Regulace topných a chladicích systémů (X)
Radiátory v jednotrubkové soustavě s termostatickými radiátorovými ventily a automatickým regulátorem průtoku. U této aplikace je zajištěn stálý průtok stoupačkami s automatickými regulátory průtoku, takže je zajištěn správný rozvod vody v soustavě.
Tento článek navazuje na:
- Úvodní díl seriálu vzorových řešení topných, chladicích a vodovodních instalací, obsahuje kromě úvodu k regulaci i první příklad: soustavu s proměnným průtokem, typické využití pro fan-coilové jednotky topných-chladicích systémů a všech druzích koncových jednotek (např. AHU)
- Regulace topných a chladicích systémů (II) obsahuje druhý příklad: soustavu s proměnným průtokem, typické využití u povrchových topných-chladicích systémů.
- Regulace topných a chladicích systémů (III) obsahuje třetí příklad: soustavu s proměnným průtokem s přímočinnou regulací teploty v místnosti.
- Regulace topných a chladicích systémů (IV) popisuje vzorové řešení pro soustavu s proměnným průtokem, typickou u dvoutrubkových soustav velkoplošného vytápění (stěnové či podlahové vytápění) s rozdělovači a individuální regulací teploty v místnosti.
- Část Regulace topných a chladicích systémů (V), je věnována soustavám s proměnným průtokem s automatickou regulací teploty v soustavě distribuce teplé vody.
- Šestým dílem seriálu o regulaci je článek Solární soustavy se stálým průtokem, typické použití v kolektorech
- Sedmý díl Aplikace s chladicí jednotkou byl věnován příkladu, kdy proměnný je pouze průtok v soustavě s paralelně řazenými čerpadly a regulovaným minimálním požadovaným průtokem skrze chladicí zařízení.
- Regulace topných a chladicích systémů - osmý díl seriálu představil řešení pro soustavu s proměnným průtokem, typické využití v FCU, velkoplošných a jiných typech kombinovaných vytápěcích/chladicích soustav s přímočinnou regulací teploty v místnosti.
- Devátý díl ukázal řešení soustavy s proměnným průtokem, typické využití v dvoutrubkových radiátorech vytápěcích soustav s termostatickými ventily.
Návrh
- Speciální metoda výpočtu „α“ a velikosti radiátoru. V úvahu je nutno vzít Kv hodnotu TRV.
- (Výpočet tepelných ztrát na vertikálním potrubí)
- ZJEDNODUŠENÝ HYDRAULICKÝ VÝPOČET (S OHLEDEM NA OCHYLKY MEZI STOUPAČKAMI)
- Není nutný výpočet přednastavení
- Nastavení prvku QT závisí na více faktorech*, jako je například efektivita renovace, počet poschodí apod.
- Výpočet dopravního tlaku čerpadla dle nominálního průtoku
Provozní náklady
- VYSOKÉ náklady na čerpání F) přestože soustava při vypnutí prvku QT pracuje s proměnným průtokem
- Tepelné ztráty v potrubí jsou vysoké (s QT je ale lze omezit), většina z nich je ale zužitkována uvnitř vytápěných prostor (vertikální potrubí)
- Vyšší dopravní tlak čerpadla a požadovaný minimální Δp na ventilu AB-QM – dlouhé potrubí a relativně nízká hodnota průtokového množství (Kv) pro obtok J)
- Dopravní tlak čerpadla je možno optimalizovat pomocí měřicího niplu na ventilu AB-QM a díky řídicí jednotce
- Prvek QT šetří energii regulací vratné teploty
Investice
- Investiční náklady I) – VYSOKÉ (TRV + PIBV + QT na stoupačkách)
- Méně ventilů než při manuálním vyvažování, nižší instalační náklady I)
- Jednoduchá instalace a nastavení QT
- Zprovoznění soustavy B) není nutné, stačí jen nastavit PIBV
Navrženo pro rychlou instalaci
- Regulace hydrauliky je pouze na patách stoupaček – požadovaný průtok se liší v závislosti na fungování QT
- Vyvážení při plném a částečném zatížení – DOBRÉ
- Nízké kolísání teploty v místnosti K) – samočinná regulace, přestože je teplota ovlivňována přenosem tepla z potrubí
- Prvek QT reguluje vratnou teplotu (při nižší venkovní teplotě)
Jiné
- Uzavírací tlak termostatických radiátorových ventilů (TRV) je dosti nízký – všeobecně postačuje 0,6 bar. Nejlepší funkčnost je udávána pro 0,1 až 0,3 bar.
- Při částečném zatížení se prvek QT zavírá, stoupá-li vratná teplota kvůli uzavření TRV (při nízké venkovní teplotě)
- Nastavení QT na vysokou teplotu zaručuje bezpečný provoz, při nastavení nízké teploty pak dochází k větší úspoře energie
Doporučená* aplikace
Poznámky
*Doporučená – správná funkce, vysoká efektivita
**Přijatelná – správná funkce, méně účinné
A Tradiční výpočet: Pro správnou regulaci musíme vzít v úvahu dvě hlavní charakteristiky; autoritu regulačního ventilu a tlakovou ekvivalenci před každou koncovou jednotkou. Z tohoto důvodu musíme spočítat požadovanou hodnotu Kvs regulačních ventilů a brát celou hydraulickou soustavu jako jednu jednotku.
