Regulace topných a chladicích systémů (IV)
Soustava s proměnným průtokem s rozdělovači a individuální regulací teploty v místnosti zaručujeme proměnný průtok v distribuční síti a stálý diferenční tlak na obou manifoldech nezávisle na dočasném zatížení a na oscilaci tlaku v systému.
AKTUALIZACE ČLÁNKU 5/2014
Hlavním účelem balančních ventilů je vyvážení hydraulických okruhů topných a chladicích systémů. Dosažení hydraulické rovnováhy umožňuje ostatním komponentům okruhů, jako jsou regulační ventily nebo výměníky tepla a chladu, pracovat za optimálních podmínek.
Tento článek navazuje na
- úvodní díl seriálu vzorových řešení topných, chladicích a vodovodních instalací, který obsahuje úvod k regulaci topných a chladicích systémů a první příklad: Soustava s proměnným průtokem, typické využití pro fan-coilové jednotky topných-chladicích systémů a všech druzích koncových jednotek (např. AHU)
- článek Regulace topných a chladicích systémů (II) obsahuje druhý příklad: Soustava s proměnným průtokem, typické využití u povrchových topných-chladicích systémů, kde se používá totéž zařízení pro topení i chlazení
- článek Regulace topných a chladicích systémů (III) obsahuje třetí příklad soustavy s proměnným průtokem s přímočinnou regulací teploty v místnosti, kde je proměnný průtok v rozvodném potrubí a stálý diferenční tlak v obou větvích nezávisle na oscilacích tlaku v systému. Tak se redukuje většina nežádoucího nadprůtoku a eliminují se problémy s hlučností při běhu na částečnou zátěž.
Doporučené řešení pro topné systémy a pro cirkulaci teplé vody
Doporučené řešení pro systémy chlazení
Soustava s proměnným průtokem, typické využití v dvoutrubkových velkoplošných vytápěcích soustavách (stěny či podlahy) s rozdělovači a individuální regulací teploty v místnosti
U této aplikace zaručujeme proměnný průtok v distribuční síti a stálý diferenční tlak na obou manifoldech nezávisle na dočasném zatížení a na oscilaci tlaku v soustavě
Analýza
1 Návrh
- TRADIČNÍ VÝPOČET A) NUTNÝ PRO PŘEDNASTAVITELNÁ VENTILOVÁ TĚLESA V CELÉM OKRUHU: přednastavení Kv, výpočet tlakové ztráty
- Výpočet přednastavení pro regulační ventil v regulované smyčce Δp
- Zjednodušený hydraulický výpočet (můžete soustavu rozdělit podle větví s regulací Δp)
- Jednoduchý výpočet regulace Δp: doporučuje se 10 kPa tlakové ztráty
- Výpočet dopravního tlaku čerpadla dle nominálního průtoku
2 Provozní náklady
- NÍZKÉ čerpací náklady F)
- Tepelné ztráty v rozvodné síti jsou malé
- Zapotřebí je vyšší dopravní tlak čerpadla - je požadována další tlaková ztráta na diferenčním regulátoru tlaku
- Vhodná je optimalizace dopravního tlaku čerpadla J)
- Typická On/Off regulace s vysokou povrchovou akumulací tepla, vyšší oscilace teploty v místnosti. K)
3 Investice
- Investiční náklady I) – DOBRÉ (zónový regulační ventil + ABV před každý manifold)
- Mírně dražší diferenční regulátor tlaku
- Méně ventilů než u manuální aplikace, nižší instalační náklady I)
- Uvedení soustavy do provozu B) není nutné
- Doporučují se čerpadla s proměnnými otáčkami S) (konstantní charakteristika)
4 Navrženo pro rychlou instalaci
- Hydraulická regulace pouze na manifoldech. Má prakticky konstantní Δp.
- Vyvažování při plné i částečné zátěži – DOBRÉ
- Čerpadlo s proměnnými otáčkami zajišťuje úsporu energie T)
5 Jiné
- Uzavírací tlak zónového ventilu by měl být o 50 % vyšší než je nastavené Δp na APBC
- Minimální nadprůtok při částečném zatížení (stálý diferenciální tlak v každém okruhu)
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 ...
