Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Modelování funkce dynamických soustav – vliv nastavení hlavice

Moderní matematický aparát poskytuje výstupní data, kterými lze popsat jakékoliv fyzikální procesy v současných otopných soustavách. Projektanti získali mocný nástroj pro optimální řešení energetické účinnosti, nejvyšších úspor tepla, i pro zábavné výpočty.

Klasickým SW nezískáme důležitou odpověď na jednoduchou otázku…

Jak se bude měnit vnitřní teplota konkrétní místnosti změnou nastavení termostatické hlavice? Od vypnutého radiátoru, až po sejmutí hlavice z tělesa termostatického ventilu, sledujme sdílení tepla mezi otopnou soustavou, konkrétní místností a venkovním prostředím, které se projeví ustálenou vnitřní teplotou

Charakteristika místnosti

Místnost 28,485 m2, 79,758 m3, sousedící s vytápěnými místnostmi, nevytápěnou předsíní a vnějším prostředím má při te = −12 °C a intenzitě větrání 0,5.h−1 tepelnou ztrátu 1307,10 W, tj. 16,389 W.m−3 a 45,889 W.m−2. Tedy „nic málo a nic moc“ – běžný stav.

Vážený průměr vnitřních povrchových teplot stavebních konstrukcí tipsk = 19,56 °C, takže pro dosažení požadované výsledné teploty ti = 20 °C musí být místnost vytápěna na teplotu vzduchu tv = 20,44 °C. Bude-li radiátor vypnutý, bude v ní vnitřní teplota tie = 10,94 °C a při těsném uzavření oken bude vnitřní teplota tie = 13,62 °C, pokud budou okolní vytápěné místnosti v plném provozu mít původní vnitřní teplotu.

Charakteristika otopné soustavy

Běžná soustava s teplotami vody 70/55 °C, s tělesem KALOR 500/160, podle podkladů Sčl. = 0,255 m2, qnčl. = 115,2 W při 90/70, ex = 1,294. Při teplotě vzduchu 20,44 °C je potřebné do místnosti instalovat 18 článků a radiátor má výkon 1307,10 W při základním průtoku G = 74,907 kg.h−1.

Aby výsledky nebyly zkresleny a vliv manipulací s termostatickou hlavicí na změny průtoku byl maximální, v okruhu tělesa není instalováno regulační šroubení a průtok je ovlivňován jen zdvihem kuželky TRV bez předregulace.TRV tedy nemá žádný předřazený regulační element a průtokový součinitel Kv se mění jen v závislosti na zdvihu kuželky, který je vymezen nastavením hlavice. Strmost regulační charakteristiky TRV je zde tedy maximální a uživatelské kroucení s hlavicí má na změnu vnitřní teploty největší vliv.

Jak to celé funguje

Podle podkladů výrobce činí teplotní roztažnost čidla v hlavici 0,22 mm.K−1 a proporcionálnímu pásmu XP = 1K tedy odpovídá zdvih kuželky 0,22 mm, pásmu XP = 2K zdvih 0,44 mm, atd. Hlavice musí být nastavena tak, aby po ohřátí teplotního čidla od teplonosné látky bylo při požadované teplotě vzduchu (20,44 °C) dodrženo proporcionální pásmo XP, ke kterému se vztahují výrobcem uvedené průtokové součinitele Kv. Při součiniteli kondukčního ohřevu čidla od teplonosné látky Sk = 0,35, při teplotě vody 70 °C a při teplotě vzduchu 20,44 °C, musí být tedy pro XP1 (Kv = 0,25) hlavice nastavena na hodnotu NH = 3,00, pro XP2 na hodnotu NH = 3,25 (Kv = 0,49) a pro XP3 (Kv = 0,66) na hodnotu NH = 3,50.

Při těchto hodnotách nastavení hlavice, při konstantní teplotě vody a při konstantním diferenčním tlaku působícím na TRV, bude tedy průtok otopným tělesem různý a různý bude proto i tepelný výkon tělesa.

Různý tepelný výkon tělesa se promítne do různé vnitřní teploty místnosti a cílem našeho zábavného pokusu je zjistit, jaké vnitřní teploty vzduchu při kroucení s hlavicí nastanou.

