IMI Hydronic Engineering: Optimalizovaná regulace koncových jednotek v soustavě HVAC (III)
Závislost teploty zpátečky na režimu regulace
K hlavním úkolům při projektování vytápěcích, větracích a klimatizačních soustav (dále v textu HVAC) patří zajištění tepelného komfortu v podobě ideální pokojové teploty, snížení spotřeby energie a vytvoření podmínek pro dlouhou životnost navržených zařízení.
Otevíráme další kapitolu naší minisérie, kde se věnujeme problematice optimalizované regulaci koncových jednotek v soustavách vytápění, chlazení a vzduchotechniky.
Pro konkrétní výkon závisí teplota zpátečky na typu regulačního ventilu a způsobu regulace.
Ve schématu na obr. 12 je průtok řízen 2-cestným ventilem. Otevírání a zavírání ventilu mění průtok nejen přes koncovou jednotku, ale také v soustavě jako celku. Průběh změny průtoku závisí na způsobu regulace 2-cestného regulačního ventilu, zda On-Off nebo plynule.
Obr. 12
Graf na obrázku 13 ukazuje průběh teploty zpátečky v chladicí soustavě, řízené 2-cestnými ventily s regulací On-Off.
Teplotní režim je následující: přívodní voda má 6 °C, zpátečka 12 °C a teplota okolí je 24 °C. Když jsou všechny koncové jednotky v provozu, průtok je 100 % a teplota zpátečky do chladicí jednotky je 12 °C (výkon soustavy 100 %). Při 50% výkonu soustavy bude 50 % ventilů otevřených na 100% průtok a 50 % ventilů zcela zavřených. Při 50% výkonu soustavy bude průtok odpovídat hodnotě 50 %. Teplota zpátečky je naprojektována 12 °C při 100% výkonu.
Ve skutečnosti však bude teplotě zpátečky nižší (fialová křivka), na obr. 13 lze vyčíst teplotu zpátečky v řádu 10,5 °C. To se váže na fenomén hydraulické interakce. Nižší průtok způsobí pokles tlakových ztrát v potrubí, a to vede ke zvýšenému průtoku přes otevřené ventily. Nadprůtok způsobí pokles teplotního spádu.
Vzájemné ovlivňování ventilů mezi sebou lze vyřešit použitím tlakově nezávislý ventilů (oranžová křivka).
Obr. 13
Pokud je průtok přes koncovou jednotku řízen plynule, teplota zpátečky se zvýší (v případě chlazení), sníží (v případě vytápění) v závislosti na spotřebované energii.
Obr. 14
Při 100% výkonu je regulační ventil plně otevřen, aby umožnil 100% průtok (při správně vyvážené soustavě). Teplota zpátečky bude 12 °C při jmenovitých projektovaných podmínkách.
Při 50% výkonu stačí 20% průtok (obr. 14). Při tomto výkonu je teplota zpátečky kolem 19 °C.
Zvýšení teploty zpátečky (chlazení) významně pomůže zlepšit koeficient výkonu chladicích jednotek, sníží tepelné zisky přes potrubní izolaci a ušetří elektrickou energii pro pohon čerpadel.
Na příkladu na obr. 15 se koeficient výkonu chladicí jednotky pro teplotu zpátečky, kolísající mezi 12,5 °C a 10,5 °C, mění z 5 na 4,2 – pokles o asi 15 % výkonu.
Obr. 15
I v soustavě vytápění umožňuje variabilní regulace mnohem lepší vychlazení zpátečky a zlepšuje účinnost kondenzačních kotlů.
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, ...
