Uprawnienia cieplne G2 – pytania i odpowiedzi na egzamin

Pytania i odpowiedzi na egzamin kwalifikacyjny G2 (urządzenia wytwarzające, przetwarzające, przesyłające i zużywające ciepło). Egzamin jest ustny – nie ma testu, dlatego każde pytanie ma od razu widoczną, pełną odpowiedź. Zakres obejmuje m.in. kotły wodne i parowe, sieci i instalacje cieplne, węzły cieplne, sprężarki, pompy, wentylację i klimatyzację.

200pytań z pełnymi odpowiedziami
ustnyegzamin przed komisją kwalifikacyjną
5 latważności świadectwa E lub D

200 pytań

Przepisy, organizacja pracy i BHP

1Jaki akt prawny określa obecnie wymagania kwalifikacyjne przy eksploatacji urządzeń energetycznych?

Odpowiedź: Jest to rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z 1 lipca 2022 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci. Wydano je na podstawie ustawy Prawo energetyczne i dzieli ono urządzenia na trzy grupy: G1 – elektryczne, G2 – cieplne, G3 – gazowe.

2Jak długo ważne jest świadectwo kwalifikacyjne i co trzeba zrobić po upływie tego okresu?

Odpowiedź: Świadectwo kwalifikacyjne jest ważne 5 lat od daty egzaminu. Po upływie tego okresu trzeba ponownie zdać egzamin przed komisją kwalifikacyjną – nie ma automatycznego przedłużania ważności.

3Czym różni się świadectwo eksploatacji „E” od świadectwa dozoru „D”?

Odpowiedź: Świadectwo „E” uprawnia do bezpośredniej obsługi, konserwacji, remontów, montażu i prac kontrolno-pomiarowych przy urządzeniach. Świadectwo „D” uprawnia do kierowania czynnościami osób wykonujących te prace oraz do nadzoru nad eksploatacją, w tym wydawania poleceń i zatwierdzania instrukcji. Jedna osoba może posiadać oba świadectwa.

4Jakie urządzenia obejmuje Grupa 2 – urządzenia cieplne?

Odpowiedź: Grupa 2 obejmuje urządzenia wytwarzające, przetwarzające, przesyłające i zużywające ciepło, m.in.: kotły parowe i wodne o mocy powyżej 50 kW, sieci i instalacje cieplne o mocy przesyłanej powyżej 50 kW, turbiny parowe, przemysłowe urządzenia odbiorcze pary i gorącej wody powyżej 50 kW, urządzenia wentylacji, klimatyzacji i chłodnicze powyżej 50 kW, pompy, ssawy, wentylatory i dmuchawy powyżej 50 kW, sprężarki powyżej 20 kW, piece przemysłowe powyżej 50 kW oraz urządzenia do składowania i transportu paliw w tych obiektach, a także aparaturę kontrolno-pomiarową do tych urządzeń.

5Od jakiej mocy kotłów wodnych wymagane jest świadectwo kwalifikacyjne G2?

Odpowiedź: Świadectwo kwalifikacyjne G2 jest wymagane przy obsłudze kotłów parowych i wodnych na paliwa stałe, płynne i gazowe o mocy powyżej 50 kW, wraz z urządzeniami pomocniczymi. Kotły o mniejszej mocy, np. domowe, nie wymagają świadectwa.

6Co to jest polecenie pisemne i kiedy prace wykonuje się na polecenie?

Odpowiedź: Polecenie pisemne to dokument określający zakres, miejsce i termin pracy, środki bezpieczeństwa oraz osoby odpowiedzialne za organizację i wykonanie pracy. Na polecenie pisemne wykonuje się prace eksploatacyjne stwarzające szczególne zagrożenie dla zdrowia i życia, np. prace wewnątrz kotłów, zbiorników i kanałów spalin, prace na czynnych rurociągach pary i gorącej wody czy prace spawalnicze w strefach zagrożonych wybuchem.

7Jakie osoby funkcyjne występują przy organizacji prac na polecenie?

Odpowiedź: Są to: poleceniodawca – osoba dozoru wystawiająca polecenie, koordynujący – koordynuje prace na danym obiekcie, dopuszczający – przygotowuje i zabezpiecza miejsce pracy oraz dopuszcza zespół do pracy, kierujący zespołem – bezpośrednio kieruje pracą i odpowiada za zespół, oraz członkowie zespołu. Funkcje można łączyć zgodnie z instrukcją organizacji bezpiecznej pracy.

8Co powinna zawierać instrukcja eksploatacji urządzenia cieplnego?

Odpowiedź: Instrukcja eksploatacji zawiera m.in.: charakterystykę techniczną urządzenia, opis czynności przy uruchamianiu, obsłudze w czasie pracy i zatrzymaniu, zasady postępowania w razie awarii i zakłóceń, terminy i zakres przeglądów, konserwacji i pomiarów oraz wymagania BHP i ochrony przeciwpożarowej. Instrukcja musi być dostępna na stanowisku pracy, a obsługa musi być z nią zapoznana.

9Jakie główne zagrożenia występują przy eksploatacji urządzeń cieplnych?

Odpowiedź: Główne zagrożenia to: oparzenia gorącą wodą, parą i gorącymi powierzchniami, wybuch gazu, pyłu węglowego lub przegrzanego kotła, zatrucie tlenkiem węgla, pożar, porażenie prądem elektrycznym od urządzeń pomocniczych oraz hałas i zagrożenia mechaniczne od ruchomych części pomp, wentylatorów i sprężarek.

10Jak udzielić pierwszej pomocy osobie oparzonej gorącą wodą lub parą?

Odpowiedź: Należy przerwać działanie czynnika parzącego, a oparzone miejsce chłodzić czystą, chłodną wodą przez około 15–20 minut. Nie wolno zrywać przywartej odzieży, przekłuwać pęcherzy ani smarować oparzeń tłuszczem czy maściami. Ranę osłania się jałowym opatrunkiem, a przy rozległych oparzeniach wzywa pogotowie ratunkowe – numer 999 lub 112.

11Dlaczego tlenek węgla jest tak niebezpieczny i jakie są objawy zatrucia?

Odpowiedź: Tlenek węgla jest gazem bezwonnym, bezbarwnym i niewyczuwalnym, a z hemoglobiną krwi łączy się około 250–300 razy silniej niż tlen, blokując transport tlenu w organizmie. Objawy zatrucia to ból i zawroty głowy, nudności, osłabienie, przyspieszone tętno, a przy większych stężeniach utrata przytomności i śmierć. Powstaje przy niezupełnym spalaniu paliwa, np. przy braku powietrza lub złym ciągu kominowym.

12Jak postąpić w przypadku podejrzenia zatrucia tlenkiem węgla w kotłowni?

Odpowiedź: Przede wszystkim zadbać o własne bezpieczeństwo, następnie przewietrzyć pomieszczenie i wyprowadzić lub wynieść poszkodowanego na świeże powietrze. Wezwać pogotowie ratunkowe, a przy braku oddechu rozpocząć resuscytację krążeniowo-oddechową 30 uciśnięć i 2 oddechy. Trzeba też wyłączyć urządzenie będące źródłem czadu i ustalić przyczynę, np. brak ciągu.

13Czym zajmuje się Urząd Dozoru Technicznego i jakie urządzenia cieplne mu podlegają?

Odpowiedź: UDT sprawuje dozór techniczny nad urządzeniami mogącymi stwarzać zagrożenie dla życia, zdrowia i mienia. W energetyce cieplnej dozorowi podlegają m.in. kotły parowe o nadciśnieniu powyżej 0,5 bara, kotły wodne o temperaturze wody powyżej 110 stopni Celsjusza, stałe zbiorniki ciśnieniowe, w tym zbiorniki sprężonego powietrza, oraz rurociągi pary łączące kocioł z turbogeneratorem. Urządzenia te muszą mieć decyzję UDT zezwalającą na eksploatację.

14Jakie formy dozoru technicznego rozróżniamy?

Odpowiedź: Rozróżniamy dozór pełny, ograniczony i uproszczony. Przy dozorze pełnym UDT wykonuje badania odbiorcze i okresowe w ustalonych terminach, przy dozorze ograniczonym – badania odbiorcze i doraźne, a przy uproszczonym urządzenia nie podlegają badaniom u eksploatującego, lecz jedynie kontroli wytwarzania.

15Jakie badania okresowe wykonuje UDT na kotłach i co obejmują?

Odpowiedź: UDT wykonuje rewizję zewnętrzną – oględziny kotła w czasie pracy i sprawdzenie osprzętu zabezpieczającego, zwykle co roku, rewizję wewnętrzną – oględziny wnętrza opróżnionego i wystudzonego kotła, zwykle co 2 lata, oraz próbę ciśnieniową wodną, wykonywaną w ustalonych terminach lub po naprawach. Wyniki badań inspektor wpisuje do księgi rewizyjnej urządzenia.

16Kiedy w kotłowni może wystąpić zagrożenie wybuchem?

Odpowiedź: Zagrożenie wybuchem występuje przy wycieku gazu i utworzeniu mieszaniny z powietrzem w granicach wybuchowości – dla metanu ok. 4,4–17 procent objętościowo, przy nagromadzeniu pyłu węglowego, przy zapaleniu niespalonego gazu w komorze paleniskowej po nieudanym rozruchu, a także przy przegrzaniu i rozerwaniu kotła lub zbiornika ciśnieniowego z powodu braku wody albo niesprawnych zabezpieczeń.

17Jak postąpić po wyczuciu zapachu gazu w kotłowni?

Odpowiedź: Nie wolno używać otwartego ognia ani włączać i wyłączać urządzeń elektrycznych, aby nie wywołać iskry. Należy zamknąć główny zawór gazu na kurku głównym, otworzyć okna i drzwi w celu przewietrzenia, ewakuować ludzi i powiadomić pogotowie gazowe – telefon 992 – oraz przełożonego. Do pomieszczenia można wrócić dopiero po usunięciu nieszczelności i przewietrzeniu.

18Jakie środki ochrony indywidualnej powinien stosować obsługujący urządzenia cieplne, np. palacz kotłów?

Odpowiedź: Podstawowe środki to: ubranie robocze trudnopalne, rękawice ochronne odporne na wysoką temperaturę, obuwie robocze, okulary lub przyłbica chroniące oczy przy obsłudze paleniska i zdmuchiwaniu, nakrycie głowy lub hełm oraz w razie potrzeby ochronniki słuchu. Przy pracach w zbiornikach dodatkowo szelki bezpieczeństwa z linką i asekuracja drugiej osoby.

19Jak powinno wyglądać przejęcie i przekazanie zmiany w kotłowni?

Odpowiedź: Obejmujący zmianę sprawdza stan urządzeń, parametry pracy, poziom wody, działanie zabezpieczeń oraz zapoznaje się z wpisami w książce ruchu kotłowni o zakłóceniach i wykonanych czynnościach. Przekazujący informuje o wszystkich nieprawidłowościach, a przejęcie zmiany obie osoby potwierdzają podpisem w książce ruchu. Nie wolno opuścić stanowiska przed przybyciem zmiennika bez zgody przełożonego.

20Jakie warunki trzeba spełnić przy pracy wewnątrz kotła, walczaka lub zbiornika?

Odpowiedź: Jest to praca szczególnie niebezpieczna, wykonywana na polecenie pisemne, przy minimum dwuosobowej obsadzie – jedna osoba asekuruje z zewnątrz. Kocioł musi być opróżniony, wystudzony, przewietrzony i skutecznie odcięty od czynnych rurociągów, np. zaślepkami, a atmosfera wewnątrz sprawdzona na zawartość tlenu i gazów. Stosuje się oświetlenie o bezpiecznym napięciu do 24 V oraz szelki z linką bezpieczeństwa.

Podstawy techniki cieplnej

21Czym różni się ciepło od temperatury?

Odpowiedź: Ciepło to forma energii przekazywanej między ciałami wskutek różnicy temperatur, mierzona w dżulach. Temperatura to parametr stanu określający stopień nagrzania ciała, mierzony w stopniach Celsjusza lub kelwinach. Ciepło zawsze przepływa samorzutnie od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej.

22W jakich jednostkach wyrażamy ciepło i energię cieplną oraz jakie są przeliczniki?

Odpowiedź: Podstawową jednostką ciepła jest dżul [J], w praktyce używa się kilodżuli, megadżuli i gigadżuli. Energię cieplną wyrażamy też w kilowatogodzinach, przy czym 1 kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ, a 1 GJ to około 278 kWh. Dawniej stosowano kalorie – 1 kcal = 4,19 kJ.

23Jak przelicza się temperaturę ze stopni Celsjusza na kelwiny?

Odpowiedź: Temperaturę w kelwinach otrzymujemy dodając 273 do temperatury w stopniach Celsjusza, czyli T[K] = t[°C] + 273. Na przykład 100 stopni Celsjusza to 373 K, a zero bezwzględne 0 K odpowiada minus 273 stopniom Celsjusza. Różnica temperatur o 1 kelwin równa się różnicy o 1 stopień Celsjusza.

24Jakie jednostki ciśnienia stosujemy w technice cieplnej i jakie są między nimi zależności?

Odpowiedź: Podstawową jednostką jest paskal [Pa], w praktyce kilopaskale i megapaskale. Powszechnie używa się bara: 1 bar = 100 kPa = 0,1 MPa, co odpowiada w przybliżeniu 1 atmosferze technicznej i słupowi wody o wysokości około 10 metrów. Ciśnienie atmosferyczne wynosi około 1000 hPa, czyli około 0,1 MPa.

25Co to jest nadciśnienie, podciśnienie i ciśnienie absolutne?

Odpowiedź: Ciśnienie absolutne (bezwzględne) mierzy się od próżni doskonałej. Nadciśnienie to nadwyżka ciśnienia ponad ciśnienie atmosferyczne – wskazują je zwykłe manometry, a podciśnienie to ciśnienie niższe od atmosferycznego, występujące np. w komorze paleniskowej kotła z ciągiem naturalnym. Ciśnienie absolutne równa się ciśnieniu atmosferycznemu plus nadciśnienie.

26Czym różni się para nasycona od pary przegrzanej?

Odpowiedź: Para nasycona ma temperaturę wrzenia odpowiadającą danemu ciśnieniu i pozostaje w równowadze z wodą – może być mokra, gdy zawiera kropelki wody, lub sucha. Para przegrzana powstaje przez dalsze podgrzanie pary nasyconej suchej w przegrzewaczu i ma temperaturę wyższą od temperatury nasycenia przy tym samym ciśnieniu. Parę przegrzaną stosuje się głównie do napędu turbin, bo nie zawiera wilgoci.

27Jak temperatura wrzenia wody zależy od ciśnienia? Podaj przykłady.

Odpowiedź: Temperatura wrzenia rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia. Przy ciśnieniu atmosferycznym około 1 bara woda wrze w 100 stopniach Celsjusza, przy nadciśnieniu 1 bara (2 bary absolutne) – około 120 stopni, przy 5 barach absolutnych – około 152 stopni, a przy 10 barach – około 180 stopni. Dzięki temu w kotłach wodnych i sieciach ciepłowniczych woda pod ciśnieniem może mieć ponad 100 stopni i nie wrzeć.

