PAGE Aparate electrocasnice

CENTRALE TERMICE

1. GeneralitatiSunt aparate electrocasnice utilizate pentru producerea de apa cald menajera i pentru nclzirea locuinelor uni sau multifamiliale (case, vile, apartamente sau grupuri de apartamente, scri de bloc).

Clasificare:

Din punct de vedere al tipului de combustibil folosit, centralele termice sunt:

- C.T. cu alimentare cu gaz natural sau gaz petrol lichefiat - GPL;

- C.T. cu alimentare cu combustibil petrolier lichid (motorin sau pcur).

Din punct de vedere al modului de evacuare a gazelor arse, avem:

- C.T. cu evacuare forat a gazelor arse ( C.T. cu camer de ardere);

- C.T. cu evacuare natural a gazelor arse (C.T. cu tiraj natural);

Din punct de vedere al realizrii aprinderii:

- C.T. cu aprindere electronic;

- C.T. cu flacr de veghe.

n utilizarea curent, pentru locuine mici sau grupuri de locuine, se utilizeaz cel mai des centrale termice alimentate cu gaze.

2. Constructia centralelor termiceO central termic cu gaze este realizat pe un suport metalic, pe care sunt amplasate: camera de ardere (cu focar, arztoare, schimbtor de cldur), circuitul de nclzire (sisteme de evi, de circulaie a apei calde, vas de expansiune), sistem de reglare a debitului de gaze la arztoare (van de gaz), circuitul de realizare a apei calde menajere (ACM), aprinztor electronic (la C.T. cu aprindere electronic i tiraj forat) i instalaia de automatizare, toate cuprinse ntr-o manta de tabl zincat la cald i vopsit cu pulberi epoxidice, ceea ce-i permite montarea n interiorul sau n exteriorul locuinei.

2.1. Schema de principiu a centralelor termice

Pentru o central termic cu evacuare forat a gazelor arse, pentru producere de ap cald menajer fr acumulator i nclzire, schema de principiu este prezentat n figura 1.

Fig. 1.

1- ventilator; 2 - schimbtor de cldur principal; 3 - termostat supratemperatur a circuitului de nclzire; 4 arztoare; 5 - electrod de detecie; 6 - electrod de aprindere; 7 - supap cu trei sensuri; 8 - sond de temperatur tur; 9 - sonda de temperatura ACM; 10 - schimbtor de cldur secundar; 11 - van de gaz; 12 fluxmetru; 13 - van ncrcare instalaie de nclzire; 14 manometru; 15 - pomp pentru circulaia apei de nclzire; 16 - supap de siguran a sistemului de nclzire (max. 3 bari); 17 vas de expansiune; 18 - presostat de gaze arse; A - tur nclzire; B - ieire ACM; C - alimentare cu gaz; D - intrare ACM; E - retur nclzire.2.2. Funcionarea C.T. cu evacuare forat a gazelor arseInstalaia de nclzire

n condiiile n care centrala termic este alimentat cu ap rece (minim 0,8 bar) i gaze, aceasta are condiiile necesare pentru a porni i acest lucru este realizat efectiv n momentul n care temperatura circuitului de nclzire este sub temperatura impus. Este pornit pompa de circulaie a apei, ventilatorul de alimentare cu aer i evacuare a gazelor arse i este alimentat dispozitivul de aprindere dup care este comandat deschiderea vanei de gaz.

Apa este pompat prin schimbtorul de cldur al centralei n instalaia de nclzire a locuinei pn cnd temperatura acesteia ajunge la temperatura impus de la panoul de comanda sau la temperatura termostatului de pe circuitul de nclzire. n acest moment, este ntrerupt alimentarea cu gaze, alimentarea dispozitivului de aprindere electronic si va fi oprit ventilatorul de evacuare a gazelor arse, pompa de circulaie a apei rmnnd n funciune pn este realizat o uniformizare a temperaturii apei n ntregul circuit de nclzire. Funcionarea se reia n momentul n care temperatura din circuitul de nclzire scade sub valoarea impus de la panoul de comand i control.

