Regulace topných a chladicích systémů (XV)
Tento článek je posledním dílem seriálu regulačních schemat, které byly věnovány regulaci vytápění, chlazení a přípravy teplé vody. Jednotlivé díly popisovaly systémy např. s využitím fan-coilů, velkoplošných systémů, solárních systémů, radiátorů s TRV, radiátorů s automatickými regulátory průtoku, v přípravě teplé vody, předávacích stanicích a v teplovzdušném vytápění.
Dvoutrubková vytápěcí/chladicí soustava s proměnným průtokem.
Typické využití u fan-coilových (FCU) soustav a u všech typů koncových jednotek (například chladicí trám). (S takovouto aplikací nelze uvnitř budovy zajistit souběžné vytápění a chlazení. Ve vytápěcí/chladicí centrále je třeba podle celkové spotřeby v budově přepínat zónové ventily. Pomocí paralelně zapojených tlakově nezávislých regulačních ventilů s automatickým regulátorem průtoku (PIBCV) je zajištěn proměnný průtok v rozvodném potrubí a individuální omezení (či regulace) průtoku v koncových jednotkách podle požadovaného průtoku ve vytápěcí či chladicí distribuční síti. Přepínání regulátoru AB-QM mezi vytápěním a chlazením je řešeno potrubním čidlem. Tím je zamezeno jakémukoli nadprůtoku během celé doby provozu.)Návrh
- JEDNODUCHÁ METODA VÝPOČTU: není nutný výpočet Kvs, autority ani výpočet hydraulického přednastavení
- AUTORITA 100% – tlakově nezávislá regulace všech koncových jednotek ve vytápěcí i chladicí fázi, nezávisle na sobě
- Zjednodušený výpočet nastavení průtoku podle spotřeby tepla a chladu
- Dimenzování rozvodného potrubí podle většího požadavku na průtok (platí obecně pro chlazení)
- Výpočet dopravního tlaku čerpadla – zvlášť pro vytápění a chlazení – dle minimálního požadovaného Δp na PIBCV a podle tlakové ztráty v soustavě a na koncové jednotce při nominálním průtoku
- Průtok může být při vytápění a chlazení významně odlišný
Provozní náklady
- NEJNIŽŠÍ čerpací náklady F) (není nadprůtok, tlaková ztráta v potrubí je i při malém průtoku velmi nízká – platí obecně pro vytápění)
- Tepelné ztráty jsou během topné sezóny o trochu větší kvůli větším rozměrům potrubí a pomalejšímu proudu
- Nízký požadovaný dopravní tlak čerpadla (zejména při vytápění)
- Doporučuje se optimalizace dopravního tlaku J) čerpadla
- Regulační ventily – 100% AUTORITA a nejvyšší účinnost
- Opětovné zprovoznění C) soustavy není nutné
- Neumožňuje vytápění a chlazení zároveň
Investice
- Investiční náklady I) – NÍZKÉ (2 ks PIBCV pro vyvážení a regulaci, žádné další ventily nejsou potřeba)
- Pouze dvě trubky na celou soustavu namísto čtyř, žádný další hydraulický prvek v soustavě
- Dva ventily pro každou koncovou jednotku (nízké náklady na instalaci I) méně potrubí)
- Zprovoznění soustavy není nutné B), stačí jen nastavit průtok
- Doporučujeme použít čerpadlo s proměnnými otáčkami S)
Navrženo pro rychlou instalaci
- NELZE SOUČASNĚ VYTÁPĚT A CHLADIT, soustava nesplňuje požadavky pro klasifikaci „A“ X)
- Regulace hydrauliky pouze u koncových jednotek se 100% autoritou
- Vyvážení při plném a částečném zatížení je – VYNIKAJÍCÍ, přesné omezení průtoku při vytápění i při chlazení
- Minimální kolísání teploty v místnosti K)
- Čerpadlo s proměnnými otáčkami zajišťuje maximální úsporu energie T). Čerpadlo doporučujeme optimalizovat
Jiné
- Není nadprůtok L)
- Minimální celková spotřeba energie, MAXIMÁLNÍ ÚSPORA ENERGIE
- Je třeba použít elektrický přepínač, aby se zabránilo vytápění v případě požadavku na chlazení a naopak
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 ...