28Co to jest ciepło parowania wody i ile wynosi?

Odpowiedź: Ciepło parowania to ilość ciepła potrzebna do zamiany 1 kg wrzącej wody w parę nasyconą suchą bez zmiany temperatury. Przy ciśnieniu atmosferycznym wynosi około 2257 kJ/kg, czyli ponad pięć razy więcej niż ciepło potrzebne do podgrzania wody od 0 do 100 stopni. Ta sama ilość ciepła wydziela się przy skraplaniu pary – dlatego para tak skutecznie ogrzewa i tak groźnie parzy.

29Omów przewodzenie ciepła.

Odpowiedź: Przewodzenie to przekazywanie ciepła wewnątrz ciała lub między stykającymi się ciałami, bez przemieszczania się materii – energię przekazują drgające cząsteczki. Dobrze przewodzą metale, np. miedź i stal, a źle materiały porowate zawierające powietrze, jak wełna mineralna – dlatego stosuje się je na izolacje. Miarą jest współczynnik przewodzenia ciepła lambda w W/(m·K).

30Omów konwekcję, czyli unoszenie ciepła.

Odpowiedź: Konwekcja to przekazywanie ciepła przez przemieszczające się cząstki płynu – cieczy lub gazu. Konwekcja naturalna powstaje samoczynnie, bo ogrzany płyn ma mniejszą gęstość i unosi się do góry, jak woda w instalacji grawitacyjnej czy powietrze nad grzejnikiem. Konwekcja wymuszona zachodzi, gdy ruch płynu wywołuje pompa lub wentylator – jest znacznie intensywniejsza.

31Omów promieniowanie cieplne.

Odpowiedź: Promieniowanie to przekazywanie ciepła falami elektromagnetycznymi, które nie wymaga żadnego ośrodka – zachodzi także w próżni, tak dociera do nas ciepło słoneczne. Ilość wypromieniowanego ciepła rośnie bardzo szybko z temperaturą powierzchni, dlatego promieniowanie dominuje w komorze paleniskowej kotła, gdzie płomień ma ponad 1000 stopni Celsjusza. W kotle części ciśnieniowe przy palenisku nazywamy powierzchniami opromieniowanymi.

32Co to jest sprawność urządzenia cieplnego, np. kotła?

Odpowiedź: Sprawność to stosunek energii użytecznie oddanej do energii doprowadzonej w paliwie, wyrażany w procentach. Na przykład kocioł o sprawności 90 procent przekazuje wodzie 90 procent energii paliwa, a 10 procent stanowią straty – głównie ze spalinami uchodzącymi do komina, przez niecałkowite spalanie i przez promieniowanie obudowy. Współczesne kotły gazowe kondensacyjne osiągają sprawność do około 98 procent, a odniesioną do wartości opałowej – nawet ponad 100 procent.

33Czym różni się wartość opałowa od ciepła spalania?

Odpowiedź: Ciepło spalania to całkowita ilość ciepła z całkowitego spalenia jednostki paliwa, łącznie z ciepłem skroplenia pary wodnej zawartej w spalinach. Wartość opałowa jest mniejsza – nie uwzględnia ciepła skraplania pary wodnej, bo w zwykłych kotłach spaliny uchodzą do komina z parą wodną. Dla gazu ziemnego różnica wynosi około 10 procent i to właśnie ją odzyskują kotły kondensacyjne, skraplając parę ze spalin.

34Ile wynosi ciepło właściwe wody i co ta wartość oznacza w praktyce?

Odpowiedź: Ciepło właściwe wody wynosi około 4,19 kJ/(kg·K), co oznacza, że do podgrzania 1 kg wody o 1 stopień potrzeba 4,19 kJ. Jest to wartość bardzo duża w porównaniu z innymi substancjami, dlatego woda jest znakomitym nośnikiem ciepła w instalacjach grzewczych i sieciach ciepłowniczych.

35Na czym polega rozszerzalność cieplna i jakie ma znaczenie w urządzeniach cieplnych?

Odpowiedź: Ciała ogrzewane zwiększają swoje wymiary – rurociąg stalowy wydłuża się o około 1,2 mm na każdy metr długości przy podgrzaniu o 100 stopni. Dlatego rurociągi cieplne muszą mieć kompensatory i podpory przesuwne, a kotły i wymienniki konstrukcję umożliwiającą swobodne wydłużanie. Woda przy podgrzaniu zwiększa objętość, co przejmują naczynia wzbiorcze w instalacjach.

36Jaka jest anomalna właściwość wody związana z gęstością i jakie ma skutki?

Odpowiedź: Woda ma największą gęstość w temperaturze około 4 stopni Celsjusza, a zamarzając zwiększa objętość o około 9 procent. Dlatego zamarzająca woda rozsadza rurociągi, grzejniki i armaturę. Instalacje narażone na mróz trzeba opróżniać z wody, zabezpieczać izolacją albo napełniać płynem niezamarzającym.

37Jak krąży woda w instalacji centralnego ogrzewania grawitacyjnej, a jak w pompowej?

Odpowiedź: W instalacji grawitacyjnej krążenie wywołuje różnica gęstości: gorąca woda z kotła jako lżejsza unosi się do grzejników, a ochłodzona, cięższa spływa z powrotem do kotła – wymaga to dużych średnic rur i odpowiednich spadków. W instalacji pompowej krążenie wymusza pompa obiegowa, co pozwala na mniejsze średnice, większe zasięgi i lepszą regulację – dziś jest to rozwiązanie standardowe.

38Co to jest moc cieplna i jak obliczyć moc przekazywaną przez strumień wody?

Odpowiedź: Moc cieplna to ilość ciepła przekazywana w jednostce czasu, wyrażana w watach i kilowatach. Moc strumienia wody obliczamy ze wzoru Q = m · cw · Δt, czyli strumień masy razy ciepło właściwe razy różnica temperatur. Na przykład strumień 1 kg/s wody schładzanej o 20 stopni przekazuje moc około 84 kW.

39Co dzieje się z ciepłem podczas wrzenia wody i skraplania pary?

Odpowiedź: Podczas wrzenia woda pobiera ciepło parowania, ale jej temperatura nie rośnie – całe ciepło zużywane jest na zmianę stanu skupienia z cieczy w parę. Podczas skraplania zachodzi proces odwrotny – para oddaje ciepło skraplania, również przy stałej temperaturze nasycenia. Te przemiany wykorzystuje się w kotłach parowych, wymiennikach parowych i obiegach chłodniczych.

40Dlaczego oparzenie parą wodną jest groźniejsze niż wrzącą wodą o tej samej temperaturze?

Odpowiedź: Para skraplając się na skórze oddaje dodatkowo ciepło skraplania – około 2257 kJ/kg – czyli wielokrotnie więcej energii niż samo ostygnięcie wody. Ponadto para łatwo wnika pod odzież i do dróg oddechowych. Dlatego przy pracach na urządzeniach parowych obowiązuje szczególna ostrożność, a dmuchającej pary nigdy nie wolno przecinać ciałem.

Kotły parowe i wodne

41Jak dzielimy kotły ze względu na czynnik roboczy i przeznaczenie?

Odpowiedź: Kotły dzielimy na wodne – podgrzewające wodę bez zmiany stanu skupienia, i parowe – wytwarzające parę nasyconą lub przegrzaną. Kotły wodne dzielą się na niskotemperaturowe i wysokotemperaturowe, a parowe na nisko-, średnio- i wysokoprężne. Ponadto dzielimy je według paliwa (stałe, ciekłe, gazowe), konstrukcji (płomienicowo-płomieniówkowe, wodnorurkowe) i sposobu obiegu wody (naturalny, wymuszony).

42Co to jest kocioł wodny niskotemperaturowy?

Odpowiedź: Jest to kocioł podgrzewający wodę do temperatury nieprzekraczającej 110 stopni Celsjusza, stosowany głównie w kotłowniach centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Typowe parametry pracy to np. 80/60 lub 70/50 stopni. Kotły wodne o temperaturze do 110 stopni nie podlegają dozorowi technicznemu UDT.

43Co to jest kocioł wodny wysokotemperaturowy i gdzie się go stosuje?

Odpowiedź: Jest to kocioł podgrzewający wodę powyżej 110 stopni Celsjusza, np. do 130–150 stopni, pracujący pod odpowiednio wysokim ciśnieniem, aby woda nie wrzała. Stosuje się go w ciepłowniach zasilających miejskie sieci ciepłownicze oraz w dużych zakładach przemysłowych. Kotły te podlegają dozorowi technicznemu UDT.

44Co to jest kocioł parowy i jakie kotły parowe podlegają dozorowi UDT?

Odpowiedź: Kocioł parowy to urządzenie ciśnieniowe, w którym przez spalanie paliwa wytwarza się parę wodną o ciśnieniu wyższym od atmosferycznego, wykorzystywaną poza kotłem. Dozorowi UDT podlegają kotły parowe o nadciśnieniu roboczym powyżej 0,5 bara. Para może być wykorzystywana do celów technologicznych, grzewczych lub do napędu turbin.

45Omów budowę kotła płomienicowo-płomieniówkowego.

Odpowiedź: Jest to kocioł typu płaszczowego: w poziomym walczaku wypełnionym wodą znajduje się płomienica – duża rura, w której odbywa się spalanie z palnika gazowego lub olejowego, oraz pęczki płomieniówek – cienkich rur, którymi spaliny przepływają w drugim i trzecim ciągu, oddając ciepło wodzie otaczającej rury. Spaliny opuszczają kocioł przez skrzynię dymową do komina. Kotły te budowane są jako parowe i wodne, o mocach zwykle do kilkunastu MW.

46Czym charakteryzuje się kocioł wodnorurkowy (opłomkowy)?

Odpowiedź: W kotle wodnorurkowym woda i para krążą wewnątrz rur zwanych opłomkami, a spaliny omywają rury z zewnątrz – odwrotnie niż w kotle płomieniówkowym. Ściany komory paleniskowej tworzą ekrany z rur opromieniowanych, połączone z walczakiem rurami opadowymi i wznośnymi. Konstrukcja ta pozwala budować kotły o bardzo dużych mocach i wysokich ciśnieniach, stosowane w energetyce zawodowej.

47Jaką rolę pełni walczak w kotle parowym?

Odpowiedź: Walczak to poziomy zbiornik ciśnieniowy, w którym następuje oddzielenie pary od wody – para zbiera się w przestrzeni parowej nad lustrem wody. W walczaku utrzymuje się określony poziom wody, kontrolowany wodowskazami, doprowadza się wodę zasilającą oraz prowadzi odsalanie. Z walczaka wychodzą rury opadowe zasilające ekrany oraz odbiór pary nasyconej do przegrzewacza.

48Jakie rodzaje palenisk stosuje się w kotłach?

Odpowiedź: Do paliw stałych stosuje się paleniska rusztowe – ze stałym rusztem obsługiwanym ręcznie lub z rusztem mechanicznym taśmowym, oraz paleniska retortowe z podajnikiem ślimakowym. W dużych kotłach energetycznych stosuje się paleniska komorowe – pyłowe, gdzie węgiel zmielony na pył spala się w przestrzeni komory, a także paleniska fluidalne. Do paliw ciekłych i gazowych służą paleniska komorowe z palnikami olejowymi lub gazowymi.

49Co to jest podgrzewacz wody, czyli ekonomizer, i po co się go stosuje?

Odpowiedź: Ekonomizer to wymiennik z rur umieszczony w kanale spalin za kotłem, w którym woda zasilająca podgrzewa się ciepłem odlotowych spalin przed wejściem do walczaka. Obniża on temperaturę spalin uchodzących do komina, dzięki czemu zmniejsza stratę kominową i podnosi sprawność kotła o kilka procent. Stąd nazwa – ekonomizer, bo daje oszczędność paliwa.

50Do czego służy przegrzewacz pary?

Odpowiedź: Przegrzewacz to pęczki rur umieszczone w trakcie spalin, w których para nasycona pobrana z walczaka jest dogrzewana powyżej temperatury nasycenia, stając się parą przegrzaną. Para przegrzana jest sucha, ma większą energię i nie niszczy łopatek turbin kroplami wody. Temperaturę pary przegrzanej reguluje się schładzaczami wtryskowymi.

51Co zaliczamy do armatury kotła?

Odpowiedź: Do armatury kotła zaliczamy: zawory bezpieczeństwa, wodowskazy, manometry i termometry, zawór zasilający ze zwrotnym, zawór główny odcinający parowy, zawory spustowe i odmulające, zawór odsalający oraz zawór odpowietrzający. Armatura zabezpieczająca i kontrolna musi być sprawna – bez niej kocioł nie może pracować.

52Jaką rolę pełni zawór bezpieczeństwa na kotle i ile zaworów powinien mieć kocioł parowy?

Odpowiedź: Zawór bezpieczeństwa chroni kocioł przed nadmiernym wzrostem ciśnienia – po przekroczeniu ciśnienia otwarcia samoczynnie wypuszcza parę lub wodę, nie dopuszczając do rozerwania kotła. Kocioł parowy wyposaża się co do zasady w dwa zawory bezpieczeństwa o łącznej przepustowości odpowiadającej pełnej wydajności kotła. Zaworów bezpieczeństwa nie wolno dławić, obciążać ani blokować.

53Jak sprawdza się działanie zaworu bezpieczeństwa podczas eksploatacji?

Odpowiedź: Sprawność zaworu sprawdza się przez krótkotrwałe ręczne uniesienie grzybka dźwignią przy pracującym kotle – zawór powinien wypuścić czynnik i szczelnie zamknąć się po opuszczeniu. Próby takie wykonuje się w terminach podanych w instrukcji eksploatacji, np. raz na zmianę lub raz na dobę, a wynik odnotowuje w książce ruchu. Nastawy zaworów plombuje i sprawdza UDT.

54Ile wodowskazów powinien mieć kocioł parowy i jak sprawdza się ich działanie?

Odpowiedź: Kocioł parowy powinien mieć co najmniej dwa niezależne wodowskazy wskazujące poziom wody w walczaku, z oznaczonym najniższym i najwyższym dopuszczalnym poziomem. Wodowskazy sprawdza się przez przedmuchiwanie: kolejno zamyka się i otwiera kurki wodny i parowy, obserwując, czy woda po otwarciu szybko i żywo wraca do szkła. Wodowskaz działający ospale lub wskazujący inaczej niż drugi trzeba przeczyścić lub naprawić.

55Jakie wymagania stawia się manometrowi kotłowemu?

Odpowiedź: Manometr musi mieć zakres odpowiedni do ciśnienia kotła – wskazówka przy ciśnieniu roboczym powinna być mniej więcej w środku skali, a najwyższe dopuszczalne ciśnienie oznacza się czerwoną kreską. Manometr przyłącza się przez rurkę syfonową wypełnioną wodą, chroniącą mechanizm przed gorącą parą, oraz kurek manometryczny trójdrogowy umożliwiający przedmuchanie, wyzerowanie i podłączenie manometru kontrolnego. Manometr musi mieć ważną cechę legalizacyjną i być dobrze widoczny.