Instalaia de preparare ACM

La deschiderea unui robinet de ap cald din instalaia ce este deservit de central, fluxmetru de pe conducta de alimentare cu ap rece sesizeaz circulaia apei, alimenteaz dispozitivul de aprindere electronic, realizeaz pornirea ventilatorului de evacuare a gazelor arse iar dup ndeplinirea acestor secvene se permite acionarea vanei de gaz si deci pornirea centralei.

n funcie de debitul de ap care circul prin central este realizat modularea flcrii i deci este reglat puterea termic a centralei. Totodat temperatura apei la ieirea din central va fi meninut constant cu ajutorul modulului de comand electronic n funcie de valoarea impus de la pupitrul de comand i semnalizare. Centrala va funciona pn n momentul scderii debitului de ap rece sub o valoare impus (cca. 3l/min) sau pn cnd, accidental, acioneaz termostatul de pe circuitul apei calde menajere.

3. Caracteristicile centralelor termice3.1. Caracteristici generale

Putere termic: reglabil ntre 9-24 KW (11-25,6 Kcal);

Randament: 90-93%;

Consum la puterea nominal: 2,5-3 m3/h;

Temperatura mediului de instalare: minim +5oC;

Temperatura de nclzire: 40-90oC;

Temperatura ACM: 40-60oC;

Debit ACM ( la t =25oC): 13-16 l/min.;

Debit min. ACM: cca 3 l/min.;

Presiune ACM: 0,2-8 bar;

Presiunea instalaiei de nclzire: 1-3 bar;

Presiunea nominal de gaz: G20 =20 mbar iar la GPL=30-35mbar;

Tensiunea de alimentare/Puterea electric 220V/50Hz;120-150W (mai mic la C.T. cu tiraj natural);

Volumul maxim nclzit: 600-800 m3.

3.2. Caracteristicile de variaie a puterii termice

Pentru reglarea puterii termice a focarului i n consecin a puterii termice transmise apei pentru nclzire, se acioneaz asupra reglajului arztorului principal, prin intermediul circuitului electric de comand, ventilul de gaz fiind protejat de fabricant pentru valoarea minim i maxim a presiunii gazului.

Fig. 2

Diagramele indic variaia puterii termice transmise apei cu variaia presiunii gazului la arztoare i deci adaptarea acestei puteri la cerinele sistemului de nclzire, cu efecte pozitive asupra consumului de gaz metan, randamentul rmnnd practic acelai.

3.3. Caracteristicile de variaie a produciei de ACM

Domeniul de variaie al temperaturii ACM este, n general, ntre 40-60oC, aceasta temperatura fiind impus cu ajutorul unui poteniometru aflat pe panoul de comand i control al centralei.

Temperatura minim a ACM este de aproximativ de 50oC pentru un debit de ACM mai mic sau egal de 9,5 l/min. La debite mai mari, la aceeai temperatur impus, temperatura ACM scade odat cu creterea debitului(Fig. 6.3).

3.4. Caracteristica pompei

nlimea de pompare (presiunea din sistemul de nclzire) i debitul pompei, pot fi reglate, centrala oferind aceasta posibilitate, n funcie de dimensiunile circuitului de nclzire(Fig. 6.4).

Fig. 3

Fig. 4

3.5. Modularea flcrii

Este o funcie important a centralelor termice moderne care permite reglarea puterii termice prin acionarea asupra vanei de gaz (a presiunii gazului) n funcie de necesarul de ACM i temperatura solicitat circuitului de nclzire.

4. Sistemul de comanda, automatizare si protectie a centralelor termice

4.1. Elemente ale sistemului de comand i automatizare:

Ventilator pentru evacuarea gazelor arse i aspiraie aer necesar arderii. Funcionarea C.T. este condiionat electronic de existena i funcionarea presostatului de fum (de gaze arse);

Electrod de detecie si electrod de aprindere;

Termostat de siguran pentru circuitele de nclzire (pentru o temperatura mai mic sau egal de 90oC);

Ventil cu 3 cai pentru comanda circuitului ACM / nclzire;

Senzor de temperatur pe circuitul de nclzire ( 60-90oC);

Senzor de temperatur ACM ( 40-60oC);

