Regulace podlahového, stropního a stěnového vytápění a chlazení (II)
1.1.2. Podlahové vytápění
V objektech s podlahovým vytápěním, které slouží jako hlavní topná plocha, lze aplikovat další komponenty firmy Heimeier a Tour & Andersson. V budovách s podlahovým vytápěním je podlahový rozdělovač a sběrač, na kterém již mohou být nainstalovány plovákové průtokoměry pro seřízení průtoku jednotlivými okruhy. Je tedy nutno vyřešit přívod topné vody dle momentálního požadovaného výkonu otopné plochy.
1.1.2.1. Směšování přívodní topné vody - Varianta 1
Jednou z variant, jak zajistit požadovanou maximální teplotu teplonosné látky pro podlahové vytápění, je instalace termostatické hlavice K s příložným nebo ponorným čidlem. Pro lepší přenos tepla a rychlejší regulaci doporučujeme instalaci čidla přímo do jímky, která se umístí v rozdělovači. Na přívodní potrubí se osadí radiátorový ventil Standard bez přednastavení nebo ventil pro samotížné systémy. Na zpátečku se osadí regulační a uzavírací šroubení Regulux nebo Regutec. Výhodou šroubení Regulux je paměť přednastavení. Primární část, ve které je radiátorový ventil s hlavicí a regulační šroubení, je tlakově zajištěna čerpadlem v kotli, popřípadě čerpadlem podlahového okruhu. Okruh podlahového vytápění má samostatné čerpadlo. Při výpočtu tlakové ztráty radiátorového ventilu postupujeme následujícím způsobem:
Obr. 1.8 - Směšování topné vody - varianta 1
Zadání:
| Tlaková diference | 10 kPa |
| Výkon podlahového rozdělovače | 8 kW |
| Teplotní spád soustavy | 75/55°C |
| Teplotní spád podlahového vytápění | 40/30°C |
Je nutno si uvědomit, že pro výpočet jmenovitého průtoku z otopné soustavy vycházíme z teplotního spádu 75/30°C.
Jmenovitý průtok tedy činí 153 l/h při jmenovitém výkonu soustavy. V přechodných obdobích, kdy se teplota dle ekvitermní křivky bude pohybovat na stejné teplotě, s jakou je počítáno pro podlahové vytápění, bude ventilem protékat průtočné množství dle teplotního spádu 40/30°C. Teplota přívodu cca 40°C odpovídá venkovní teplotě cca 7°C. Výkon podlahové plochy bude redukován vlivem menších tepelných ztrát na výkon 3,5kW.
Jmenovitý průtok bude v tomto případě činit 300 l/h. Radiátorový ventil, včetně regulačního šroubení, navrhneme na větší průtok, tedy na průtok 300 l/h, aby bylo zajištěno v přechodných obdobích dostatečné průtočné množství topného média pro podlahový okruh.
Návrh radiátorového ventilu:
Z katalogového listu "Radiátorové ventily" vybereme ventil Standard DN 25, který má při pásmu proporcionality 2K tlakovou ztrátu 2,5 kPa.
Pro návrh regulačního šroubení Regulux budeme vycházet z jmenovitého průtoku 300 l/h a tlakové ztráty 10 - 2,5 = 7,5 kPa. Zvolíme DN 20 a nastavení 3,7.
Při jmenovitém zatížení topné soustavy, kdy bude teplota přívodu dosahovat teploty 75°C, bude radiátorový ventil pracovat v oblasti menšího pásma proporcionality než 2K, neboť termostatická hlavice bude hlídat nepřekročení maximální teploty v rozdělovači 40°C. Pracovní zdvih ventilu bude odpovídat pásmu proporcionality 0,6 K.
1.1.2.2. Směšování přívodní topné vody - Varianta 2
U větších soustav lze místo regulačního šroubení použít vyvažovací ventil TBV, který plní funkci měření průtoku, přednastavení a uzavírání. Zároveň slouží jako vyvažovací ventil pro měření dalších hodnot, např. teploty teplonosné látky, měření statického tlaku a tlakové diference. Je možno provést kompletní diagnostiku okruhu, včetně místa napojení na topný systém.