56Do czego służą zawory: zasilający, spustowy i główny parowy?

Odpowiedź: Zawór zasilający z zaworem zwrotnym doprowadza wodę do kotła i uniemożliwia jej cofanie się przy spadku ciśnienia zasilania. Zawór spustowy, umieszczony w najniższym punkcie, służy do opróżniania kotła i okresowego odmulania. Zawór główny parowy odcina kocioł od rurociągu parowego – otwiera się go powoli, aby nagrzać rurociąg i uniknąć uderzeń wodnych.

57Omów paliwa stałe stosowane w kotłach i ich podstawowe parametry.

Odpowiedź: Podstawowe paliwa stałe to węgiel kamienny o wartości opałowej około 21–29 MJ/kg, węgiel brunatny około 8–10 MJ/kg oraz biomasa – drewno i pelety około 15–19 MJ/kg. O jakości paliwa decydują wartość opałowa, zawartość popiołu, wilgoci, siarki oraz granulacja. Paliwo składuje się tak, aby nie ulegało zawilgoceniu i samozapaleniu – hałdy węgla trzeba kontrolować.

58Co charakteryzuje olej opałowy jako paliwo kotłowe?

Odpowiedź: Lekki olej opałowy ma wartość opałową około 42 MJ/kg i przed spaleniem musi być rozpylony w palniku ciśnieniowo lub przy pomocy rozpylenia mechanicznego. Olej ciężki (mazut) wymaga podgrzania do około 60–120 stopni, aby uzyskać właściwą lepkość do pompowania i rozpylania. Przy magazynowaniu oleju obowiązują wymagania przeciwpożarowe – zbiorniki, wanny wychwytowe i zakaz otwartego ognia.

59Co charakteryzuje gaz ziemny jako paliwo kotłowe?

Odpowiedź: Gaz ziemny wysokometanowy typu E zawiera około 95–98 procent metanu i ma wartość opałową około 35 MJ/m sześcienny. Jest paliwem czystym – spala się bez popiołu i praktycznie bez siarki, łatwym w regulacji, ale tworzy z powietrzem mieszaniny wybuchowe w granicach ok. 4,4–17 procent objętościowo. Jest lżejszy od powietrza, bezwonny – nawania się go środkiem THT, aby wyciek był wyczuwalny.

60Co to jest spalanie zupełne i całkowite?

Odpowiedź: Spalanie całkowite oznacza, że spaliło się całe paliwo – w popiele i żużlu nie ma części palnych. Spalanie zupełne oznacza, że produkty spalania są całkowicie utlenione – w spalinach nie ma palnych składników, takich jak tlenek węgla, sadza czy wodór. Celem prawidłowej obsługi kotła jest spalanie całkowite i zupełne, bo każde niedopalenie to strata paliwa i zagrożenie czadem.

61Co to jest współczynnik nadmiaru powietrza i jakie wartości przyjmuje?

Odpowiedź: Współczynnik nadmiaru powietrza lambda to stosunek ilości powietrza rzeczywiście doprowadzonego do spalania do ilości teoretycznie niezbędnej. Typowe wartości to: dla gazu około 1,05–1,15, dla oleju 1,1–1,2, dla węgla na ruszcie 1,3–1,6. Za mało powietrza powoduje niedopał i tlenek węgla, a za dużo – nadmierne schłodzenie paleniska i wzrost straty kominowej; oba przypadki obniżają sprawność.

62Po czym poznać spalanie niezupełne w kotle i czym ono grozi?

Odpowiedź: Objawy to ciemny, czarny dym z komina, kopcący, żółty i wydłużony płomień, sadza na powierzchniach ogrzewalnych oraz podwyższona zawartość tlenku węgla w spalinach wykazana analizatorem. Spalanie niezupełne oznacza stratę paliwa, zarastanie kotła sadzą, ryzyko zapalenia sadzy w kominie i śmiertelne niebezpieczeństwo zatrucia czadem. Należy wtedy poprawić doprowadzenie powietrza, ciąg i regulację palnika.

63Co to jest ciąg kominowy i jakie rozróżniamy jego rodzaje?

Odpowiedź: Ciąg kominowy to podciśnienie wywołujące przepływ powietrza do paleniska i odprowadzenie spalin do komina. Ciąg naturalny powstaje dzięki różnicy gęstości między gorącymi spalinami w kominie a zimnym powietrzem zewnętrznym. Ciąg sztuczny wytwarzają wentylatory: podmuchowy tłoczący powietrze do paleniska i wyciągowy odsysający spaliny – stosuje się je w większych kotłach, gdzie opory przepływu są duże.

64Od czego zależy wielkość ciągu naturalnego?

Odpowiedź: Ciąg naturalny zależy od wysokości komina, różnicy temperatur spalin i powietrza zewnętrznego oraz od szczelności i oporów przewodów. Im wyższy komin i im gorętsze spaliny, tym ciąg większy; w lecie i przy wietrze ciąg słabnie. Ciąg pogarszają też nieszczelności kanałów, zanieczyszczenie komina sadzą i zbyt niska temperatura spalin powodująca ich wychłodzenie.

65Omów kolejność czynności przy uruchamianiu kotła wodnego.

Odpowiedź: Przed uruchomieniem sprawdzamy stan kotła, armatury i zabezpieczeń, napełnienie instalacji wodą i jej ciśnienie, drożność odpowietrzeń oraz otwarcie zaworów obiegu. Uruchamiamy pompę obiegową i sprawdzamy przepływ, przewietrzamy komorę paleniskową, po czym uruchamiamy palnik lub rozpalamy palenisko. Kocioł nagrzewamy powoli, kontrolując temperaturę, ciśnienie i szczelność, a wszystkie czynności odnotowujemy w książce ruchu.

66Omów uruchamianie kotła parowego z zimnego stanu.

Odpowiedź: Sprawdzamy armaturę, wodowskazy i zawory, napełniamy kocioł wodą uzdatnioną do poziomu nieco poniżej normalnego i otwieramy odpowietrzenie. Rozpalamy powoli, aby cały kocioł nagrzewał się równomiernie – gwałtowne nagrzewanie grozi naprężeniami cieplnymi. Gdy z odpowietrzenia zacznie wydobywać się para, zamykamy je i pozwalamy rosnąć ciśnieniu, sprawdzając wodowskazy i manometr, a po osiągnięciu ciśnienia roboczego powoli otwieramy zawór główny, wcześniej nagrzewając i odwadniając rurociąg parowy.

67Co kontroluje obsługujący podczas normalnej pracy kotła?

Odpowiedź: Stale kontroluje się: poziom wody w wodowskazach, ciśnienie na manometrze i temperatury czynników, przebieg spalania – barwę płomienia i dymu, pracę pomp, wentylatorów i palników, szczelność kotła i armatury oraz działanie automatyki i zabezpieczeń. Okresowo wykonuje się odmulanie, przedmuchiwanie wodowskazów i sprawdzanie zaworów bezpieczeństwa. Parametry i czynności wpisuje się do książki ruchu kotłowni.

68Jak przeprowadza się normalne, planowe zatrzymanie kotła?

Odpowiedź: Stopniowo zmniejszamy wydajność palnika lub wypalamy paliwo na ruszcie, po czym odcinamy dopływ paliwa. Kocioł parowy odłączamy od rurociągu zaworem głównym, uzupełniamy wodę do normalnego poziomu, a pompy obiegowe i wentylatory pozostawiamy w ruchu aż do wystudzenia kotła. Kocioł studzimy powoli – nie wolno gwałtownie schładzać go zimną wodą ani otwierać drzwiczek dla przyspieszenia; stan kotła odnotowujemy w książce ruchu.

69W jakich przypadkach należy natychmiast awaryjnie zatrzymać kocioł?

Odpowiedź: Kocioł zatrzymujemy natychmiast m.in. gdy: poziom wody spadł poniżej minimalnego i nie widać go w wodowskazie, ciśnienie przekroczyło wartość dopuszczalną, a zawory bezpieczeństwa nie działają, stwierdzono odkształcenia, wybrzuszenia, nieszczelności lub pęknięcia części ciśnieniowych, uszkodzeniu uległy wodowskazy lub manometr uniemożliwiając kontrolę, wystąpił pożar w kotłowni albo awaria pomp i braku zasilania w wodę. Zatrzymanie awaryjne polega na odcięciu paliwa i powietrza oraz powiadomieniu przełożonego.

70Jak postąpić, gdy w kotle parowym zabraknie wody – poziom zniknął z wodowskazu?

Odpowiedź: Należy natychmiast odciąć dopływ paliwa i wygasić palenisko oraz odciąć dopływ powietrza. Kategorycznie nie wolno zasilać kotła wodą, bo zetknięcie wody z rozżarzonymi, przegrzanymi blachami spowoduje gwałtowne odparowanie, skok ciśnienia i grozi wybuchem kotła. Kocioł pozostawia się do powolnego wystudzenia, powiadamia przełożonego, a przed ponownym uruchomieniem kocioł musi być zbadany.

71Jakie są przyczyny i skutki przegrzania powierzchni ogrzewalnych kotła?

Odpowiedź: Przyczyny to: obniżenie poziomu wody, osady kamienia kotłowego izolujące blachy od wody, zaburzenia obiegu wody w rurach oraz praca z nadmiernym obciążeniem. Przegrzana stal traci wytrzymałość, co prowadzi do wybrzuszeń, deformacji i pęknięć części ciśnieniowych, a w skrajnym przypadku do rozerwania kotła. Dlatego tak ważne są kontrola poziomu wody i właściwe uzdatnianie wody kotłowej.

72Na czym polega zjawisko porywania wody z parą i czym grozi?

Odpowiedź: Przy zbyt wysokim poziomie wody, gwałtownym poborze pary lub nadmiernym zasoleniu woda pieni się i kropelki wody z rozpuszczonymi solami są porywane do rurociągu parowego. Grozi to uderzeniami wodnymi w rurociągach, zasoleniem i uszkodzeniem przegrzewacza oraz erozją łopatek turbin. Zapobiega się przez utrzymywanie właściwego poziomu wody, odsalanie i równomierny pobór pary.

73Dlaczego woda zasilająca kocioł musi być uzdatniona?

Odpowiedź: Woda surowa zawiera sole wapnia i magnezu tworzące kamień kotłowy, rozpuszczone gazy – tlen i dwutlenek węgla – powodujące korozję, oraz zawiesiny tworzące szlam. Kamień izoluje powierzchnie ogrzewalne prowadząc do przegrzania blach, a korozja niszczy kocioł od wewnątrz. Dlatego wodę się zmiękcza, odgazowuje i koryguje chemicznie zgodnie z wymaganiami producenta kotła i normami jakości wody.

74Co to jest twardość wody i jak działa zmiękczacz jonitowy?

Odpowiedź: Twardość wody to zawartość rozpuszczonych soli wapnia i magnezu, wyrażana np. w stopniach niemieckich lub mval/l – to one tworzą kamień kotłowy. W zmiękczaczu jonitowym woda przepływa przez złoże żywicy kationowej, która wymienia jony wapnia i magnezu na jony sodu, których sole nie tworzą kamienia. Po wyczerpaniu złoże regeneruje się solanką – roztworem soli kuchennej.

75Po co odgazowuje się wodę zasilającą i jak się to robi?

Odpowiedź: Odgazowanie usuwa z wody rozpuszczony tlen i dwutlenek węgla, które powodują korozję tlenową – wżery w kotle, ekonomizerze i rurociągach. Najczęściej stosuje się odgazowanie termiczne: w odgazowywaczu woda jest podgrzewana parą do temperatury wrzenia około 102–105 stopni, przy której gazy wydzielają się z wody i są odprowadzane z oparami. Resztki tlenu wiąże się dodatkowo chemicznie, np. siarczynem sodu.

76Na czym polega odmulanie kotła i jak się je wykonuje?

Odpowiedź: Odmulanie to okresowe usuwanie szlamu gromadzącego się w najniższych punktach kotła przez krótkotrwałe otwarcie zaworu odmulającego. Wykonuje się je zgodnie z instrukcją, np. raz na zmianę, najlepiej przy małym obciążeniu kotła – zawór otwiera się na kilka sekund, obserwując poziom wody w wodowskazie. Zaniedbanie odmulania prowadzi do gromadzenia szlamu, pogorszenia obiegu wody i miejscowych przegrzań.

77Na czym polega odsalanie kotła parowego?

Odpowiedź: Podczas odparowania woda w kotle stale się zatęża, bo sole zostają w wodzie kotłowej. Odsalanie polega na ciągłym lub okresowym upuszczaniu części najbardziej zasolonej wody z walczaka, z okolicy lustra wody, i zastępowaniu jej wodą zasilającą. Wielkość odsalania reguluje się na podstawie pomiaru przewodności lub zasolenia wody kotłowej, aby nie przekraczać wartości dopuszczalnych – zapobiega to pienieniu i porywaniu wody do pary.

78Jakie skutki powoduje kamień kotłowy na powierzchniach ogrzewalnych?

Odpowiedź: Kamień kotłowy przewodzi ciepło kilkadziesiąt razy gorzej niż stal, więc już warstwa 1–2 mm podnosi zużycie paliwa o kilka procent i podwyższa temperaturę spalin. Co groźniejsze, blacha pod kamieniem nie jest chłodzona wodą, przegrzewa się, traci wytrzymałość i ulega wybrzuszeniom oraz pęknięciom, co może doprowadzić do awarii kotła. Dlatego konieczne jest zmiękczanie wody i okresowe czyszczenie kotła z kamienia.

79Jak konserwuje się kocioł wyłączony z ruchu na dłuższy czas?

Odpowiedź: Stosuje się konserwację mokrą lub suchą. Konserwacja mokra polega na całkowitym napełnieniu kotła wodą odgazowaną z dodatkiem środków chemicznych wiążących tlen i utrzymaniu niewielkiego nadciśnienia – stosowana przy krótszych postojach. Konserwacja sucha polega na opróżnieniu, dokładnym osuszeniu kotła i umieszczeniu wewnątrz środków pochłaniających wilgoć, np. żelu krzemionkowego lub wapna palonego, przy szczelnym zamknięciu – stosowana przy postojach dłuższych. Celem jest ochrona przed korozją postojową.

80Jakie są podstawowe obowiązki palacza kotłów centralnego ogrzewania?

Odpowiedź: Palacz obsługuje kotły zgodnie z instrukcją eksploatacji: uruchamia je, prowadzi ruch utrzymując zadane parametry, kontroluje poziom wody, ciśnienie, temperaturę i proces spalania, wykonuje odmulanie i sprawdzanie zabezpieczeń oraz zatrzymuje kotły. Dba o czystość kotłowni, prowadzi książkę ruchu, zgłasza usterki przełożonemu, a w stanach awaryjnych zatrzymuje kocioł. Musi posiadać świadectwo kwalifikacyjne G2 przy kotłach o mocy powyżej 50 kW.

