Węzły jednofunkcyjne obsługują instalację centralnego ogrzewania. Z kolei węzły dwufunkcyjne dodatkowo pozwalają na przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Jest możliwe przy tym zainstalowanie systemu cyrkulacji c.w.u. Niektóre wersje węzłów dwufunkcyjnych są przystosowane do ładowania zasobnika cieplej wody.
Węzeł cieplny to zespół urządzeń, które łączą sieć cieplną znajdującą się na zewnętrz obiektu zaopatrzenia w ciepło z instalacją wewnętrzną obiektu.
Najważniejsze zadanie węzłów cieplnych to rozdzielanie sieci ciepła do poszczególnych gałęzi odbiorczych. Ważna jest przy tym miejscowa regulacja czynnika grzewczego oraz kontrolowanie procesu rozdziału energii i pracy poszczególnych urządzeń.
Mieszkaniowe i kompaktowe
Mieszkaniowe węzły cieplne są gotowymi urządzeniami przeznaczonymi do współpracy z czynnikiem grzewczym o temperaturze do 90°C. Ciepło na stronę pierwotną wymiennika jest dostarczane z sieci lub z kotłowni. Moc wymienników tego typu w zależności od zapotrzebowania na ciepło i c.w.u. wynosi od kilku do kilkudziesięciu kW. Ważna jest estetyczna i zwarta budowa.
Węzły kompaktowe są grupą urządzeń, które poprzez odpowiednie połączenie zapewniają zmianę parametrów czynnika grzewczego z sieci ciepłowniczej na parametry pozwalające na pracę poszczególnych odbiorów. Ważne jest przy tym, że zmiany w tym zakresie odbywają się automatycznie. Oprócz tego odpowiednie urządzenia mierzą zużycie ciepła pod kątem rozliczeń z dostawcą. Regulowana jest ilość dostarczanego ciepła a czynnik grzewczy poddaje się oczyszczaniu po stronie instalacji wtórnej i po stronie sieci ciepłowniczej. Kluczową rolę odgrywa zabezpieczenie instalacji odbiorczych przed nadmiernym wzrostem ciśnienia i temperatury.
Typowy kompaktowy wymiennik wyposaża się w zespół ochronny, który ma za zadanie zabezpieczanie przed nadmiernym wzrostem ciśnienia (zamknięte naczynia wzbiorcze, zawory bezpieczeństwa). Kluczową rolę odgrywa ochrona przed zapowietrzeniem realizowana przez odpowiednie zawory a specjalne filtry, magnetyzery, filtroodmulniki zabezpieczają przed zanieczyszczeniami. Z kolei na układ regulacji składa się odpowiedni regulator i automatyka a przyrządy pomiarowe odpowiadają za pomiar zużytego ciepła.
Parametry czynnika grzewczego, który przypływa z sieci ciepłowniczej są zmieniane w wymienniku ciepła. Tym sposobem zyskuje się parametry niezbędne do prawidłowej pracy konkretnego systemu grzewczego i instalacji przygotowania c.w.u. Istotną rolę odgrywają odpowiednie urządzenia automatyki pozwalające na regulację i kontrolę zużycia ciepła. Należy pamiętać, że w nowoczesnych węzłach cieplnych stawia się na elektroniczne sterowanie łącznie z możliwością zdalnej obsługi.
Centralne ogrzewanie
Dzięki wymiennikowi ciepła i odpowiednim urządzeniom pompowym z elektroniczną regulacją węzeł cieplny dostarcza ciepło na potrzeby instalacji c.o. Sterowanie odbywa się bezpośrednio za pomocą termostatu lub przy użyciu regulatora, który może być wyposażony w zewnętrzny czujnik temperatury. W węzłach mogą pracować urządzenia odpowiedzialne za regulowanie ciśnienia. Chodzi głównie o wzbiorcze naczynie przeponowe, które stabilizuje ciśnienie, a także zawór ciśnieniowy i zawór bezpieczeństwa zapewniający ochronę przed nadmiernym wzrostem ciśnienia. Oprócz tego ważne są termometry i manometry oraz odcinające zawory kulowe.
Ciepła woda użytkowa
Ciepła woda jest uzyskiwania przepływowo. System regulacji temperatury c.w.u. bazuje na termostacie lub regulatorze i automatyce. Regulacja automatyczna pozwala na uzyskanie stałej temperatury c.w.u. Dla poprawy komfortu użytkowania instalacji węzeł może być wyposażony w system cyrkulacji. Typowy moduł cyrkulacji bazuje na pompie oraz sterowniku, który pozwala na jej załączanie w określonych przedziałach czasowych. Przyłącze zimnej wody jest przystosowane do bezpośredniego połączenia z instalacją wodociągową. W przyłączu przewidziano zawór zwrotny i zawór bezpieczeństwa oraz filtr. W niektórych wersjach wymienników przewiduje się orurowanie wykonane ze stali nierdzewnej.