Obr. 1.9 - Směšování topné vody - varianta 2
1.1.2.3. Směšování přívodní topné vody - Varianta 3
Požadujeme-li řízení výkonu podlahového vytápění vyšším stupněm regulace, nabízí firmy Heimeier a Tour & Andersson použití ventilu TBV-C spolu s pohonem firmy Heimeier. V primárním okruhu se navrhne na přívodní potrubí regulační a vyvažovací ventil TBV-C. Do zpátečky na primární straně je potřeba osadit pouze kulový kohout. Uzavíráním přívodního potrubí může za určitých okolností docházet k poklesům statického tlaku v podlahovém okruhu a k jeho zavzdušňování. V těchto případech doporučujeme ventil TBV-C instalovat do zpátečky. Ventil TBV-C plní funkci vyvažovacího ventilu a regulačního ventilu. Není tak nutno instalovat další ventil. Montáž je jednodušší, rychlejší a nejsou kladeny nároky na prostor. Ventil TBV-C spolu s pohonem lze ve většině případů instalovat přímo do skříně pro podlahový rozdělovač a sběrač.
Pokud není rozdělovač či sběrač vybaven plovákovými průtokoměry nebo regulačními ventily jednotlivých okruhů, lze s výhodou využít ventily TBV-C i na jednotlivých okruzích podlahových ploch.
V sekundárním okruhu bude instalováno oběhové čerpadlo v přívodu a ve zpátečce vyvažovací ventil TBV nebo STAD. Vyvažovací ventil zajistí správné nastavení průtoku na sekundární straně tak, aby bylo docíleno správného poměru tlaků v bodě A, kde se nachází směšovací bod přívodní topné vody s vratnou topnou vodou z podlahových okruhů.
Tuto variantu je možno ovládat vyšším regulačním systémem. Na ventil TBV-C lze osadit veškeré pohony Heimeier dle typu řízení:
- Termický pohon EMOtec pro dvoubodové řízení
- Termický pohon EMO T pro dvoubodové řízení
- Motorický tříbodový pohon EMO 3 pro tříbodové řízení
- Motorický proporcionální pohon EMO1 pro proporcionální řízení
- Motorický proporcionální pohon EMO EIB s připojením na evropskou instalační sběrnici EIB
- Motorický proporcionální pohon EMO LON pro systémy LonWorks
Každá otopná plocha nebo sekce může být řízena samostatně na základě pokynů nadřazeného regulačního systému objektu a spolu s pohony EMO 1, EMO EIB a EMO LON může být provozována s maximálním komfortem.
Obr. 1.10 - Směšování topné vody - varianta 3
1.1.3. Radiocontrol F - regulátor topných okruhů
Samostatnou kapitolou pro regulaci podlahových ploch, okruhů stěnového vytápění nebo stropního chlazení je použití regulačního systému Radiocontrol F. Systém se skládá ze základní centrální jednotky, která se dodává ve dvou provedeních (s a bez spínacích týdenních hodin). Celkem je jednotka schopna ovládat 8 prostorů s rozdílným způsobem užívání a vnitřní teplotou. Jednotka je schopna ovládat maximálně 20 ks termických pohonů s dvoubodovým řízením (např. EMO T nebo EMOtec) v provedení pro 230 V. V každém prostoru může být maximálně 5 okruhů, každý řízený termickým pohonem. Centrální jednotkou lze provozovat systém v režimu topení i chlazení. Provoz lze přepnout instalací externího přepínače. S centrální jednotkou komunikují radiovým signálem jednotlivé prostorové snímače umístěné v místnostech.
Pokud je potřeba spínat větší množství termických pohonů, je nutno instalovat posilovací transformátory a přes relé spínat takto zajištěné okruhy.
Jedním ze způsobů, jak využít předností Radiocontrolu F, je regulace podlahových smyček v rodinných domcích, kancelářích a provozovnách. Centrální jednotka se zpravidla instaluje v blízkosti podlahového rozdělovače, ve kterém jsou na jednotlivých podlahových smyčkách osazeny radiátorové ventily Heimeier nebo vyvažovací ventily TBV-C společnosti Tour & Andersson a termické pohony EMOtec nebo EMO T. Každý topný okruh je řízen samostatně na základě údajů prostorového snímače. Prostorový snímač lze přepnout u jednotek se spínacími hodinami do trvalého komfortního nebo tlumeného provozu, např. u méně často obývaných místností. Předností systému je libovolné umístění prostorového snímače, který není závislý na kabelovém vedení. Instalace je snadnější, rychlejší a levnější.