Sieci i instalacje cieplne, węzły cieplne

81Co to jest sieć ciepłownicza i jak dzielimy sieci ze względu na czynnik?

Odpowiedź: Sieć ciepłownicza to układ rurociągów wraz z armaturą i komorami, przesyłający ciepło ze źródła – ciepłowni lub elektrociepłowni – do odbiorców. Dzielimy je na wodne, w których nośnikiem jest gorąca woda, i parowe, gdzie nośnikiem jest para z powrotem kondensatu. Sieci wodne wykonuje się najczęściej jako dwuprzewodowe: rurociąg zasilający i powrotny.

82Jakie parametry obliczeniowe mają typowe wodne sieci ciepłownicze?

Odpowiedź: Typowe parametry obliczeniowe miejskich sieci to np. 130/70 lub 120/60 stopni Celsjusza – pierwsza liczba to temperatura zasilania przy obliczeniowej temperaturze zewnętrznej, druga to temperatura powrotu. Rzeczywista temperatura zasilania zmienia się w zależności od pogody według tabeli regulacyjnej, latem utrzymuje się ok. 65–70 stopni dla potrzeb ciepłej wody. Ciśnienie robocze sieci wynosi zwykle do 1,6 MPa.

83Jakie znasz sposoby układania sieci ciepłowniczych?

Odpowiedź: Sieci układa się: w kanałach betonowych przechodnich lub nieprzechodnich z izolacją tradycyjną, bezpośrednio w gruncie z rur preizolowanych – dziś standard, oraz napowietrznie na podporach i estakadach, głównie na terenach przemysłowych. W trasie sieci buduje się komory ciepłownicze z armaturą odcinającą i odwodnieniami.

84Omów budowę rury preizolowanej.

Odpowiedź: Rura preizolowana składa się z rury przewodowej stalowej, izolacji ze sztywnej pianki poliuretanowej oraz zewnętrznego płaszcza osłonowego z polietylenu chroniącego przed wilgocią i uszkodzeniami. W izolacji biegną druty instalacji alarmowej, które pozwalają wykryć i zlokalizować zawilgocenie izolacji, czyli przeciek. Rury łączy się przez spawanie, a złącza izoluje mufami.

85Dlaczego rurociągi cieplne wymagają kompensacji wydłużeń?

Odpowiedź: Stalowy rurociąg wydłuża się o około 1,2 mm na metr przy podgrzaniu o 100 stopni, więc 100-metrowy odcinek sieci nagrzanej od 10 do 130 stopni wydłuży się o około 14 cm. Gdyby rurociąg nie mógł się swobodnie wydłużać, powstałyby ogromne naprężenia prowadzące do wyboczenia, rozerwania spoin lub zniszczenia podpór. Dlatego stosuje się kompensatory oraz podpory stałe i przesuwne wyznaczające kierunki wydłużeń.

86Jakie rodzaje kompensacji wydłużeń stosuje się w sieciach cieplnych?

Odpowiedź: Stosuje się kompensację naturalną – wykorzystującą załamania trasy w kształcie litery L lub Z, kompensatory U-kształtowe wykonane z rur, oraz kompensatory osiowe mieszkowe ze sprężystym mieszkiem ze stali nierdzewnej. W sieciach preizolowanych stosuje się też podgrzew wstępny rurociągu przed zasypaniem oraz poduszki kompensacyjne w gruncie.

87Co to jest węzeł cieplny i jakie spełnia zadania?

Odpowiedź: Węzeł cieplny to zespół urządzeń łączących sieć ciepłowniczą z instalacjami odbiorczymi budynku. Jego zadaniem jest przekazanie ciepła, obniżenie parametrów czynnika z sieciowych na instalacyjne (np. ze 130/70 na 80/60 stopni), regulacja dostawy ciepła, pomiar zużycia licznikiem ciepła oraz zabezpieczenie instalacji przed zbyt wysokim ciśnieniem i temperaturą.

88Czym różni się węzeł wymiennikowy (pośredni) od węzła bezpośredniego?

Odpowiedź: W węźle wymiennikowym woda sieciowa i instalacyjna są rozdzielone wymiennikiem ciepła – obiegi są niezależne hydraulicznie, co chroni instalację przed wysokim ciśnieniem i temperaturą sieci; to rozwiązanie dziś powszechne. W węźle bezpośrednim woda sieciowa wpływa wprost do instalacji odbiorczej – układ jest prostszy i tańszy, ale instalacja musi wytrzymać parametry sieci, a awaria sieci przenosi się na budynek.

89Na czym polega działanie węzła hydroelewatorowego?

Odpowiedź: Hydroelewator to strumienica wodna: gorąca woda sieciowa wypływająca z dyszy z dużą prędkością zasysa część ochłodzonej wody powrotnej z instalacji i miesza się z nią, dzięki czemu do grzejników płynie woda o obniżonej temperaturze. Urządzenie nie ma części ruchomych i nie potrzebuje energii elektrycznej, ale wymaga odpowiednio dużego ciśnienia dyspozycyjnego i słabo poddaje się regulacji – obecnie jest wypierane przez węzły wymiennikowe.

90Co to jest regulacja pogodowa i krzywa grzewcza?

Odpowiedź: Regulacja pogodowa polega na automatycznej zmianie temperatury wody zasilającej instalację w zależności od temperatury zewnętrznej mierzonej czujnikiem na ścianie budynku. Zależność tę opisuje krzywa grzewcza – im zimniej na dworze, tym cieplejsza woda zasilająca, np. przy 0 stopni ok. 55 stopni, a przy minus 20 stopniach ok. 80 stopni. Regulator pogodowy steruje zaworem regulacyjnym w węźle lub palnikiem kotła, zapewniając komfort i oszczędność ciepła.

91Czym różni się regulacja jakościowa od ilościowej dostawy ciepła?

Odpowiedź: Regulacja jakościowa polega na zmianie temperatury czynnika przy stałym przepływie – tak reguluje się centralnie sieci ciepłownicze według tabeli temperatur. Regulacja ilościowa polega na zmianie strumienia przepływu przy stałej temperaturze – realizują ją zawory regulacyjne i pompy o zmiennych obrotach. W praktyce stosuje się regulację mieszaną, jakościowo-ilościową.

92Jaką rolę pełni otwarte naczynie wzbiorcze i jak jest przyłączone?

Odpowiedź: Otwarte naczynie wzbiorcze, umieszczone w najwyższym punkcie instalacji, przejmuje przyrost objętości wody przy jej ogrzewaniu, utrzymuje ciśnienie i łączy zład z atmosferą, dzięki czemu ciśnienie nie może nadmiernie wzrosnąć. Z instalacją łączą je rury zabezpieczające – wzbiorcza, przelewowa, sygnalizacyjna i odpowietrzająca, na których nie wolno montować żadnych zaworów odcinających. Stosowane jest w instalacjach z kotłami na paliwo stałe systemu otwartego.

93Omów budowę i zasadę działania przeponowego naczynia wzbiorczego.

Odpowiedź: Naczynie przeponowe to zamknięty zbiornik podzielony elastyczną przeponą lub workiem gumowym na przestrzeń wodną i gazową wypełnioną azotem lub powietrzem pod ciśnieniem wstępnym. Gdy woda w instalacji ogrzewa się i zwiększa objętość, wpływa do naczynia sprężając poduszkę gazową, a przy stygnięciu gaz wypycha wodę z powrotem – ciśnienie w instalacji utrzymuje się w dopuszczalnych granicach. Ciśnienie wstępne gazu dobiera się do wysokości instalacji i sprawdza okresowo przy odciętym i opróżnionym po stronie wody naczyniu.

94Jaką rolę pełni zawór bezpieczeństwa w instalacji ogrzewania systemu zamkniętego?

Odpowiedź: Zawór bezpieczeństwa chroni instalację i kocioł przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia – otwiera się samoczynnie przy ciśnieniu nastawy, np. 3 bary w typowej instalacji c.o., i wypuszcza nadmiar wody. Montuje się go przy kotle lub wymienniku, bez żadnej armatury odcinającej pomiędzy, z odprowadzeniem wyrzutu w bezpieczne, widoczne miejsce. Jego działanie sprawdza się okresowo przez krótkotrwałe ręczne otwarcie pokrętłem.

95Dlaczego instalację c.o. trzeba odpowietrzać i jak się to realizuje?

Odpowiedź: Powietrze wydziela się z wody przy podgrzewaniu i gromadzi w najwyższych punktach, blokując przepływ. Odpowietrzanie realizują odpowietrzniki automatyczne pływakowe montowane w najwyższych punktach instalacji i na pionach oraz ręczne zawory odpowietrzające przy grzejnikach. Instalację prowadzi się ze spadkami umożliwiającymi swobodne wędrowanie powietrza ku odpowietrznikom.

96Jakie są objawy i skutki zapowietrzenia instalacji c.o.?

Odpowiedź: Objawy to zimne grzejniki lub ich górne części mimo pracy pompy, bulgotanie i szumy w rurach oraz zakłócenia krążenia w całych pionach. Powietrze w wodzie powoduje ponadto korozję tlenową instalacji i może doprowadzić do zapowietrzenia pompy, która pracuje wtedy na sucho i ulega uszkodzeniu. Usuwa się je przez odpowietrzenie grzejników i pionów oraz uzupełnienie ciśnienia w instalacji.

97Jak prawidłowo napełnić instalację centralnego ogrzewania?

Odpowiedź: Instalację napełnia się wodą uzdatnioną – zmiękczoną, najlepiej od dołu, powoli, aby powietrze mogło uchodzić przez odpowietrzniki w najwyższych punktach. Napełnianie prowadzi się do osiągnięcia wymaganego ciśnienia statycznego, np. około 1,5 bara w budynku kilkukondygnacyjnym, po czym sprawdza szczelność. Po podgrzaniu zładu odpowietrzanie i uzupełnienie ciśnienia trzeba powtórzyć.

98Dlaczego częste uzupełnianie zładu wodą surową jest szkodliwe?

Odpowiedź: Każde uzupełnienie świeżą wodą wprowadza do instalacji nowe sole twardości i rozpuszczony tlen. Sole wytrącają się jako kamień w kotle i wymiennikach, a tlen powoduje korozję – instalacja niszczy się od środka. Duże ubytki wody świadczą o nieszczelności, którą należy odnaleźć i usunąć, a wodę uzupełniającą uzdatniać.

99Co to jest ciśnienie statyczne w instalacji i od czego zależy?

Odpowiedź: Ciśnienie statyczne to ciśnienie słupa wody w instalacji nienapędzanej pompą, zależne od wysokości zładu – każde 10 metrów wysokości daje około 1 bar. Musi ono zapewnić całkowite zalanie instalacji i niewielką nadwyżkę w najwyższym punkcie, aby nie zasysało powietrza i nie dochodziło do odparowania. Utrzymanie ciśnienia statycznego to zadanie naczynia wzbiorczego lub układu uzupełniania.

100Co to jest ciśnienie dyspozycyjne?

Odpowiedź: Ciśnienie dyspozycyjne to różnica ciśnień między rurociągiem zasilającym a powrotnym w danym punkcie sieci lub na wejściu do węzła cieplnego. To ono napędza przepływ wody przez węzeł i instalację odbiorczą – musi pokryć wszystkie opory hydrauliczne. W miejskich sieciach na przyłączach wynosi zwykle od kilkudziesięciu kPa do ok. 0,2–0,4 MPa; nadmiar dławi się zaworami regulacyjnymi lub regulatorami różnicy ciśnień.

101Jakie materiały stosuje się na izolacje termiczne i co daje izolowanie rurociągów?

Odpowiedź: Stosuje się wełnę mineralną i szklaną, pianki poliuretanowe, otuliny z pianki polietylenowej i kauczukowej, a dawniej także materiały azbestowe, dziś zakazane. Izolacja ogranicza straty ciepła – nieizolowany rurociąg traci wielokrotnie więcej ciepła niż izolowany – chroni ludzi przed oparzeniem gorącą powierzchnią i utrzymuje parametry czynnika. Izolację chroni się płaszczem z blachy lub folii przed zawilgoceniem i uszkodzeniem.

102Skąd biorą się straty ciepła w sieci ciepłowniczej i jak je ograniczać?

Odpowiedź: Straty powstają przez przenikanie ciepła przez izolację rurociągów do gruntu lub powietrza oraz przez ubytki czynnika przy nieszczelnościach. Ogranicza się je stosując rury preizolowane o dobrej izolacji, utrzymując możliwie niskie temperatury czynnika, dbając o stan izolacji i szybko usuwając wycieki wykrywane instalacją alarmową. W dobrych sieciach preizolowanych straty przesyłu wynoszą kilka do kilkunastu procent przesyłanego ciepła.

103Co to jest uderzenie hydrauliczne i jak mu zapobiegać?

Odpowiedź: Uderzenie hydrauliczne to gwałtowny skok ciśnienia wywołany nagłą zmianą prędkości przepływu cieczy, np. przy szybkim zamknięciu zaworu lub zatrzymaniu pompy – fala ciśnienia może rozerwać rurociąg lub armaturę. Zapobiega się przez powolne otwieranie i zamykanie armatury, stosowanie zaworów o wydłużonym czasie zamykania, łagodny rozruch pomp oraz odwadnianie rurociągów parowych, bo zassana woda w parze też powoduje uderzenia.

104Gdzie w sieci cieplnej umieszcza się odwodnienia i odpowietrzenia?

Odpowiedź: Odwodnienia umieszcza się w najniższych punktach sieci, w komorach – służą do opróżniania odcinków rurociągów przy remontach i do usuwania wody z rurociągów parowych. Odpowietrzenia montuje się w najwyższych punktach trasy, aby usuwać powietrze przy napełnianiu i podczas eksploatacji. Armatura ta musi być sprawna i szczelna, bo od niej zależy możliwość prawidłowego napełnienia i opróżnienia sieci.

105Jak przeprowadza się próbę szczelności instalacji lub sieci cieplnej?

Odpowiedź: Próbę wykonuje się wodą zimną, na odcinku odciętym i odpowietrzonym, przy ciśnieniu próbnym wyższym od roboczego – dla instalacji c.o. przyjmuje się ciśnienie robocze powiększone o 2 bary, lecz nie mniej niż 4 bary, a dla urządzeń ciśnieniowych zwykle 1,25–1,5 raza ciśnienia dopuszczalnego. Ciśnienie utrzymuje się przez określony czas, np. pół godziny, obserwując manometr i złącza – nie może być spadku ciśnienia, przecieków ani pocenia się spoin. Wynik próby zapisuje się w protokole.

106Jakie temperatury powinna mieć ciepła woda użytkowa przygotowywana w węźle i dlaczego?

Odpowiedź: Ciepła woda użytkowa powinna mieć w punktach czerpalnych od 55 do 60 stopni Celsjusza. Temperatura minimum 55 stopni ogranicza rozwój bakterii Legionella, a nieprzekraczanie 60 stopni chroni przed poparzeniem i nadmiernym wytrącaniem kamienia. Instalacja powinna umożliwiać okresową dezynfekcję termiczną wodą o temperaturze co najmniej 70 stopni, a cyrkulacja utrzymuje temperaturę w całej instalacji.

