w każdym pionie przy jednoczesnym zróżnicowaniu przepływu przez poszczególne
piony.
Założenia i podstawowe wzory.
Temperatura wody opuszczającej urządzenie przygotowujące ciepłą wodę: tcwu =60ºC
Minimalna temperatura wody w punkcie poboru: tmin = 55ºC
spadek temperatury c.w.u. w instalacji: Dtcwu = 5ºC
Temperatury otoczenia przewodów wynoszą odpowiednio:
– dla nie ogrzewanych piwnic: to = 5 ºC
– dla przewodów prowadzonych po wierzchu ścian w pomieszczeniach mieszkalnych: to = 20
ºC
– dla przewodów prowadzonych w szachtach instalacyjnych: to = 25 ºC
– dla przewodów prowadzonych w bruzdach ściennych: to = 40 ºC
Straty ciepła w poszczególnych odcinkach instalacji oblicza sie wg zależności:
gdzie:
Dz – średnica zewnętrzna przewodu [m]
K – współczynnik przenikania ciepła [W/m2K]
tp – temperatura na początku odcinka [ºC]
tk – temperatura na końcu odcinka [ºC]
to – temperatura otoczenia odcinka [ºC]
L – długość odcinka [m]
h – sprawność izolacji – przyjmuje sie: h = 0,7÷0,9
K – współczynnik przenikania ciepła wyznaczany wg wzorów w tabeli:
Δt – różnica temperatur pomiędzy temperaturą wody a otoczenia
Strumień wody cyrkulacyjnej dla całej instalacji:
∑Q – suma strat ciepła [kW]
ρ – gęstość wody [kg/m3] – 1000 kg/m3
cw – ciepło właściwe wody [kJ/kgK] – 4,19 kJ/kgK
Δtcwu – spadek temperatury c.w.u. w instalacji [K]
Natężenie przepływu cyrkulacyjnego w poszczególnych pionach, wyznaczone metoda punktów węzłowych:
Vo– obliczeniowy strumień objętościowy wody w pionie cyrkulacyjnym; dm3/s
Vc – obliczeniowy całkowity strumień objętościowy wody wypływającej z podgrzewacza ciepłej wody
do instalacji; dm3/s
Qo – obliczeniowa strata ciepła w pionie cyrkulacyjnym odgałęzienia; [W]
Qp – obliczeniowa strata ciepła w pozostałej części instalacji za węzłem; [W]
Strumień wody cyrkulacyjnej w poziomym przewodzie cyrkulacji (strumień przechodzący):
Na podstawie obliczonych przepływów wody w poszczególnych działkach dokonuje sie doboru średnic
przewodów cyrkulacyjnych, przy zachowaniu założenia wg PN – 92/B- 01706: prędkość przepływu wody w instalacji cyrkulacyjnej v = 0,2 ÷ 0,5 m/s (max 1,0 m/s)
Stratę ciśnienia dla najniekorzystniejszego obiegu z uwzględnieniem straty na termostatycznym zaworze
cyrkulacyjnym oblicza sie z zależności:
Δpp- straty w obiegu ciepłej wody i cyrkulacji potrzebne do doboru pompy cyrkulacyjnej; Pa
Δpl- straty liniowe na odcinkach obliczeniowych; Pa
Δpm- straty miejscowe na odcinkach obliczeniowych; Pa
ΔpR- strata ciśnienia na urządzeniu regulacyjnym (np. termostatycznym zaworze regulacyjnym); Pa
Δpw- strata ciśnienia na urządzeniu przygotowującym ciepłą wodę użytkową; Pa
Dla termostatycznego zaworu cyrkulacyjnego MTCV firmy Danfoss stratę na zaworze wyznacza sie z
zależności:
wartość kv [m3/h] odczytywana jest z katalogu producenta w zależności od nastawy zaworu Vo – podstawić do wzoru w dm3/h
Doboru pompy cyrkulacyjnej dokonuje sie dla obliczonych wartości przepływu i ciśnienia dyspozycyjnego umożliwiającego pokonanie strat ciśnienia w najniekorzystniej pod względem hydraulicznym usytuowanym obiegu, t.j.