B Uvedení do provozu: Musíme spočítat požadované nastavení manuálního a automatického seřizovacího ventilu tradičním výpočtem, nežli předáme budovu uživateli. Musíme se ujistit, že průtok odpovídá požadovaným hodnotám. Proto (kvůli nepřesnosti instalace) musíme zkontrolovat průtok v měřících bodech a případně provést nápravu.
C Znovuuvedení soustavy do provozu: Občas je třeba provést znovu kontrolu (např. v případě změny funkce a velikosti místnosti, regulace ztráty tepla a tepelných zisků).
D Kompenzační metoda uvedení do provozu: Speciální zprovozňovací procedura, pokud je použit partnerský ventil ke kompenzování výkyvů manuálního seřizovacího ventilu (pro více informací kontaktujte Danfoss).
E Dobrá autorita: Autorita je velikost deferenčního tlaku, který zpomaluje úbytek tlaku v regulačním ventilu a porovnává se s dostupným diferenčním tlakem
a = Δp MCVΔp MCV + Δp potrubí/jednotek
Autorita je dobrá, pokud je hodnota min. 0,5–0,6.
F Čerpací náklady: Výdaje, které musíme zaplatit za spotřebovanou energii čerpadla.
G Konstantní průtok: Průtok v soustavě či jednotce, který se po celé období provozu nemění.
H Syndrom nízkého ΔT: Je výrazný hlavně u soustav chlazení. Pokud nelze zajistit potřebné ΔT v soustavě, účinnost chlazení dramaticky klesá. Tento symptom se ale může objevit i v soustavách vytápění.
I Investiční (instalační) náklady: celá fi nanční částka, kterou musíme zaplatit za danou část instalace (v případě srovnání musíme vzít do úvahy veškeré náklady na implementaci včetně instalace a jiných příslušenství).
J Optimalizace čerpadla: případě elektricky řízené spotřeby čerpadla lze redukovat dopravní tlak čerpadla do bodu, kde je zajištěn v celé soustavě požadovaný průtok, ale spotřeba energie klesne na minimum.
K Oscilace teploty v místnosti: Reálná teplota v místnosti se po celou dobu odchyluje od nastavené teploty. Oscilace je velikost této odchylky.
L Není nadprůtok: průtok koncovou jednotkou odpovídá žádoucímu průtoku, bez nadprůtoku.
M DHW: Rozvody teplé vody (Domestic Hot Water).
N Partnerský ventil: Dodatečný manuálně seřizovací vetil je dobé využít pro zajištění správného vyvážení ve všech větvích.
O Proměnný průtok: Průtok v soustavě soustavně kolísá podle aktuální zátěže. Závisí na externích okolnostech jako je sluneční svit a interní tepelné zisky či obsazenost místnosti.
P Chybějící obtok: případě aplikace FCU s 3 či 4 cestným ventilem, MBV na obtokové větvi chybí. Tak není možné vyrovnávat tlakovou ztrátu v FCU v obtokové větvi. Průtok pak nebude stejný.
Q Termální desinfekce: V systémech DHW se dramaticky zvyšuje počet bakterií Legionella při teplotě blízké výtokové teplotě. Ta způsobuje nemoci a může vést i k úmrtí. Proto je nutná pravidelná desinfekce. Nejjednodušším způsobem je zvýšit teplotu v DHW nad ~60–65 °C. Při takové teplotě se bakterie zničí.
R EPBD: Energetický výkon dle stavební směrnice (Energy Performance of Building Directive) – podle doporučení 2002/91/EK, které je v EU povinné od 2. ledna 2006. Tento předpis pojednává o úsporách energie a o revizích soustav.
S Pohon s proměnnými otáčkami (Variable Speed Drive, VSD): Oběhové čerpadlo je vybaveno vestavěným či externím elektronickým regulátorem, který zajišťuje konstantní, proporční (či paralelní) diferenční tlak v soustavě.
T Úspora energie: Snížení nákladů na elektrickou a nebo tepelnou energii.
V Skupina: 2–4 ks koncových jednotek řízených jedním teplotním signálem.
W Přepínání: V soustavách, kde vytápění a chlazení nemůže fungovat současně, musí soustava přepínat mezi těmito režimy provozu.
X Třída „A“: Místnosti jsou klasifi kovány podle toho, jaké poskytují pohodlí (norma EU). „A“ je nejvyšší třída s nejmenší oscilací teploty a nejlepším pohodlím.
Y Stabilní teplota v místnosti: Lze jí dosáhnout proporčním přímočinným či elektronickým regulátorem. Tato aplikace brání oscilacím teploty v místnosti díky hysterezi on/off termostatu.
Z Výtoková teplota: Teplota, která se okamžitě objeví, jakmile se otevře kohoutek.
Danfoss nabízí: regulační prvky pro CZT, termostatické hlavice, ventilová tělesa a šroubení, armatury pro vyvážení soustav v rezidenčních a komerčních budovách, produkty pro chytré vytápění - ovládání radiátorů a podlahového vytápění vzdáleně přes ...