107Jaka armatura pracuje w komorach sieci ciepłowniczej?

Odpowiedź: W komorach montuje się armaturę odcinającą – zasuwy i przepustnice na rurociągach magistralnych i odgałęzieniach, umożliwiającą wyłączanie odcinków sieci, oraz zawory odwadniające i odpowietrzające. Duża armatura bywa wyposażona w przekładnie lub napędy oraz obejścia do wyrównania ciśnień przed otwarciem. Komory wymagają ostrożności przy wchodzeniu – możliwe zalanie, gorące rurociągi i zła atmosfera.

108Jakie są szczególne wymagania eksploatacji sieci parowych?

Odpowiedź: W sieci parowej para skrapla się po drodze, dlatego rurociągi prowadzi się ze spadkiem i wyposaża w odwadniacze odprowadzające kondensat – jego pozostawienie grozi uderzeniami wodnymi. Kondensat zawraca się osobnym rurociągiem do źródła, bo jest cenny jako czysta, gorąca woda. Rurociągi parowe przed uruchomieniem nagrzewa się powoli przy otwartych odwodnieniach.

109Do czego służą zawory termostatyczne przy grzejnikach i na czym polega równoważenie hydrauliczne instalacji?

Odpowiedź: Zawór termostatyczny z głowicą samoczynnie dławi przepływ przez grzejnik, gdy temperatura w pomieszczeniu osiągnie nastawioną wartość – wykorzystuje rozszerzalność cieczy lub gazu w mieszku głowicy. Równoważenie hydrauliczne polega na takim nastawieniu wstępnym zaworów i zaworów podpionowych, aby do każdego grzejnika i pionu płynęła obliczeniowa ilość wody – bez tego grzejniki bliskie pompy przegrzewają, a dalekie niedogrzewają.

110Jak postąpić w przypadku stwierdzenia dużego wycieku wody w węźle cieplnym?

Odpowiedź: Należy odciąć węzeł zaworami od sieci ciepłowniczej i od instalacji, wyłączyć pompy oraz w razie potrzeby zrzucić ciśnienie i spuścić wodę z uszkodzonego odcinka, pamiętając, że woda sieciowa może mieć ponad 100 stopni i grozi poparzeniem. Trzeba zabezpieczyć pomieszczenie, powiadomić dostawcę ciepła i przełożonego oraz odnotować zdarzenie. Naprawę wykonuje się po wystudzeniu i opróżnieniu urządzeń.

Wymienniki ciepła i przemysłowe urządzenia odbiorcze

111Co to jest wymiennik ciepła i jak dzielimy wymienniki?

Odpowiedź: Wymiennik ciepła to urządzenie przekazujące ciepło od czynnika grzejnego do ogrzewanego bez ich mieszania – przez przeponę, czyli ściankę. Ze względu na konstrukcję dzielimy je na płaszczowo-rurowe, w tym typu JAD, płytowe lutowane i skręcane oraz pojemnościowe. Ze względu na kierunek przepływu czynników rozróżniamy wymienniki współprądowe, przeciwprądowe i krzyżowe.

112Omów budowę wymiennika typu JAD.

Odpowiedź: JAD to wymiennik płaszczowo-rurowy o konstrukcji spiralnej: wewnątrz walcowego płaszcza znajduje się wężownica z wielu cienkich rurek zwiniętych spiralnie. Czynnik grzejny, np. woda sieciowa, płynie zwykle wewnątrz rurek, a czynnik ogrzewany omywa je w płaszczu w przeciwprądzie. Wymienniki JAD są trwałe, odporne na wysokie parametry i łatwe do czyszczenia chemicznego, powszechnie stosowane w węzłach cieplnych.

113Omów budowę i zalety wymiennika płytowego.

Odpowiedź: Wymiennik płytowy składa się z pakietu cienkich, tłoczonych płyt ze stali nierdzewnej, między którymi naprzemiennie płyną kanalikami czynnik grzejny i ogrzewany. Wykonuje się je jako lutowane – zwarte i tanie, lub skręcane z uszczelkami – rozbieralne, które można czyścić mechanicznie i rozbudowywać przez dokładanie płyt. Zalety to bardzo duża powierzchnia wymiany przy małych gabarytach, wysoka sprawność i małe zapotrzebowanie na miejsce.

114Omów budowę klasycznego wymiennika płaszczowo-rurowego.

Odpowiedź: Składa się z walcowego płaszcza, w którym osadzony jest pęczek rur zamocowanych w dnach sitowych, oraz komór wodnych z przyłączami. Jeden czynnik płynie wewnątrz rurek, drugi w przestrzeni międzyrurowej, kierowany przegrodami poprawiającymi omywanie rur. Stosowany m.in. jako podgrzewacze wody, chłodnice oleju i skraplacze; rury można czyścić mechanicznie po otwarciu komór.

115Czym różni się przepływ współprądowy od przeciwprądowego i który jest korzystniejszy?

Odpowiedź: We współprądzie oba czynniki płyną w tym samym kierunku – różnica temperatur jest duża na wlocie i szybko maleje, a czynnik ogrzewany nie może osiągnąć temperatury wyższej niż wylotowa czynnika grzejnego. W przeciwprądzie czynniki płyną w kierunkach przeciwnych – średnia różnica temperatur jest większa, więc przy tej samej powierzchni wymiennik przekazuje więcej ciepła, a czynnik ogrzewany można podgrzać wyżej. Dlatego korzystniejszy i powszechnie stosowany jest przeciwprąd.

116Po czym poznać, że wymiennik ciepła jest zanieczyszczony kamieniem, i jakie są tego skutki?

Odpowiedź: Objawy to spadek mocy cieplnej – niedogrzewanie czynnika, wzrost różnicy między temperaturą czynnika grzejnego a ogrzewanego, podwyższona temperatura powrotu do sieci oraz wzrost oporów przepływu. Kamień i osady izolują powierzchnię wymiany, zmniejszają przepływ i podnoszą koszty – węzeł pobiera czynnik grzejny o wyższych parametrach niż powinien. Zanieczyszczony wymiennik trzeba wyczyścić.

117Jak czyści się wymienniki ciepła?

Odpowiedź: Stosuje się czyszczenie chemiczne – płukanie w obiegu zamkniętym roztworami kwasów z inhibitorami korozji, np. preparatami na bazie kwasu fosforowego lub cytrynowego, które rozpuszczają kamień; po nim wymiennik płucze się i neutralizuje. Wymienniki rozbieralne – płytowe skręcane i płaszczowo-rurowe – można też czyścić mechanicznie po demontażu: płyty myje się, a rurki czyści szczotkami. Czyszczenie wykonuje się zgodnie z instrukcją, chroniąc się przed chemikaliami.

118Co to jest odwadniacz i jaką pełni funkcję w instalacji parowej?

Odpowiedź: Odwadniacz to armatura, która samoczynnie odprowadza kondensat z rurociągów i urządzeń parowych, nie przepuszczając przy tym pary. Dzięki temu para w wymienniku oddaje pełne ciepło skraplania, a rurociągi są wolne od wody, co zapobiega uderzeniom wodnym i erozji. Odwadniacze montuje się za każdym odbiornikiem pary i w najniższych punktach rurociągów.

119Jakie znasz rodzaje odwadniaczy?

Odpowiedź: Odwadniacze pływakowe – pływak unosi się na kondensacie i otwiera zawór odpływu, działają ciągle i precyzyjnie. Odwadniacze termostatyczne – wykorzystują różnicę temperatur między parą a ochłodzonym kondensatem, np. z mieszkiem lub elementem bimetalowym. Odwadniacze termodynamiczne – z płytką roboczą, wykorzystują różnicę prędkości i ciśnień pary oraz kondensatu; są proste i odporne, ale pracują cyklicznie.

120Jak sprawdzić, czy odwadniacz działa prawidłowo?

Odpowiedź: Objawem uszkodzenia w pozycji otwartej jest ciągły przedmuch żywej pary do sieci kondensatu – można to poznać po głośnym przepływie, nadmiernie gorącym rurociągu za odwadniaczem lub obserwując wypływ przez zawór rewizyjny. Uszkodzenie w pozycji zamkniętej objawia się zalaniem wymiennika kondensatem i spadkiem jego mocy. Do diagnostyki służą też stetoskopy, pomiary temperatury i wzierniki.

121Do czego służy stacja redukcyjno-schładzająca?

Odpowiedź: Stacja redukcyjno-schładzająca obniża jednocześnie ciśnienie i temperaturę pary do wartości wymaganych przez odbiorniki technologiczne, np. z 4 MPa i 450 stopni na 0,5 MPa i 200 stopni. Ciśnienie redukuje zawór redukcyjny, a temperaturę obniża wtrysk drobno rozpylonej wody do schładzacza, gdzie woda odparowując odbiera ciepło przegrzania. Stację zabezpiecza zawór bezpieczeństwa po stronie zredukowanej.

122Na czym polega działanie zaworu redukcyjnego pary?

Odpowiedź: Zawór redukcyjny samoczynnie dławi przepływ pary tak, aby za zaworem utrzymywało się nastawione, niższe ciśnienie niezależnie od wahań ciśnienia przed zaworem i poboru pary. Ciśnienie za zaworem działa na membranę lub tłoczek równoważony sprężyną nastawczą, która steruje otwarciem grzybka. Za zaworem redukcyjnym musi być zawór bezpieczeństwa, bo uszkodzenie redukcji groziłoby przekroczeniem ciśnienia dopuszczalnego odbiorników.

123Jakie znasz przemysłowe urządzenia odbiorcze pary i gorącej wody?

Odpowiedź: Są to m.in.: nagrzewnice parowe i wodne central wentylacyjnych, aparaty grzejne i suszarki, warniki i kotły warzelne, wyparki, autoklawy i sterylizatory, podgrzewacze technologiczne, cylindry suszące maszyn papierniczych oraz ogrzewane parą zbiorniki. Zgodnie z przepisami kwalifikacyjnymi obsługa przemysłowych urządzeń odbiorczych pary i gorącej wody o mocy powyżej 50 kW wymaga świadectwa G2.

124Dlaczego kondensat z urządzeń parowych należy zawracać do kotłowni?

Odpowiedź: Kondensat to praktycznie czysta, odgazowana i gorąca woda – ma temperaturę bliską 100 stopni i nie zawiera soli. Jego zawrócenie oszczędza wodę uzdatnioną, chemikalia i paliwo na jej podgrzanie, obniżając koszty wytwarzania pary nawet o kilkanaście procent. Kondensat zbiera się w zbiornikach i przepompowuje do stacji przygotowania wody zasilającej kotły.

125Co to jest para wtórna (rozprężna) i jak można ją wykorzystać?

Odpowiedź: Gdy gorący kondensat o wysokim ciśnieniu przepływa do zbiornika o ciśnieniu niższym, część wody gwałtownie odparowuje – powstaje para wtórna, zwana rozprężną. Zamiast wypuszczać ją do atmosfery, kieruje się ją do rozprężacza i wykorzystuje w odbiornikach niskociśnieniowych, np. do podgrzewania wody lub w odgazowywaczu. To prosty sposób poprawy gospodarki energetycznej zakładu.

126Czym grozi obecność powietrza i gazów nieskraplających się w wymienniku parowym?

Odpowiedź: Powietrze zawleczone z parą gromadzi się przy powierzchniach wymiany i tworzy warstwę izolującą, przez co współczynnik przenikania ciepła i moc wymiennika wyraźnie spadają, mimo prawidłowego ciśnienia pary. Dodatkowo dwutlenek węgla z kondensatem tworzy kwas węglowy powodujący korozję. Dlatego wymienniki parowe wyposaża się w odpowietrzniki termostatyczne usuwające gazy nieskraplające się.

127Co kontroluje się podczas eksploatacji wymiennika ciepła w węźle?

Odpowiedź: Kontroluje się temperatury i ciśnienia obu czynników na wejściu i wyjściu, porównując je z wartościami wymaganymi, szczelność połączeń i stan izolacji, a także pracę pomp i zaworu regulacyjnego. Wzrost temperatury powrotu do sieci lub spadek mocy sygnalizuje zanieczyszczenie wymiennika. Nieszczelność między stronami, np. wzrost ciśnienia po stronie instalacji, może świadczyć o perforacji płyt lub rurek.

128Jak zabezpiecza się stronę wtórną wymiennika przed nadmiernym wzrostem ciśnienia i temperatury?

Odpowiedź: Po stronie wtórnej montuje się zawór bezpieczeństwa dobrany do wydajności źródła oraz naczynie wzbiorcze przeponowe przejmujące przyrost objętości wody. Przed nadmierną temperaturą chroni regulator z czujnikiem sterujący zaworem na czynniku grzejnym, a w układach z ciepłą wodą użytkową dodatkowo ograniczniki temperatury. W razie awarii regulacji zawór odcinający ze sprężyną powrotną zamyka dopływ czynnika grzejnego.

129Co to jest pojemnościowy podgrzewacz ciepłej wody i czym różni się od wymiennika przepływowego?

Odpowiedź: Podgrzewacz pojemnościowy to zasobnik z wężownicą grzejną, w którym ciepła woda jest podgrzewana i magazynowana – pokrywa szczytowe rozbiory mimo ograniczonej mocy źródła, ale zajmuje dużo miejsca i wymaga ochrony przed Legionellą. Wymiennik przepływowy, np. płytowy, podgrzewa wodę natychmiast podczas przepływu – jest mały i higieniczny, lecz wymaga dużej mocy chwilowej. Często stosuje się układ mieszany: wymiennik przepływowy z zasobnikiem.

130Jak przygotować wymiennik parowy do bezpiecznej naprawy?

Odpowiedź: Należy odciąć dopływ pary i odpływ kondensatu zaworami, a przy pracach wewnętrznych zastosować zaślepki lub podwójne odcięcie z odpowietrzeniem między zaworami, zrzucić ciśnienie i poczekać na wystudzenie urządzenia. Prace wykonuje się na polecenie pisemne, po sprawdzeniu skuteczności odcięcia, z oznakowaniem armatury tabliczkami ostrzegawczymi. Samo zamknięcie jednego zaworu nie gwarantuje bezpieczeństwa, bo zawory mogą przepuszczać.

Sprężarki i instalacje sprężonego powietrza

131Co to jest sprężarka i jak dzielimy sprężarki?

Odpowiedź: Sprężarka to maszyna robocza podnosząca ciśnienie gazu kosztem doprowadzonej energii mechanicznej. Dzielimy je na wyporowe – tłokowe, śrubowe, łopatkowe, membranowe, w których gaz jest sprężany przez zmniejszanie zamkniętej przestrzeni, oraz przepływowe – wirowe, promieniowe i osiowe, sprężające gaz dzięki sile odśrodkowej i zamianie energii kinetycznej na ciśnienie. Świadectwo G2 jest wymagane przy sprężarkach o mocy powyżej 20 kW.

