Pohony Danfoss NovoCon a ventily AB-QM – moderní řešení klimatizace budov
Střední a Vyšší odborná škola cestovního ruchu v Českých Budějovicích stála před obtížným úkolem zajistit studentům optimální tepelnou pohodu ve třídách v posledním patře budovy – 4NP, které jsou vybaveny velkými střešními okny a velkými prosklenými vikýři.
Tyto velké prosklené plochy ve třídách a kabinetech 4NP na jedné straně zajišťují studentům a učitelům dostatek denního světla, ale na straně druhé v jarním a letním období jsou zdrojem značných tepelných zisků, které se nepříjemně podepisují na vysokých teplotách v učebnách a kabinetech. Starý systém, který zde byl instalován, nevyhovoval mimo jiné i pro poddimenzování výkonu zdroje chladící vody, který byl dodavatelem instalován v rozporu s návrhem projektanta. Také zkušenosti s původně realizovaným 4-trubovým systémem na který byly napojeny jednotky FCU s dvěma výměníky VYT a CHL nebyly dobré. Kombinace nedostatečného výkonu zdroje chladu s nijak nechráněnými ovládacími prvky jednotek FCU vedlo v krátké době k jejich poničení a nefunkčnosti. Bylo zřejmé, že se škola nevyhne investovat do vhodného nového systému klimatizace, který by spolehlivě zajišťoval ochlazování těchto prostor v jarním a letním období, a současně spolehlivě řešil vytápění v období podzimním a zimním.
Základní koncept řešení navrhl odborný projektant z oboru vytápění Ing. Jiří Šíma z Českých Budějovic. Třídy v posledním patře byly vybaveny klimatizačními jednotkami Flex-Geko od výrobce FläktGroup (GEA) Liberec, s jedním výměníkem, které zajišťují jak vytápění, tak také chlazení. Navržené řešení využilo existujících rozvodů chladící vody, které ale budou nyní do nových klimatizačních jednotek střídavě přivádět chladící vodu na jaře a v létě, a naopak vodu pro vytápění na podzim a v zimně. Potřeba střídavého využití těchto rozvodů si vyžádala úpravu ve strojovně a bylo rovněž nutné investovat do nového zdroje chladící vody s vyšším výkonem. Teplotu v každé učebně či kabinetu lze nastavit libovolně dle požadovaného provozu, bez vlivu studentů a učitelů. Toto řešení splňuje jeden z hlavních požadavků vedení školy.
Schéma konceptu řešení a celkový pohled na budovu školy je na obrázku níže
Je všeobecně známo, že soustavy vytápění pracují s větším teplotním spádem a s menšími průtoky vody, naproti tomu soustavy chlazení pracují s menším teplotním spádem ale s většími průtoky vody. Tuto skutečnost musel projektant Ing. Šíma zohlednit při řešení hydraulické stability celé soustavy. Ta je nezbytnou podmínkou pro kvalitní regulaci výkonu koncových klimatizačních jednotek jak pro vytápění, tak také pro chlazení. Bylo nutné najít takový regulační a vyvažovací ventil, který by spolu s vhodným elektrickým pohonem zajistil hydraulické vyvážení soustavy a kvalitní řízení výkonu koncových jednotek jak v situaci větších průtoků chladicí vody, ale také v situaci nižších průtoků vody při funkci topení.
Ing. Šíma se obrátil na firmu Danfoss s otázkou, zda má vhodné výrobky pro navrhované řešení. Po podrobné konzultaci byl pro řešení tohoto úkolu vybrán tlakově nezávislý regulační a vyvažovací ventil Danfoss AB-QM a nový inteligentní pohon NovoCon s datovou komunikací. Ventily AB-QM využívá Danfoss úspěšně již řadu let, právě pro regulaci výkonu koncových spotřebičů a dynamické hydraulické vyvážení soustav vytápění a chlazení budov s proměnným průtokem. Nový pohon NovoCon, díky možnosti digitální komunikace s řídícím systémem, pak doplnil jedinečné vlastnosti ventilů AB-QM o možnost dálkového přístupu a možnost dálkové změny nastavení parametrů a pracovního rozsahu ventilu AB-QM.
Této vlastnosti bylo využito pro navržené řešení. Při režimu chlazení budou instrukcí z řídicího systému aktivovány přes pohony NovoCon vyšší hodnoty průtokových maxim pro jednotlivé ventily AB-QM, a naopak pro funkci vytápění budou stejnou cestou aktivovány nižší hodnoty průtokových maxim u jednotlivých ventilů AB-QM. Tak je zajištěna hydraulická stabilita jak pro vytápění, tak také pro chlazení. Hodnoty průtokových maxim určil projektant na základě projektovaného výkonu jednotlivých koncových jednotek Flex-Geko.
Ventil AB-QM s pohonem NovoCon včetně hlavních charakteristik:
Pohon NovoCon + ventil AB-QM
- Bus komunikace BACnet MS/TP nebo ModBus RTU
- Hlášením poruch a zpětným signálem
- Monitoring pracovního zdvih ventilu
- Monitoring průtoku / energie
- Dálkové nastavení průtoku
- Dálková aktivace servisních funkcí
- Umožňuje předávat signál BMS dalším zařízením v soustavě
Schematická ukázka kabelového propojení a kabelových portů pohonů NovoCon:
Na dalších obrázcích je ventil AB-QM s pohonem NovoCon osazený v jednotce Flex-Geko v jedné ze tříd Střední a Vyšší odborné školy cestovního ruchu v Českých Budějovicích a celková situace v učebnách.
Provozní řízení celého systému má na starosti českobudějovická odborná firma z oboru měření a regulace ČES spol. s r.o. V počáteční fázi, kdy se tvořil celkový koncept řešení, poskytl důležité informace vedoucí projekce ČES spol. s r.o. pan Oldřich Šikula. Ve fázi realizace pak rovněž velkým dílem pro úspěšné zvládnutí zakázky přispěl programátor M+R ČES spol. s r.o. pan Filip Schacherl. Společnost ČES spol. s r.o. zvolila pro tuto zakázku vyzkoušený řídicí systém Johnson Controls METASYS a doplnila software pro komunikaci s pohony NovoCon.
Požadované teploty v učebnách a kabinetech jsou nyní zadávány přímo v řídicím systému, tím byly vyloučeny nekvalifikované zásahy, zejména z řad studentů.
Díky vizualizaci z řídicího systému můžeme na dalších obrázcích vidět hlavní technologické schéma strojovny a také konkrétní informační výstupy z pohonů NovoCon a jednotek Flex-Geko.
Celá modernizovaná soustav byla úspěšně vyzkoušena v druhé polovině roku 2018.
Zkoušky byly provedeny za ideálního počasí, kdy v září dosáhly venkovní teploty kolem + 34°C a koncem listopadu -2°C. Byly tak vyzkoušeny s úspěchem oba provozní stavy pro chlazení a pro vytápění.
Všichni zúčastnění věří, že vynaložené prostředky se Střední a Vyšší odborné škole cestovního ruchu v Českých Budějovicích vyplatí, a studenti a učitelé budou mít v učebnách posledního patra zajištěny optimální podmínky pro výuku. Danfoss je velmi rád, že k tomu mohl svým dílem přispět.
Článek vznikl s využitím materiálů Danfoss, informací Ing. Šímy a podkladů společnosti ČES spol. s r.o.
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 ...