Regulační armatury - teoretická základna (IV)
Teoretická základna je seriál článků se zaměřením na teorii základních regulačních prvků. Je určen především odborné veřejnosti, studentům, projektantům nebo provozovatelům tepelných soustav. Cílem je dostupnost teoretických informací s uvedením příkladů návrhu regulačních prvků do otopných soustav. Tento díl je věnován praktickému příkladu návrhu termostatických ventilů u otopných těles.
Obr. 19 - Okruh se čtyřmi tělesy pro příklad
Příklad
Podívejme se, jak by vypadaly různé přístupy k návrhu TRV podle obr. 19. Při jmenovitém průtoku je tlaková ztráta kmenové trubky mezi jednotlivými otopnými tělesy RADIK KLASIK rovna 1 kPa. Vyvažovací ventil (VV) na zpětné větvi má tlakovou ztrátu 1,44 kPa. Celá větev napojená na stoupačku má mít tlakovou ztrátu 15 kPa a tím bude zajištěna vyváženost i ostatních větví otopné soustavy. Výkony otopných těles při teplotním spádu 80/60 °C jsou uvedeny na obr. 19.
Obr. 20 - Návrhový diagram pro TRV
Nejdříve se podívejme, co by se stalo, kdybychom všechna otopná tělesa osadili TRV se stejnou kV hodnotou např. 0,8. Takovýto návrh nám představuje tab. 2. Prvním otopným tělesem protéká šestinásobný průtok než jmenovitý. Tím se jeho výkon zvýší pouze o 14 %. Natápění posledních otopných těles po nočním útlumu bude dlouhé a zároveň otopná tělesa č. 4 a 5 budou stále nedotápět, čímž se dosáhne max. teploty ve vytápěném prostoru pouze 15,2 a 12,4 °C.
Obr. 21 - Návrhový diagram pro RRŠ
| TRV stejně přednastaveny | průtok | ||||
| OT 1 | OT 2 | OT 3 | OT 4 | l/h | |
| kV TRV | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 152 |
| průtok l/h | 66 | 45 | 30 | 11 | |
| průtok % | 600 | 105 | 46 | 33 | |
| tepelný výkon W | 290 | 1006 | 1270 | 573 | |
| tepelný výkon % | 114 | 101 | 84 | 75 | |
| vnitřní teplota ti °C | 24,1 | 20,2 | 15,2 | 12,4 | |
| Tab. 2 - Návrh TRV se stejnou kV hodnotou |
Druhá možnost skýtá celkem správný návrh TRV tak, že každý TRV je správně přednastaven, ale nevyužijeme přednastavení na regulačním radiátorovém šroubení (RRŠ). Tato možnost však s sebou nese potíže s hlukem a zmenšováním pásma proporcionality. Určíme-li pro předepsané rozdíly tlaků (obr. 19) pro každý TRV jeho přednastavení, resp. kV hodnotu, dostaneme hodnoty uvedené v tab. 3. Při návrhu byly použity TRV "V" Honeywell (viz obr. 20).
| TRV přednastaveny, ale tělesa jsou bez RRS | průtok | ||||
| OT 1 | OT 2 | OT 3 | OT 4 | l/h | |
| tepelný výkon W | 255 | 1000 | 1510 | 765 | 152 |
| vnitřní teplota ti °C | 20 | 20 | 20 | 20 | |
| průtok l/h | 11 | 43 | 65 | 33 | |
| kv TRV | 0,04 | 0,15 | 0,25 | 0,14 | |
| Tab. 3 - Návrh TRV s přednastavením a správnou kV hodnotou |
Třetí možnost a ta nejsprávnější obnáší návrh TRV a RRŠ. Tento návrh je vhodné pojmout tak, že TRV navrhneme pokud možno volně s vysokým číslem přednastavení (vysokými hodnotami kv) a rozdíl tlaků, který potřebujeme ještě doškrtit, doškrtíme RRŠ. Musíme si však uvědomit, že ani na RRŠ nelze doškrcovat maximum, neboť výrazně zmenšujeme průtočný průřez, což by mohlo vést k provozním potížím. V příkladu použijme RRŠ s nomogramem na obr. 21.
| TRV přednastaveny spolu s RRS | průtok | ||||
| OT 1 | OT 2 | OT 3 | OT 4 | l/h | |
| Tepelný výkon W ti °C Průtok l/h |
255 20 11 |
1000 20 43 |
1510 20 65 |
765 20 33 |
152 |
| RRŠ Δp kPa Nastavení RRŠ kV hodnota RRŠ |
2,46 1/4 0,07 |
3,82 1 0,22 |
4,13 11/2 0,32 |
2,25 1 0,22 |
|
| TRV Δp kPa Přednastavení TRV kV hodnota TRV |
3,36 1 0,06 |
3,5 4 0,23 |
2,93 7 0,38 |
2,06 4 0,23 |
|
| Celková Δp OT kPa Celková kV OT m3/h |
5,82 0,046 |
7,32 0,16 |
7,06 0,245 |
4,31 0,16 |
|
| Tab. 4 - Návrh TRV a RRŠ se správnou kV hodnotou |
Použitá literatura:
Hydraulika a řízení otopných soustav - autor. Ing. Jiří Bašta Ph.D. vydavatelství ČVUT Praha 2003