132Omów budowę i działanie sprężarki tłokowej.

Odpowiedź: Sprężarka tłokowa składa się z cylindra z tłokiem napędzanym przez układ korbowy oraz zaworów ssawnego i tłocznego w głowicy. Przy ruchu tłoka w dół powietrze jest zasysane przez zawór ssawny, a przy ruchu w górę sprężane i wytłaczane przez zawór tłoczny do zbiornika. Sprężarki tłokowe budowane są jako jedno- i wielostopniowe, chłodzone powietrzem lub wodą; pracują cyklicznie, dlatego wymagają zbiornika wyrównawczego.

133Omów zasadę działania sprężarki śrubowej i jej zalety.

Odpowiedź: W sprężarce śrubowej powietrze jest sprężane w przestrzeniach między dwoma zazębiającymi się wirnikami śrubowymi, których objętość maleje wzdłuż osi w miarę obrotu. W wykonaniu olejowym wtryskiwany olej uszczelnia, smaruje i chłodzi sprężany gaz, a potem jest oddzielany w separatorze. Zalety to praca ciągła bez pulsacji, cicha i równomierna, wysoka trwałość i możliwość długiej pracy pod pełnym obciążeniem – dlatego sprężarki śrubowe dominują w przemyśle.

134Dlaczego wyższe ciśnienia uzyskuje się przez sprężanie wielostopniowe z chłodzeniem międzystopniowym?

Odpowiedź: Podczas sprężania temperatura gazu silnie rośnie, co zwiększa pracę sprężania, zagraża smarowaniu i wytrzymałości maszyny. Dlatego gaz spręża się stopniowo – po każdym stopniu jest ochładzany w chłodnicy międzystopniowej, dzięki czemu następny stopień spręża gaz chłodniejszy. Zmniejsza to zużycie energii, obniża temperatury końcowe i pozwala bezpiecznie osiągać wysokie ciśnienia.

135Jaką rolę pełni olej w sprężarce i co kontrolujemy w układzie smarowania?

Odpowiedź: Olej smaruje łożyska i elementy ruchome, zmniejsza tarcie i zużycie, uszczelnia przestrzenie robocze oraz odprowadza ciepło. Kontroluje się poziom oleju we wzierniku lub bagnetem, jego ciśnienie i temperaturę oraz terminowo wymienia olej i filtry oleju zgodnie z instrukcją producenta. Zbyt niski poziom grozi zatarciem, a przegrzany, stary olej traci właściwości i tworzy nagary.

136Jak chłodzi się sprężarki i dlaczego chłodzenie jest tak ważne?

Odpowiedź: Stosuje się chłodzenie powietrzne – żebrowane cylindry i chłodnice omywane wentylatorem, oraz wodne – płaszcze wodne i chłodnice, a w sprężarkach śrubowych olejowych ciepło odbiera przede wszystkim olej chłodzony w chłodnicy. Chłodzenie odprowadza ciepło sprężania i chroni maszynę przed przegrzaniem, utrzymuje właściwości oleju i bezpieczne temperatury tłoczenia. Zanieczyszczone chłodnice i brak przepływu wody to częsta przyczyna awaryjnych wyłączeń od zabezpieczenia temperaturowego.

137Do czego służy zbiornik sprężonego powietrza?

Odpowiedź: Zbiornik magazynuje sprężone powietrze i wyrównuje pulsacje ciśnienia, dzięki czemu sprężarka nie musi pracować ciągle – załącza się i wyłącza w ustawionych granicach ciśnień. Pokrywa też chwilowe szczytowe rozbiory powietrza oraz wstępnie schładza powietrze, w którym wykrapla się część wilgoci i oleju usuwana przez odwadniacz. Zbiornik musi mieć manometr, zawór bezpieczeństwa i zawór spustowy kondensatu.

138Czy zbiorniki sprężonego powietrza podlegają dozorowi technicznemu?

Odpowiedź: Tak – stałe zbiorniki ciśnieniowe o nadciśnieniu powyżej 0,5 bara podlegają dozorowi technicznemu UDT, a forma dozoru zależy od iloczynu ciśnienia i pojemności. Zbiornik musi być zarejestrowany w UDT, mieć księgę rewizyjną i decyzję zezwalającą na eksploatację, a badania okresowe wykonuje inspektor UDT. Obsługa nie może dokonywać samowolnych napraw ani zmian nastaw zaworu bezpieczeństwa.

139Jakie badania okresowe UDT przewidziano dla zbiorników sprężonego powietrza i w jakich terminach?

Odpowiedź: Dla zbiorników objętych dozorem pełnym wykonuje się: rewizję zewnętrzną co 2 lata – oględziny zbiornika i osprzętu w ruchu, rewizję wewnętrzną co 5 lat – oględziny wnętrza opróżnionego zbiornika, oraz próbę ciśnieniową wodną co 10 lat, zwykle ciśnieniem 1,5 raza wyższym od dopuszczalnego. Niezależnie od tego eksploatujący prowadzi bieżące przeglądy i codzienne odwadnianie.

140Jaką rolę pełni zawór bezpieczeństwa na zbiorniku sprężonego powietrza?

Odpowiedź: Zawór bezpieczeństwa chroni zbiornik przed przekroczeniem najwyższego dopuszczalnego ciśnienia – otwiera się samoczynnie i wypuszcza nadmiar powietrza, gdy zawiedzie regulacja sprężarki, np. presostat nie wyłączy napędu. Jego nastawa jest plombowana i sprawdzana przez UDT; obsłudze nie wolno jej zmieniać ani dławić zaworu. Sprawność sprawdza się okresowo przez krótkie uniesienie grzybka zgodnie z instrukcją.

141Dlaczego zbiorniki i instalację sprężonego powietrza trzeba odwadniać?

Odpowiedź: Sprężone powietrze zawiera parę wodną, która po sprężeniu i ochłodzeniu wykrapla się jako kondensat gromadzący się w zbiorniku i rurociągach. Woda powoduje korozję zbiornika osłabiającą jego ścianki, niszczy narzędzia i urządzenia pneumatyczne, a zimą zamarza blokując przewody. Dlatego kondensat spuszcza się codziennie zaworem spustowym lub automatycznym odwadniaczem, w najniższych punktach instalacji.

142Jakie znasz osuszacze sprężonego powietrza i czym jest punkt rosy?

Odpowiedź: Osuszacze ziębnicze chłodzą powietrze do około 3 stopni Celsjusza, wykraplając wilgoć – wystarczają do większości zastosowań przemysłowych. Osuszacze adsorpcyjne pochłaniają wilgoć w złożu, osiągając punkt rosy nawet minus 40 do minus 70 stopni – stosowane dla instalacji narażonych na mróz i wymagań specjalnych. Punkt rosy to temperatura, przy której para wodna w powietrzu zaczyna się wykraplać – im niższy, tym powietrze suchsze.

143Po co stosuje się filtry w instalacji sprężonego powietrza?

Odpowiedź: Filtr ssawny chroni sprężarkę przed pyłem, który powodowałby przyspieszone zużycie elementów roboczych i zanieczyszczenie oleju. Filtry na tłoczeniu – wstępne, dokładne i węglowe – usuwają ze sprężonego powietrza cząstki stałe, aerozole oleju i zapachy, stosownie do wymaganej klasy czystości powietrza. Zabrudzony filtr zwiększa opory i spadek ciśnienia, dlatego wkłady wymienia się okresowo według wskaźnika zabrudzenia.

144Jakie zagrożenia stwarza sprężone powietrze dla ludzi?

Odpowiedź: Strumień sprężonego powietrza może uszkodzić oczy, słuch i skórę, a skierowany na ciało może wtłoczyć powietrze do tkanek i naczyń krwionośnych, powodując zator grożący śmiercią – dlatego nigdy nie wolno przedmuchiwać sprężonym powietrzem ubrania ani ciała. Groźne są też: rozerwanie osłabionego korozją zbiornika lub przewodu, biczowanie zerwanego węża oraz hałas. Przed naprawami instalację trzeba pozbawić ciśnienia.

145Jakie czynności wykonuje się przed uruchomieniem i przy uruchamianiu sprężarki?

Odpowiedź: Sprawdza się poziom oleju, stan filtra ssawnego, dopływ wody chłodzącej przy chłodzeniu wodnym, otwarcie zaworu na tłoczeniu do zbiornika oraz stan zabezpieczeń i manometrów. Sprężarkę uruchamia się zgodnie z instrukcją, najlepiej odciążoną – bez ciśnienia, obserwując ciśnienie oleju, szczelność i nietypowe odgłosy. Po osiągnięciu parametrów sprawdza się zadziałanie regulacji ciśnienia w nastawionych granicach.

146Co kontroluje obsługa podczas pracy sprężarki?

Odpowiedź: Kontroluje się: ciśnienie tłoczenia i poprawność załączania oraz wyłączania w nastawionych granicach, ciśnienie i temperaturę oleju, temperaturę powietrza tłoczonego i wody chłodzącej, drgania, hałas i temperaturę łożysk oraz szczelność instalacji. Okresowo odwadnia się zbiornik i chłodnice oraz sprawdza zawór bezpieczeństwa. Wszelkie nieprawidłowości odnotowuje się i zgłasza przełożonemu.

147Jakie mogą być przyczyny nadmiernego nagrzewania się sprężarki?

Odpowiedź: Najczęstsze przyczyny to: zabrudzona chłodnica lub brak przepływu wody chłodzącej, zbyt niski poziom oleju albo olej zużyty, zanieczyszczony filtr ssawny, nieszczelne lub uszkodzone zawory powodujące wielokrotne sprężanie tego samego powietrza, zbyt wysoka temperatura w sprężarkowni oraz przeciążenie – praca powyżej ciśnienia znamionowego. Sprężarkę przegrzewającą się należy zatrzymać i usunąć przyczynę.

148Dlaczego olej w układzie sprężonego powietrza może być niebezpieczny?

Odpowiedź: Pary i mgła olejowa w gorącym sprężonym powietrzu mogą w rurociągach tworzyć nagary, a w skrajnych warunkach – przy wysokiej temperaturze tłoczenia – ulec samozapłonowi, a nawet wybuchowi w przewodach i zbiorniku. Dlatego przestrzega się dopuszczalnych temperatur tłoczenia, stosuje właściwe oleje sprężarkowe, czyści chłodnice i separatory oraz nie dopuszcza do nadmiernego przenoszenia oleju do instalacji. Do tlenu i gazów utleniających olej jest bezwzględnie zakazany.

149Od jakiej mocy sprężarek wymagane jest świadectwo kwalifikacyjne i dlaczego akurat sprężarki mają niższy próg?

Odpowiedź: Świadectwo G2 jest wymagane przy eksploatacji sprężarek o mocy powyżej 20 kW oraz instalacji sprężonego powietrza i gazów technicznych – to próg niższy niż 50 kW dla większości urządzeń cieplnych. Wynika to z podwyższonego zagrożenia: sprężarki współpracują ze zbiornikami ciśnieniowymi, których rozerwanie uwalnia dużą energię. Do zakresu uprawnień wpisuje się odpowiedni punkt rozporządzenia.

150Jakie czynności konserwacyjne wykonuje się przy sprężarkach i instalacji sprężonego powietrza?

Odpowiedź: Okresowo wymienia się olej i filtry – oleju, powietrza i separator w sprężarkach śrubowych – zgodnie z licznikiem godzin pracy, czyści chłodnice, sprawdza i wymienia paski napędowe, kontroluje szczelność instalacji i usuwa wycieki, które potrafią marnować znaczną część energii. Sprawdza się działanie zaworu bezpieczeństwa, presostatu i odwadniaczy oraz stan zbiornika. Prace przy sprężarce wykonuje się po wyłączeniu, zabezpieczeniu napędu przed załączeniem i zrzuceniu ciśnienia.

Pompy, wentylatory i dmuchawy

151Co to jest pompa i jak dzielimy pompy?

Odpowiedź: Pompa to maszyna robocza przetłaczająca ciecz i podnosząca jej ciśnienie kosztem energii mechanicznej. Dzielimy je na wirowe – odśrodkowe i diagonalne, w których energię przekazuje wirujący wirnik łopatkowy, oraz wyporowe – tłokowe, zębate, śrubowe i membranowe, przetłaczające zamknięte porcje cieczy. W ciepłownictwie dominują pompy wirowe odśrodkowe.

152Omów budowę pompy wirowej odśrodkowej.

Odpowiedź: Główne elementy to: korpus ze spiralną komorą zbiorczą, wirnik z łopatkami osadzony na wale, króćce ssawny i tłoczny, uszczelnienie wału – dławnica lub uszczelnienie mechaniczne – oraz łożyska i sprzęgło łączące z silnikiem. W pompach bezdławnicowych, np. obiegowych c.o., wirnik silnika pracuje w pompowanej cieczy, która smaruje i chłodzi łożyska. Pompy budowane są jako jedno- i wielostopniowe.

153Na czym polega zasada działania pompy wirowej?

Odpowiedź: Wirujący wirnik nadaje cieczy dużą prędkość, odrzucając ją siłą odśrodkową od środka ku obwodowi. W spiralnej komorze zbiorczej i kierownicy prędkość cieczy maleje, a jej energia kinetyczna zamienia się na przyrost ciśnienia. W środku wirnika powstaje podciśnienie, dzięki któremu ciecz jest stale zasysana z rurociągu ssawnego.

154Czym charakteryzują się pompy wyporowe i gdzie się je stosuje?

Odpowiedź: Pompy wyporowe przetłaczają zamknięte objętości cieczy, dzięki czemu ich wydajność mało zależy od ciśnienia, a osiągane ciśnienia mogą być bardzo wysokie. Stosuje się je do dozowania chemikaliów, pompowania olejów i cieczy gęstych oraz w hydraulice siłowej. Pompy wyporowej nie wolno uruchamiać przy zamkniętym zaworze tłocznym – wzrost ciśnienia mógłby rozerwać pompę lub rurociąg, dlatego układ musi mieć zawór przelewowy.

155Dlaczego pompę wirową trzeba przed uruchomieniem zalać cieczą?

Odpowiedź: Pompa wirowa nie jest samozasysająca – jej wirnik nie potrafi wytworzyć wystarczającego podciśnienia w powietrzu, aby zassać ciecz do korpusu. Pompa uruchomiona na sucho nie tłoczy, a ponadto ulega uszkodzeniu, bo pompowana ciecz smaruje i chłodzi uszczelnienia oraz elementy współpracujące. Dlatego przed rozruchem korpus i rurociąg ssawny napełnia się cieczą i odpowietrza korkiem odpowietrzającym.

156Co to jest kawitacja i jakie są jej objawy oraz skutki?

Odpowiedź: Kawitacja to powstawanie pęcherzyków pary w miejscach, gdzie ciśnienie cieczy spada poniżej ciśnienia parowania – zwykle przy wlocie do wirnika – i ich gwałtowne zapadanie się w strefie wyższego ciśnienia. Objawia się charakterystycznym trzaskiem, jakby pompa tłoczyła żwir, drganiami i spadkiem wydajności. Implodujące pęcherzyki wyrywają cząstki metalu, niszcząc wirnik w krótkim czasie – wżery kawitacyjne.