Fluxmetru (debitmetru) 3-14 l/min.;

Manometru (doar pentru citirea presiunii instalaiei de nclzire tipic 1 bar cnd t < 30oC i 1,5-2,6 bar pentru t > 40oC);

Presostat pentru circuitul de nclzire (activ la p > 3bar)

Sistem antinghe acesta activeaz C.T. pe nclzire cnd temperatura apei pe tur scade sub 6oC. Pentru protecia circuitului de ACM sunt utilizate rezistente electrice care sunt conectate atunci cnd temperatura pe circuitul de ACM scade sub 6oC. Pentru protecia circuitului de nclzire se utilizeaz i antigel.

Panoul de comanda frontal, conine:

Poteniometru pentru reglarea temperaturii ACM (40-60oC);

Poteniometru pentru reglarea temperaturii circuitului de nclzire (60-90oC);

Comutator var / iarn;

Comutator ponit / oprit;

Indicare / semnalizare valori temperatur de nclzire / ACM, prezen tensiune, funcionare nclzire / ACM, funcionarea instalaiei de aprindere, avarii ale C.T. (lipsa gaz, presiune redus ACM/ nclzire, supratemperatur ACM / nclzire).

Circuitul electronic de comand asigur urmtoarele funcii:

a) Pornirea centralei termice n urmtoarele condiii (autodiagnoz):

- ventilator evacuare gaze arse/admisie aer, pornit (presostat aer nchis ceea ce nseamn c diferena de presiune dintre admisie evacuare este suficient de mare s asigure evacuarea gazelor arse din incinta n care este montat centrala termic);

- funcionarea dispozitivului de aprindere dup pornirea ventilatorului;

- temperaturile apei calde menajere i pe circuitul de nclzire sub valorile maxime (termostatele in poziia nchis);

- temperaturile apei calde menajere i pe circuitul de nclzire sub valorile impuse din poteniometrele de pe panoul de comand;

- debit de ap rece mai mare de 3 l/min. sau presiunea n circuitul de nclzire mai mare de 1 bar;

- alimentarea cu gaz (G20 sau GPL).

b) Funcionarea centralei termice. Pe durata funcionrii, modulul electronic de comand realizeaz urmtoarele funcii:

b1) Producerea de ap cald menajer

-asigurarea unei temperaturi constante a apei calde menajere la ieire;

-modularea flcrii (creterea/scderea puterii termice a centralei n funcie de cerina de ap cald menajer);

Fig. 5

-oprirea centralei termice dac temperatura apei calde menajere este mai mare de 60oC;

-oprirea centralei termice dac debitul de ap cald menajer este mai mic de 3 l/min.

b2) nclzire

-Modularea flcrii n funcie de temperatura din circuitul de nclzire;

-Reglarea temperaturii pe circuitul de nclzire n funcie de temperatura impus de la poteniometrul de pe panoul frontal sau prin intermediul unui cronotermostat de ambian (de camer) avnd de exemplu programarea zilnic orar ca n fig. 7.

Fig. 7

-oprirea centralei termice dac temperatura pe retur depete 90oC;

-oprirea centralei termice dac presiunea din circuitul de nclzire este mai mic de 1 bar;

-oprirea centralei termice dac: presiunea gazului este mai mic de 20 mbar pentru G20 i 35mbar pentru GPL; lipsete aprinderea; ventilatorul de evacuare oprit sau blocat (presiune diferenial este nul sau evacuarea este nfundat).

Un caz particular al centralelor termice sunt instalaiile instant pentru producerea apei calde menajere.

Acestea sunt alimentate cu gaz G20 sau GPL si au principiul de funcionare identic centralelor termice prezentate anterior dar nu sunt prevzute cu circuite hidraulice pentru nclzire (schimbtor de cldur, pomp de circulaie a apei, ventile de distribuie, etc.

16

14

15

17

18

6

5

4

3

2

1

7

8

9

10

11

12

13

EE

DD

CC

B

A

H[m]

Q[l/min]

5

4

3

2

1

4

3

2

1

tapa=15oC

t[oC]

50

60

9.5

Q[l/min]

PAGE 57