Przepływowe podgrzewacze wody
Wymiennikowe, przepływowe podgrzewacze c.w.u. są zasilane bezpośrednio z sieci ciepłowniczej a ciepła woda użytkowa jest ogrzewana w sposób przepływowy w wymienniku ciepła. W urządzeniach tego typu bardzo często przewiduje się regulację hydrauliczną c.w.u. zaworem proporcjonalnym za pomocą regulatora. Większość podgrzewaczy wyposaża się w termostat by-pass, który może przejąć funkcję regulacji cyrkulacji c.w.u. By-pass termostatyczny montowany jest w węzłach cieplnych, zainstalowanych w znacznej odległości od głównego pionu zasilającego. Tym sposobem utrzymywana jest stała temperatura w przewodzie zasilania, co ma szczególne znaczenie w okresie letnim, zapewniając skrócenie czasu oczekiwania na podgrzanie ciepłej wody.
Automatyka węzła ciepłowniczego
Regulatory pozwalają na sterowanie pracą węzła ciepłowniczego. Np. specjalne urządzenia oferuje się z myślą o sterowaniu dwufunkcyjnymi węzłami ciepłowniczymi. Dodatkowe obwody sterowania mogą być użyte do regulowania pierwszym stopniem podgrzewania c.w.u. lub do innych celów takich, jak chociażby zasilanie nagrzewnic powietrza, obwodów ciepła technologicznego itp. W nowoczesnych regulatorach uwzględnia się porty komunikacyjne RS-485 umożliwiające komunikowanie z regulatorami podrzędnymi lub nadrzędnymi systemami sterowania takimi jak np. BMS.
Typowy regulator jest w stanie pracować w dwóch trybach – letnim i zimowym. Wybór pomiędzy trybami pracy odbywa się ręcznie lub automatycznie. Pogodowa regulacja temperatury w obwodzie c.o. może uwzględniać krzywą grzania i programy tygodniowe. Ważne jest sterowanie pracą siłownika zaworu regulacyjnego c.o. w oparciu o algorytm PI. W oparciu o program tygodniowy może być również przygotowywana c.w.u. Sterowanie obejmuje pracę z priorytetem lub bez priorytetu c.w.u. Odpowiedni program przeprowadza dezynfekcję instalacji c.w.u. załączanego automatycznie lub ręcznie.
W nowoczesnych regulatorach przewidziano możliwość zdalnej obsługi za pośrednictwem sieci Internet. Automatycznie sygnalizowane są stany alarmowe.
Montaż węzła
Węzły cieplne są przystosowane do łatwego montażu i instalacji. Kompletne urządzenie zawiera akcesoria pozwalające na montaż ścienny.
Orurowanie węzła łączy się bezpośrednio z siecią ciepłowniczą oraz z instalacją wewnętrzną budynku. Zazwyczaj kierunek podłączenia wysokiego i niskiego parametru jest dowolny.
Węzeł należy podłączyć do sieci elektrycznej poprzez gotowy wtyk zasilania, a zewnętrzny czujnik temperatury łączy się bezpośrednio przewodem z wtykiem.
Okresowe przeglądy
Dla zapewnienia prawidłowej, a co najważniejsze, efektywnej pracy węzłów cieplnych należy zadbać o okresowe czynności związane z przeglądami i konserwacją. Przeglądy o charakterze eksploatacyjno-serwisowym trzeba wykonywać zgodnie z wymaganiami producenta. Należy jednak pamiętać, że przeglądy tego typu nie mogą być wykonywane rzadziej niż 2 razy w roku.
Ważne jest, aby sprawdzać urządzenie pod kątem wycieków, a także odpowiedniej temperatury na sieciach rozprowadzających, temperatury zasilania i powrotu w obiegu pierwotnym oraz różnic tych temperatur. Kontroli należy poddawać temperaturę c.w.u. w aspekcie spełniania wymagań stawianych przez przepisy prawa. Nie powinny mieć miejsca spadki ciśnienia na urządzeniach filtrujących i uzdatniających wodę.
Podsumowanie
Typowy mały węzeł ciepłowniczy pozwala na wymianę ciepła pomiędzy siecią cieplną a odbiorcami. Ważna jest przy tym możliwość odcięcia dopływu czynnika, oczyszczania dopływającego czynnika, kontroli bezpieczeństwa oraz pomiaru i regulacji poszczególnych parametrów w zakresie temperatury, przepływów i ciśnień.
Nowoczesne technologie pozwalają na konstruowanie węzłów, dzięki którym jest możliwe zasilanie c.o. oraz przygotowanie c.w.u. Zastosowanie obejmuje zarówno budownictwo jedno- jak i wielorodzinne.