157Jak zapobiegać kawitacji pompy?

Odpowiedź: Należy zapewnić wystarczające ciśnienie na ssaniu: zmniejszyć wysokość ssania lub zapewnić napływ cieczy do pompy, skrócić i poszerzyć rurociąg ssawny, oczyścić filtr ssawny, obniżyć temperaturę cieczy oraz nie dławić przepływu po stronie ssawnej. W instalacjach c.o. odpowiednie ciśnienie na ssaniu pomp zapewnia właściwe ciśnienie statyczne utrzymywane przez naczynie wzbiorcze. Parametrem katalogowym jest wymagana nadwyżka antykawitacyjna NPSH.

158Co przedstawia charakterystyka pompy wirowej i co to jest punkt pracy?

Odpowiedź: Charakterystyka pompy to zależność wysokości podnoszenia od wydajności H(Q) – przy wzroście przepływu wysokość podnoszenia maleje. Punkt pracy to przecięcie charakterystyki pompy z charakterystyką oporów instalacji – w nim ustala się rzeczywista wydajność i wysokość podnoszenia. Zmieniając opory instalacji zaworem lub obroty pompy, przesuwamy punkt pracy.

159Co daje szeregowe połączenie pomp?

Odpowiedź: Przy połączeniu szeregowym ciecz przepływa kolejno przez obie pompy – wysokości podnoszenia się sumują przy tej samej wydajności. Stosuje się je, gdy potrzebne jest wysokie ciśnienie, np. w pompowniach sieciowych czy do zasilania wysokich budynków. Na tej samej zasadzie działa pompa wielostopniowa, gdzie kolejne wirniki na wspólnym wale sumują przyrosty ciśnienia.

160Co daje równoległe połączenie pomp?

Odpowiedź: Przy połączeniu równoległym pompy tłoczą do wspólnego rurociągu – wydajności się sumują przy tej samej wysokości podnoszenia, choć w rzeczywistej instalacji przyrost jest mniejszy niż podwojenie z powodu wzrostu oporów. Układ równoległy pozwala dostosować liczbę pracujących pomp do zapotrzebowania i zapewnia rezerwę na wypadek awarii jednej z pomp. Każda pompa musi mieć zawór zwrotny, aby ciecz nie krążyła wstecz przez pompę stojącą.

161Jakie znasz sposoby regulacji wydajności pompy wirowej i który jest najoszczędniejszy?

Odpowiedź: Wydajność reguluje się przez: dławienie zaworem na tłoczeniu – najprostsze, ale energia jest tracona na zaworze, regulację obejściem oraz zmianę prędkości obrotowej przetwornicą częstotliwości – falownikiem. Najoszczędniejsza jest regulacja obrotami, bo pobór mocy pompy maleje w przybliżeniu z trzecią potęgą obrotów – zmniejszenie obrotów o 20 procent obniża pobór mocy o około połowę. Nowoczesne pompy obiegowe mają wbudowaną elektroniczną regulację obrotów.

162Omów budowę dławnicy i zasady jej eksploatacji.

Odpowiedź: Dławnica uszczelnia wyjście wału z korpusu pompy: w komorze dławnicowej ułożone są pierścienie miękkiego szczeliwa, np. sznura grafitowanego, dociskane regulowanym dławikiem. Prawidłowo wyregulowana dławnica powinna lekko kapać – kilka do kilkunastu kropel na minutę – bo przeciek chłodzi i smaruje szczeliwo. Nadmierne dokręcenie powoduje przegrzanie i przyspieszone zużycie szczeliwa oraz wału; zużyte szczeliwo wymienia się po zatrzymaniu i odcięciu pompy.

163Czym różni się uszczelnienie mechaniczne od dławnicy?

Odpowiedź: Uszczelnienie mechaniczne, czyli czołowe, tworzą dwa doszlifowane pierścienie – obrotowy na wale i stały w korpusie – dociskane sprężyną i rozdzielone cienkim filmem cieczy. W odróżnieniu od dławnicy nie wymaga regulacji i praktycznie nie przecieka. Jest jednak wrażliwe na pracę na sucho i zanieczyszczenia – nawet krótka praca bez cieczy niszczy powierzchnie ślizgowe, a uszkodzenie objawia się wyraźnym wyciekiem wymagającym wymiany uszczelnienia.

164Jak prawidłowo uruchomić pompę wirową?

Odpowiedź: Pompę zalewamy cieczą i odpowietrzamy, sprawdzamy swobodę obracania wału oraz kierunek obrotów silnika, otwieramy zawór ssawny, a zawór tłoczny pozostawiamy przymknięty – pompa wirowa pobiera wtedy najmniejszą moc. Po uruchomieniu silnika powoli otwieramy zawór tłoczny, obserwując manometr, prąd silnika, drgania i szczelność. Dłuższa praca na zamknięty zawór jest niedopuszczalna, bo ciecz w korpusie się przegrzewa.

165Jakie objawy świadczą o nieprawidłowej pracy pompy i na co zwracać uwagę przy łożyskach?

Odpowiedź: Niepokojące objawy to: wzrost drgań i hałasu, stuki, spadek wydajności lub ciśnienia, wahania wskazań manometru, wycieki z uszczelnień oraz nagrzewanie się łożysk i silnika. Temperatura łożysk nie powinna zwykle przekraczać około 70–80 stopni Celsjusza – łożysko gorące, którego nie można dotknąć, sygnalizuje brak lub nadmiar smaru albo zużycie. Pompę z narastającymi objawami należy zatrzymać i zgłosić do naprawy.

166Czym różni się wentylator promieniowy od osiowego?

Odpowiedź: W wentylatorze promieniowym powietrze wpływa osiowo do wirnika bębnowego i jest odrzucane promieniowo do spiralnej obudowy – uzyskuje wyższy spręż przy mniejszych wydajnościach, dlatego stosuje się go w instalacjach o dużych oporach, np. centralach wentylacyjnych i jako wentylatory kotłowe. W wentylatorze osiowym powietrze przepływa wzdłuż osi przez wirnik śmigłowy – daje duże wydajności przy małym sprężu, np. wentylatory ścienne, dachowe i chłodni.

167Jakie wentylatory pracują przy kotle i jakie pełnią funkcje?

Odpowiedź: Wentylator podmuchowy tłoczy powietrze pod ruszt lub do palników, zapewniając powietrze do spalania. Wentylator wyciągowy, spalin, umieszczony przed kominem, odsysa spaliny z kotła i wytwarza podciśnienie w komorze paleniskowej, pokonując opory kotła i kanałów. Ich współpraca utrzymuje właściwe ciśnienie w palenisku – awaria wentylatora wyciągowego grozi wybiciem spalin do kotłowni.

168Czym różni się dmuchawa od wentylatora i od sprężarki?

Odpowiedź: Podział opiera się na wielkości przyrostu ciśnienia: wentylatory wytwarzają spręż najniższy – umownie do około 13 kPa, dmuchawy – ciśnienia pośrednie, do około 200–300 kPa, zwykle bez chłodzenia gazu, a sprężarki – ciśnienia najwyższe, z chłodzeniem. Dmuchawy, np. Rootsa o dwóch obracających się tłokach obrotowych, stosuje się m.in. do napowietrzania oczyszczalni ścieków i transportu pneumatycznego.

169Jakie są przyczyny nadmiernych drgań wentylatora lub pompy?

Odpowiedź: Najczęstsze przyczyny to: niewyważenie wirnika, np. wskutek osadów lub ubytków łopatek, zły stan łożysk, brak współosiowości pompy i silnika po sprzęgle, poluzowane śruby fundamentowe, kawitacja w pompie oraz praca poza zakresem charakterystyki. Drgania niszczą łożyska, uszczelnienia i fundamenty, dlatego wirniki się wyważa, sprzęgła osiuje, a stan maszyn kontroluje pomiarami drgań.

170Jakie czynności obejmuje bieżąca obsługa i konserwacja pomp oraz wentylatorów?

Odpowiedź: Obsługa obejmuje kontrolę: szczelności uszczelnień, temperatury i smarowania łożysk, drgań i hałasu, poboru prądu silnika, ciśnień i wydajności oraz czystości wirników i filtrów. Konserwacja to okresowe uzupełnianie lub wymiana smaru, wymiana szczeliwa i uszczelnień, kontrola sprzęgieł i pasków, czyszczenie wirników i osiowanie. Prace wykonuje się po zatrzymaniu maszyny i zabezpieczeniu jej przed przypadkowym uruchomieniem, np. wyłączeniem i oznakowaniem zasilania.

Wentylacja, klimatyzacja i chłodnictwo

171Jakie zadanie spełnia wentylacja i co to jest krotność wymian powietrza?

Odpowiedź: Wentylacja wymienia zużyte powietrze w pomieszczeniach na świeże, usuwając dwutlenek węgla, wilgoć, zanieczyszczenia i zapachy oraz doprowadzając tlen. Krotność wymian mówi, ile razy w ciągu godziny wymienia się cała objętość powietrza pomieszczenia – np. dla kotłowni gazowych wymagana jest wentylacja grawitacyjna nawiewno-wywiewna, a dla pomieszczeń mieszkalnych strumienie określają normy. Wentylacji w kotłowni nie wolno zamykać ani zaklejać.

172Na czym polega wentylacja grawitacyjna i od czego zależy jej skuteczność?

Odpowiedź: Wentylacja grawitacyjna działa dzięki różnicy gęstości: cieplejsze powietrze wewnętrzne unosi się kanałami wywiewnymi na dach, a świeże napływa nawiewnikami i nieszczelnościami. Jej skuteczność zależy od różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz, wysokości kanału oraz wiatru – latem, gdy temperatury się wyrównują, praktycznie zanika. Warunkiem działania jest dopływ powietrza zewnętrznego – zbyt szczelne okna bez nawiewników blokują wentylację.

173Jakie rodzaje wentylacji mechanicznej rozróżniamy?

Odpowiedź: Rozróżniamy wentylację wywiewną – wentylator usuwa powietrze, a świeże napływa nawiewnikami, nawiewną – wentylator tłoczy powietrze do pomieszczeń, oraz nawiewno-wywiewną – oba strumienie wymuszone wentylatorami, co pozwala je filtrować, podgrzewać i odzyskiwać ciepło. Układ może być zrównoważony albo z lekkim nadciśnieniem lub podciśnieniem, np. podciśnienie w pomieszczeniach brudnych zapobiega wydostawaniu się zanieczyszczeń.

174Co to jest rekuperacja?

Odpowiedź: Rekuperacja to odzysk ciepła z powietrza usuwanego: w wymienniku rekuperatora ciepłe powietrze wywiewane ogrzewa zimne powietrze nawiewane, bez mieszania strumieni. Sprawność odzysku sięga 70–90 procent, co znacznie obniża koszty ogrzewania budynku. Zimą rekuperator wymaga ochrony przed zamarzaniem wykraplającej się wilgoci oraz odprowadzenia skroplin.

175Jakie znasz wymienniki do odzysku ciepła w centralach wentylacyjnych?

Odpowiedź: Wymiennik krzyżowy lub przeciwprądowy płytowy – strumienie rozdzielone płytami, brak mieszania powietrza, sprawność do ok. 90 procent w wykonaniu przeciwprądowym. Wymiennik obrotowy – wolno wirujący bęben akumuluje ciepło i wilgoć ze strumienia wywiewanego i oddaje nawiewanemu; wysoka sprawność, ale minimalna możliwość przenikania zanieczyszczeń. Układ glikolowy – dwie chłodnice połączone obiegiem glikolu, stosowany gdy kanały nawiewny i wywiewny są od siebie oddalone.

176Z jakich sekcji składa się centrala wentylacyjna?

Odpowiedź: Typowa centrala nawiewno-wywiewna zawiera: przepustnice odcinające, filtry powietrza, wymiennik odzysku ciepła, nagrzewnicę wodną lub elektryczną, ewentualnie chłodnicę i nawilżacz, wentylatory nawiewny i wywiewny oraz tłumiki akustyczne. Całość obudowana jest panelami izolowanymi, a pracą steruje automatyka utrzymująca zadane temperatury i strumienie powietrza.

177Jaką rolę pełnią filtry w wentylacji i czym grozi ich zabrudzenie?

Odpowiedź: Filtry zatrzymują pyły chroniąc ludzi, pomieszczenia oraz same urządzenia – wymienniki i wentylatory – przed zabrudzeniem; klasy filtrów dobiera się do wymagań, od zgrubnych po dokładne klasy ePM1. Zabrudzony filtr zwiększa opory przepływu, przez co spada strumień powietrza i rośnie zużycie energii, a przerwany filtr przepuszcza pył dalej. Stan filtrów kontroluje presostat różnicowy; wkłady wymienia się okresowo, np. co 3–6 miesięcy.

178Jak zabezpiecza się nagrzewnicę wodną centrali przed zamarznięciem?

Odpowiedź: Stosuje się termostat przeciwzamrożeniowy za nagrzewnicą, który przy spadku temperatury poniżej ok. 5 stopni Celsjusza zatrzymuje wentylatory, zamyka przepustnicę powietrza zewnętrznego i w pełni otwiera zawór czynnika grzejnego. Dodatkowo utrzymuje się obieg pompy nagrzewnicy przy postoju w zimie. Zamarznięcie wody rozrywa rurki nagrzewnicy, dlatego układy bardziej narażone napełnia się roztworem glikolu.

179Co to jest klimatyzacja i czym różni się od wentylacji?

Odpowiedź: Wentylacja jedynie wymienia powietrze, natomiast klimatyzacja nadaje mu wymagane parametry: temperaturę i wilgotność, niezależnie od warunków zewnętrznych – powietrze jest filtrowane, ogrzewane lub chłodzone, osuszane lub nawilżane. Do chłodzenia klimatyzacja wykorzystuje urządzenia chłodnicze z obiegiem ziębniczym. Przykłady to klimatyzatory typu split, systemy VRF i centrale klimatyzacyjne z agregatami wody lodowej.

180Omów sprężarkowy obieg chłodniczy.

Odpowiedź: Obieg tworzą cztery główne elementy: sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny i parownik, połączone rurociągami z krążącym czynnikiem chłodniczym. W parowniku czynnik wrze pod niskim ciśnieniem, pobierając ciepło z otoczenia – tu powstaje efekt chłodzenia; sprężarka spręża pary do wysokiego ciśnienia i temperatury, w skraplaczu czynnik oddaje ciepło i się skrapla, a zawór rozprężny dławi ciecz do niskiego ciśnienia, po czym cykl się powtarza. Ciepło jest więc przenoszone z przestrzeni chłodzonej do otoczenia kosztem pracy sprężarki.

181Jaką rolę pełni sprężarka w obiegu chłodniczym?

