Co robi węzeł cieplny w piwnicy bloku

W szkole raz w roku, przed sezonem grzewczym, schodzę z konserwatorem budynku do piwnicy. On sprawdza swoje, a ja przy okazji robię zdjęcia na lekcję. Za stalowymi drzwiami jest pomieszczenie pełne rur w srebrnej izolacji, z manometrami, termometrami, pompami i szafką z wyświetlaczem. Szumią pompy, jest ciepło i pachnie kurzem na gorących rurach. Kiedy pokazuję te zdjęcia uczniom, zawsze ktoś pyta: „To tutaj się pali?”. Nic się tu nie pali, ogień jest kilka kilometrów dalej.

Ciepło w mieście ma do kaloryfera długą drogę. Powstaje w elektrociepłowni albo ciepłowni, płynie siecią rur pod ulicami i dopiero w węźle cieplnym w piwnicy przechodzi do instalacji budynku. Węzeł jest granicą: woda miejska i woda domowa się w nim nie mieszają.

Z czego się składa

1. Przyłącze sieci - dwie rury, zasilająca i powrotna, wchodzą do piwnicy z ulicy.
2. Wymiennik płytowy dla ogrzewania - pakiet tłoczonych blach, między którymi płyną dwie wody.
3. Wymiennik dla ciepłej wody użytkowej - drugi, osobny, podgrzewa wodę do kranów.
4. Zawory regulacyjne z siłownikami - dławią przepływ wody sieciowej przez wymienniki.
5. Regulator pogodowy - sterownik z czujnikiem temperatury zewnętrznej na ścianie budynku.
6. Pompy obiegowe - przepychają wodę domową przez piony i kaloryfery.
7. Ciepłomierz - liczy, ile ciepła budynek pobrał z sieci.

Woda z sieci zostaje w piwnicy

Woda w sieci miejskiej jest gorąca, w mroźne dni często znacznie powyżej 100°C. Pod ciśnieniem nie wrze, ale w zwykłym kaloryferze byłaby za gorąca i za groźna. Latem, kiedy podgrzewa się tylko wodę do kranów, sieć pracuje zwykle chłodniej, na około 70°C. Dokładne wartości zależą od sieci i od tabeli temperatur, którą ustala dostawca ciepła.

W wymienniku płytowym obie wody płyną obok siebie, przedzielone cienką blachą ze stali nierdzewnej. Blachy są tłoczone w jodełkę, żeby woda płynęła burzliwie i lepiej oddawała ciepło. Gorąca woda sieciowa płynie w jedną stronę, chłodniejsza domowa w przeciwną. Przy takim przepływie przeciwprądowym ciepło przechodzi pełniej, niż gdyby obie płynęły w tym samym kierunku. Wymiennik wielkości walizki zastępuje dawne wymienniki rurowe wielkości szafy.

Przez blachę przechodzi ciepło, a woda zostaje po swojej stronie. Sieciowa wraca chłodniejsza do elektrociepłowni, żeby znów się nagrzać, a domowa płynie do kaloryferów.

Czujnik na północnej ścianie

Ile ciepła potrzeba, zależy od pogody. Na ścianie budynku, zwykle północnej, wisi czujnik temperatury zewnętrznej. Regulator w węźle ma zapisaną krzywą grzewczą: im zimniej na dworze, tym cieplejsza woda ma płynąć do kaloryferów. Zawór z siłownikiem otwiera się albo przymyka i wpuszcza do wymiennika więcej lub mniej wody sieciowej, aż temperatura na wyjściu zgodzi się z krzywą.

Uczniom powtarzam, że to automatyka w najczystszej postaci: pomiar, porównanie z wartością zadaną, ruch zaworu i znowu pomiar. Ta sama pętla działa w żelazku, w lodówce i w piecu do hartowania. Różnica jest tylko w tym, co się mierzy i czym się rusza.

Regulator ma też programy nocne i weekendowe. W budynkach użyteczności publicznej, takich jak szkoła, obniża temperaturę w nocy i w dni wolne. Dlatego w poniedziałek rano w klasie bywa chłodniej, ale szybko się nagrzewa.

Ciepła woda w kranie

Drugi wymiennik podgrzewa wodę z wodociągu, która leci z kranów. Według przepisów dla budynków ciepła woda w punktach czerpalnych powinna mieć nie mniej niż 55°C i nie więcej niż 60°C. Za chłodna sprzyja bakteriom z rodzaju Legionella, które lubią letnią wodę, a za gorąca grozi oparzeniem. Instalacja musi też pozwalać na dezynfekcję termiczną, czyli okresowe podgrzanie wody w punktach czerpalnych do 70-80°C, przy którym te bakterie giną.

W blokach ciepła woda krąży bez przerwy w obiegu cyrkulacyjnym, żeby z kranu leciała ciepła od razu, a nie po minucie. Stąd ciepło w łazience przy pionie nawet latem.

Na końcu jest zawór przy kaloryferze

Przy grzejniku siedzi zawór z głowicą termostatyczną. W głowicy jest wkład z cieczą albo woskiem, który rozszerza się, gdy w pokoju robi się ciepło, i naciska trzpień zaworu. Zawór się przymyka i przez grzejnik płynie mniej wody. Gdy pokój się wychłodzi, wkład się kurczy i zawór się otwiera. Głowica nie potrzebuje prądu ani baterii, a reguluje całkiem sprawnie.

Najczęstsza awaria w węźle to zarośnięty wymiennik. Kamień i osady z wody odkładają się na blachach i ciepło przestaje przez nie przechodzić. Na wyświetlaczu wszystko wygląda dobrze, a kaloryfery na górnych piętrach są letnie. Wymiennik płucze się wtedy chemicznie albo rozbiera i czyści płyta po płycie.