Obr. 1.11 - Radiocontrol F - příklad použití
Obdobným způsobem lze zajistit regulaci stěnového vytápění. Jednotlivé smyčky stěnového vytápění jsou připojeny na rozdělovač a sběrač, popř. jsou smyčky zapojeny v souproudém zapojení Tiechelmann do větších celků, které se napojí na rozdělovač a sběrač. U stěnového vytápění je nutno dbát, aby prostorový snímač nebyl osazen na vytápěné stěně!
1.2. Stropní chlazení
Chlazení prostor pomocí plošného stropního chlazení je nejčastěji aplikováno panely, které se zavěšují pod strop nebo nad perforované podhledy nebo pomocí chladících trámů.
Chladící trám je specificky upravený tepelný výměník, který v sobě nemá zahrnut přívod větracího vzduchu. Tyto typy trámů jsou používány primárně pro chlazení (některé typy jsou určeny i pro vytápění), přičemž ochlazování zóny pobytu zajišťuje přirozená konvekce. U systémů s tímto typem trámů je přívod větracího vzduchu zajištěn jiným, nezávislým způsobem, např. pomocí velkoplošných vyústí zapuštěných do stěn nebo do podlahy. Šířka trámu je nejčastěji 300 mm a na jednotku délky 1 m dosahují chladící výkon do 150W. U trámů, které jsou instalovány nad podhledy, je možno dosáhnout chladícího výkonu až do cca 400 W/1m. Chladící trámy se vyrábí jako aktivní nebo pasivní. U aktivních trámů je čerstvý vzduch z hlavní vzduchotechnické jednotky přiváděn do větraného prostoru prostřednictvím chladícího trámu.
Oba způsoby provozu chladících trámů i chlazených stropů vyžadují přívod chladící teplonosné látky. Nejčastěji se jedná o prefabrikované kazety, které mají vstupní a výstupní hrdlo pro připojení na potrubí chladící teplonosné látky. Jednotlivé kazety se nejčastěji připojují přes kulový kohout a regulační šroubení na zpátečce. Použitím regulačního šroubení Regulux je zajištěno nejen nastavení požadovaného přednastavení a uzavírání, ale také paměť přednastavení. Regulux má integrovány dvě kuželky, z nichž jedna slouží k uzavírání a druhá k nastavení průtoku. Při uzavírání není manipulováno s kuželkou nastavení průtoku.
Obr. 1.12 - Zapojení chladícího trámu - varianta 1
U větších aplikací lze rozdělit plochu stropu na sekce s rozdílným režimem chlazení. Např. u větších místností tak lze ovládat chladící výkon nad pracovišti individuálně dle potřeby a přizpůsobit výkon určité části chladící plochy momentální potřebě a požadavku na tepelnou pohodu. Jednotlivé sekce lze osadit vyvažovacím a regulačním ventilem TBV-C, který zajistí vyvážení průtočného množství mezi jednotlivými sekcemi a umožní regulaci průtočného množství v režimu dle použitého pohonu Heimeier. Nabízí se zde široká škála pohonů pro proporcionální nebo dvoubodové a tříbodové řízení s napojením na systém řízení EIB nebo LonWorks. Ovládání jednotlivých zón může být aplikováno prostorovými termostaty nebo spínači pro danou zónu. Nadřazený systém regulace má možnost plynule nastavovat výkony jednotlivých chladících polí dle požadavku v místnosti s ohledem na rosný bod daného pole.
Obr. 1.13 - Zapojení chladícího trámu - varianta 2
Výše uvedená zapojení mají společnou výhodu - ventil TBV-C je určen nejen k regulaci průtočného množství, ale také k měření průtoku, teploty a tlaku. Ventilem TBV-C lze tedy provést kompletní diagnostiku daného okruhu či větve a pomocí vyvažovacího přístroje TA - CBI provést monitorování stavu v časově zvoleném rozsahu a na základě získaných informací vyřešit problematiku špatné funkce okruhu a provést následná opatření. Tento způsob řešení je velmi efektivní, finančně nenáročný a pomůže přesně identifikovat příčinu poruch ve velmi krátkém čase a především se stoprocentní jistotou.
Naší doménou jsou vysoce efektivní řešení pro HVAC soustavy: udržování tlaku a kvality vody; vyvažování, regulace a ovládání; termostatická regulace včetně unikátní technologie AFC® s Eclipse Inside. Produkty značek Heimeier, TA a Pneumatex šetří čas, ...