Odpowiedź: Sprężarka zasysa pary czynnika z parownika, utrzymując w nim niskie ciśnienie potrzebne do wrzenia w niskiej temperaturze, i spręża je do ciśnienia skraplania. Jest sercem obiegu – to jej praca napędza przenoszenie ciepła. W chłodnictwie stosuje się sprężarki tłokowe, spiralne scroll, śrubowe i rotacyjne, najczęściej hermetyczne lub półhermetyczne, chłodzone zasysanymi parami czynnika.

182Jaką rolę pełni skraplacz i co oznacza jego zabrudzenie dla pracy urządzenia?

Odpowiedź: W skraplaczu sprężone, gorące pary czynnika oddają ciepło powietrzu lub wodzie i skraplają się do cieczy. Zabrudzony skraplacz gorzej oddaje ciepło – rośnie ciśnienie i temperatura skraplania, spada wydajność chłodnicza, rośnie pobór prądu, a sprężarka może wyłączać się od presostatu wysokiego ciśnienia. Dlatego lamele skraplaczy trzeba okresowo czyścić, a przepływ powietrza nie może być zasłonięty.

183Do czego służy zawór rozprężny?

Odpowiedź: Zawór rozprężny dławi ciekły czynnik z wysokiego ciśnienia skraplania do niskiego ciśnienia parowania – przy dławieniu część czynnika odparowuje i jego temperatura gwałtownie spada. Jednocześnie zawór dozuje ilość czynnika wtryskiwanego do parownika tak, aby na ssaniu sprężarki utrzymać właściwe przegrzanie par – chroni to sprężarkę przed zassaniem cieczy. Stosuje się zawory termostatyczne i elektroniczne.

184Jaką rolę pełni parownik w obiegu chłodniczym?

Odpowiedź: W parowniku ciekły czynnik wrze pod niskim ciśnieniem w niskiej temperaturze, pobierając ciepło parowania z chłodzonego powietrza lub cieczy – to tutaj powstaje zimno użytkowe. Parowniki wykonuje się jako chłodnice powietrza z lamelami i wentylatorami lub płytowe do schładzania wody lodowej. Parownik obmarzający szronem gorzej pracuje, dlatego urządzenia mają układy odszraniania.

185Jakie czynniki chłodnicze są obecnie stosowane i co to są f-gazy?

Odpowiedź: Stosuje się syntetyczne czynniki z grupy HFC – f-gazy, np. R410A i R134a, stopniowo wycofywane z powodu wysokiego współczynnika GWP, ich zamienniki o niższym GWP jak R32, oraz czynniki naturalne: propan R290, dwutlenek węgla R744 i amoniak R717. F-gazy to fluorowane gazy cieplarniane objęte przepisami unijnymi i ustawą f-gazową – obrót nimi i serwis urządzeń wymagają certyfikatów F-gazowych, a czynników nie wolno wypuszczać do atmosfery.

186Na czym polega działanie pompy ciepła i co oznacza współczynnik COP?

Odpowiedź: Pompa ciepła to urządzenie chłodnicze pracujące odwrotnie – pobiera ciepło ze źródła dolnego o niskiej temperaturze: powietrza, gruntu lub wody, i przekazuje je przez obieg sprężarkowy do instalacji grzewczej. COP to stosunek oddanej mocy grzewczej do pobranej mocy elektrycznej – typowo 3 do 5, co oznacza, że z 1 kWh energii elektrycznej uzyskujemy 3–5 kWh ciepła. COP maleje wraz ze spadkiem temperatury źródła dolnego i wzrostem temperatury zasilania instalacji.

187Jakie znasz rodzaje pomp ciepła?

Odpowiedź: Ze względu na źródło dolne i górne rozróżniamy pompy: powietrze-woda – najpopularniejsze, czerpiące ciepło z powietrza zewnętrznego i zasilające instalację wodną, powietrze-powietrze – jak klimatyzatory grzejące, solanka-woda – z gruntowym wymiennikiem pionowym lub poziomym o stabilnej temperaturze, oraz woda-woda – korzystające z wód gruntowych. Pompy gruntowe mają wyższe sezonowe współczynniki efektywności, ale droższe wykonanie źródła dolnego.

188Jakie kontrole szczelności obowiązują dla urządzeń chłodniczych z f-gazami?

Odpowiedź: Operator urządzenia zawierającego f-gazy w ilości od 5 ton ekwiwalentu CO2 musi zapewniać okresowe kontrole szczelności wykonywane przez certyfikowany personel: co 12 miesięcy od 5 t, co 6 miesięcy od 50 t i co 3 miesiące od 500 t ekwiwalentu CO2 – przy zamontowanym stałym systemie wykrywania wycieków okresy ulegają podwojeniu. Urządzenia podlegają rejestracji w Centralnym Rejestrze Operatorów, a wykryte nieszczelności trzeba niezwłocznie usuwać.

189Kiedy przy urządzeniach wentylacyjnych, klimatyzacyjnych i chłodniczych wymagane jest świadectwo G2?

Odpowiedź: Świadectwo kwalifikacyjne G2 jest wymagane przy eksploatacji przemysłowych urządzeń wentylacji, klimatyzacji i chłodniczych o mocy powyżej 50 kW. Niezależnie od tego serwis układów z czynnikami f-gazowymi wymaga osobnych certyfikatów F-gazowych, a prace przy zasilaniu elektrycznym – uprawnień G1. Są to trzy różne, niezależne od siebie uprawnienia.

190Jakie zagrożenia występują przy eksploatacji urządzeń chłodniczych?

Odpowiedź: Układ chłodniczy pracuje pod ciśnieniem – po stronie tłocznej nawet 25–40 barów przy R410A – więc rozszczelnienie grozi wyrzutem czynnika i odmrożeniami przy kontakcie z cieczą. Czynniki wypierają tlen i w zamkniętych pomieszczeniach grożą uduszeniem, amoniak jest toksyczny, a propan R290 i czynniki klasy A2L są palne i wymagają zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Do tego dochodzą zagrożenia elektryczne oraz gorące i ruchome elementy – prace wykonuje personel z odpowiednimi uprawnieniami.

Aparatura kontrolno-pomiarowa i automatyka

191Jakie rodzaje termometrów stosuje się w energetyce cieplnej?

Odpowiedź: Stosuje się termometry: cieczowe szklane, np. dawniej rtęciowe, w oprawach i tulejach ochronnych, bimetaliczne tarczowe – dwie zwinięte blachy o różnej rozszerzalności obracają wskazówkę, manometryczne z kapilarą oraz elektryczne – rezystancyjne i termoelektryczne, współpracujące z automatyką i rejestracją. Termometr montuje się w tulei termometrycznej wypełnionej olejem lub pastą dla dobrego kontaktu cieplnego.

192Omów budowę manometru z rurką Bourdona i sposób sprawdzania manometru.

Odpowiedź: W manometrze sprężynowym elementem pomiarowym jest zakrzywiona, spłaszczona rurka Bourdona – pod ciśnieniem rurka się prostuje, a jej ruch przez przekładnię obraca wskazówkę na tarczy. Manometr sprawdza się porównując wskazania z manometrem kontrolnym podłączonym przez kurek trójdrogowy oraz kontrolując powrót wskazówki na zero po odcięciu ciśnienia. Manometr z niewracającą wskazówką, rozbitym szkłem lub bez cechy legalizacji podlega wymianie.

193Do czego służy kurek manometryczny trójdrogowy?

Odpowiedź: Kurek trójdrogowy zamontowany przed manometrem pozwala: odciąć manometr od instalacji i sprawdzić zerowanie wskazówki, przedmuchać rurkę przyłączeniową usuwając zanieczyszczenia, podłączyć manometr kontrolny w celu porównania wskazań oraz wymienić manometr bez zatrzymywania urządzenia. Jest wymaganym wyposażeniem manometrów kotłowych.

194Po co przed manometrem na kotle parowym montuje się rurkę syfonową?

Odpowiedź: Rurka syfonowa, wygięta w pętlę lub w kształt litery U, wypełnia się skroploną wodą, która oddziela gorącą parę od mechanizmu manometru. Dzięki temu do rurki Bourdona dociera ciśnienie przez chłodną wodę, a nie para o wysokiej temperaturze, która uszkodziłaby element pomiarowy i zafałszowała wskazania. Przy wymianie manometru syfon powinien pozostać wypełniony wodą.

195Co to jest presostat i jakie funkcje pełni w urządzeniach cieplnych?

Odpowiedź: Presostat to łącznik ciśnieniowy – przy osiągnięciu nastawionego ciśnienia przełącza styki elektryczne. Steruje pracą urządzeń, np. załącza i wyłącza sprężarkę w granicach ciśnień zbiornika, oraz zabezpiecza: presostat maksymalny wyłącza palnik kotła parowego przy nadmiernym ciśnieniu, presostat gazu kontroluje ciśnienie gazu przed palnikiem, a presostat różnicowy potwierdza przepływ powietrza lub wody. Presostaty bezpieczeństwa mają często blokadę wymagającą ręcznego odblokowania.

196Co to jest termostat i jak działa?

Odpowiedź: Termostat to łącznik temperaturowy – przy osiągnięciu nastawionej temperatury przełącza styki, załączając lub wyłączając urządzenie. Wykorzystuje rozszerzalność cieplną: bimetalu, cieczy w mieszku z kapilarą lub gazu. W kotle termostat regulacyjny utrzymuje zadaną temperaturę wody wyłączając palnik, termostat pokojowy steruje ogrzewaniem według temperatury pomieszczenia, a termostaty graniczne chronią urządzenia przed przegrzaniem.

197Co to jest STB – ogranicznik temperatury bezpieczeństwa?

Odpowiedź: STB to zabezpieczający ogranicznik temperatury, który przy przekroczeniu nastawionej wartości granicznej – w kotłach wodnych zwykle 95 do 110 stopni Celsjusza – trwale odcina palnik lub grzałki. W odróżnieniu od zwykłego termostatu nie załącza urządzenia ponownie sam – wymaga ręcznego odblokowania przycisku przez obsługę, po wystudzeniu i ustaleniu przyczyny zadziałania. Zadziałanie STB zawsze świadczy o nieprawidłowości, np. awarii termostatu regulacyjnego lub braku odbioru ciepła.

198Jakie elektryczne czujniki temperatury stosuje się w automatyce cieplnej?

Odpowiedź: Najczęściej stosuje się czujniki rezystancyjne Pt100 i Pt500 – opór platynowego elementu rośnie z temperaturą, 100 omów w 0 stopni dla Pt100 – dokładne i stabilne, oraz termistory NTC popularne w automatyce kotłów i pomp ciepła. W wysokich temperaturach, np. pomiaru spalin, stosuje się termopary – termoelementy generujące napięcie zależne od różnicy temperatur spoin. Czujniki montuje się w tulejach, a ich sprawność sprawdza porównując wskazania z termometrem wzorcowym.

199Czym różni się regulacja dwustawna od regulacji płynnej, np. PID?

Odpowiedź: Regulacja dwustawna zna tylko stany załącz-wyłącz – urządzenie pracuje pełną mocą albo stoi, a wartość regulowana waha się wokół zadanej; jest prosta i tania, stosowana np. w termostatach. Regulacja płynna, np. PID, dostosowuje w sposób ciągły sygnał wyjściowy – stopień otwarcia zaworu czy moc palnika modulowanego – do wielkości i szybkości zmian odchyłki, dzięki czemu utrzymuje parametr dokładnie i bez przeregulowań. W węzłach cieplnych regulatory pogodowe płynnie sterują zaworami regulacyjnymi z siłownikami.

200Jakie zabezpieczenia automatyki posiada nowoczesny kocioł gazowy i jak działa kontrola płomienia?

Odpowiedź: Kocioł gazowy zabezpieczają: czujnik płomienia – jonizacyjny lub fotokomórka – który przy zaniku płomienia w ciągu sekund zamyka zawory gazowe, presostaty minimalnego i maksymalnego ciśnienia gazu, czujnik ciągu lub presostat spalin, STB, zabezpieczenie przed brakiem wody i przepływu oraz podwójny elektromagnetyczny zawór gazowy zamykany samoczynnie przy każdej awarii i zaniku zasilania. Przed każdym startem automat palnikowy przewietrza komorę spalania, a po nieudanym zapłonie przechodzi w blokadę wymagającą ręcznego skasowania.

Jak wygląda egzamin na uprawnienia G2?

Egzamin przeprowadza komisja kwalifikacyjna powołana przez Prezesa URE. Jest to egzamin ustny – komisja zadaje pytania z zakresu wskazanego we wniosku (np. kotły powyżej 50 kW, sieci i instalacje cieplne, sprężarki, pompy i wentylatory, urządzenia wentylacji i klimatyzacji, aparatura kontrolno-pomiarowa) oraz z przepisów i zasad BHP. Po zdanym egzaminie otrzymujesz świadectwo kwalifikacyjne E (eksploatacja) lub D (dozór), ważne 5 lat.

Jak korzystać z pytań?

Pytania są podzielone na działy – klikaj działy pod wyszukiwarką albo przewijaj całą listę. Odpowiedzi są widoczne od razu pod pytaniem. Wyszukiwarka przeszukuje treść pytań i odpowiedzi, np. wpisz „kocioł”, „kawitacja” albo „zawór bezpieczeństwa”.

Najczęstsze pytania

Jak wygląda egzamin na uprawnienia cieplne G2?

Egzamin jest ustny i odbywa się przed komisją kwalifikacyjną. Komisja zadaje pytania z zakresu zaznaczonego we wniosku – m.in. kotły, sieci i instalacje cieplne, sprężarki, pompy, wentylacja i klimatyzacja – oraz z organizacji pracy i BHP. Nie ma testu pisemnego.

Czy uprawnienia G2 wystarczą do pracy jako palacz kotłów c.o.?

Tak – świadectwo kwalifikacyjne G2 w zakresie eksploatacji kotłów (pkt 1) to podstawowy dokument palacza kotłów centralnego ogrzewania o mocy powyżej 50 kW. Na egzaminie trzeba znać budowę i obsługę kotła, armaturę, zabezpieczenia i postępowanie w stanach awaryjnych.

Jak długo ważne jest świadectwo kwalifikacyjne G2?

Świadectwo kwalifikacyjne jest ważne 5 lat od dnia zdania egzaminu. Po tym czasie egzamin trzeba zdać ponownie – warto wcześniej odświeżyć wiedzę z tej bazy pytań.

Jak zapisać się na kurs i egzamin G2 w Bydgoszczy?

ODEKA Ośrodek Doskonalenia Kadr prowadzi kursy przygotowawcze zakończone egzaminem kwalifikacyjnym G2 (E i D) przy ul. Toruńskiej 288 w Bydgoszczy. Terminy i ceny: tel. +48 608 041 101 lub +48 52 322 92 58, e-mail biuro@odeka.pl.

Pytania opracowane przez wykładowców ODEKA na podstawie zakresu egzaminów kwalifikacyjnych (ustawa Prawo energetyczne, rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z 1 lipca 2022 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji). Mają charakter przykładowy – komisja może formułować pytania inaczej.