A budeme s hlavicí nejen kroutit, ale aby zdvih kuželky byl v závěru pokusu maximální, průtok tělesem a s ním i vzestup vnitřní teploty v místnosti byl co největší, tak nakonec hlavici od tělesa ventilu odmontujeme a budeme pracovat s výrobcem uvedenou hodnotou Kvs (1,25 m3.h−1), která představuje nejvyšší možný průtokový součinitel konkrétního typu termostatického ventilu. Kuželka TRV se tím dostane do úrovně maximálního konstrukčního zdvihu a nebude-li na TRV působit větší diferenční tlak, nebo nebude-li zvýšena vstupní teplota vody do tělesa, nebude otopná soustava schopna vnitřní teplotu místnosti žádným způsobem zvýšit.

Schválně si všimněte, že nastavení termostatické hlavice žádnou vnitřní teplotu místnosti nezajišťuje a negarantuje. Nastavením hlavice se mění hydraulický odpor TRV vzhledem k řídicí teplotě, tím se mění průtok tělesem a změnou průtoku tělesem se mění jeho teplený výkon. Přímý vztah mezi nastavením hlavice a vnitřní teplotou místnosti prostě neexistuje. U každé místnosti a u každého tělesa je změna výkonu v závislosti na průtoku jiná a proto z termostatických hlavic v tichosti zmizela čísla označující teplotu místnosti, která na hlavicích původně uvedena byla. Byl to tichý důkaz, že TRV a hlavice se za pochodu vyráběly a instalovaly dříve, než to kdokoliv na světě uměl spočítat a některým lidem to není jasné dodnes.

Vnitřní teplota místnosti je totiž určena funkční charakteristikou těles a nikoliv termostatických ventilů nebo hlavic, kterými se mění pouze průtok. Výkon těles je závislý především na teplotě vody a vlastně jen v malé míře na jejím průtoku. TRV je proto jako regulační orgán dost špatný. K dosažení výkonu tělesa 50 % by průtok musel klesnout cca na 17 % a k dosažení výkonu tělesa 115 % by se průtok musel zvýšit cca na 400 %, a to není v soustavách ústředního vytápění možné bez zkolabování celkové funkce soustavy.

TRV jsou tedy spíše omezovače průtoku, než účinné regulátory. K regulaci vnitřní teploty, ke které se je snažíme hromadně používat, jsou zcela nevhodné. Naopak jsou velmi vhodné k úsporám tepla z tepelných zisků, ke kterým je nepoužíváme vůbec!!! Klasické výpočtové postupy totiž hlavní účel instalace TRV vůbec řešit nedovedou a proto musely být nahrazeny TermoHydraulikou.

Zábavné modelování nahradí pouhé názory realitou

Je instalováno těleso KALOR 18/500/160, které při požadované teplotě vzduchu 20,44 °C a při teplotách vody 70/55 °C přenáší do místnosti výkon 1307,10 W shodný s tepelnou ztrátou místnosti. Bude-li tělesem protékat 74,907 kg.h−1 vody se vstupní teplotou 70 °C, výstupní teplota vody z tělesa bude právě 55 °C a bude zajištěna rovnováha mezi tepelnou ztrátou a přívodem tepla při požadované vnitřní teplotě.

Abychom si uměli představit závislost průtoku na nastavení hlavice, interpolujme výrobcem uvedené hodnoty Kv až k hodnotě Kvs = 1,25 m3.h−1 odpovídající nejen plnému otevření hlavice, ale dokonce jejímu sejmutí z TRV. Máme pět bodů, kterými je křivka určena, takže interpolace je poměrně slušná, ale přesto budeme pracovat jen s body, které jsou výrobcem dány numericky (body 0, 1, 2, 3, a Kvs), abyste měli jistou.

GRAF 1 Kv TRV v závislosti na zdvihu kuželky a nastavení hlavice při tv = 20,44 °C a tp = 70 °C.
GRAF 1 Kv TRV v závislosti na zdvihu kuželky a nastavení hlavice při tv = 20,44 °C a tp = 70 °C.
 

Aby průtok tělesem, při kterém je jeho výkon shodný s tepelnou ztrátou místnosti byl právě 74,907 kg.h−1 při projektovaném proporcionálním pásmu XP = 2K a při projektovaném nastavení hlavice NH = 3,25, musí na TRV působit diferenční tlak 2379 Pa. Jde tedy o nízkoodporový TRV, použitý například v RD. Působící diferenční tlak budeme uvažovat konstantní, protože moderní oběhové čerpadlo nebo vyvážení na patě stoupačky jej záměrně udržuje při různých průtocích, vyplývajících z funkce TRV.

… A kroutíme s hlavicí…

Ještě než se zahloubáte do výsledků a diskutéři nám zbrunátní rozčilením nad takto nízkým diferenčním tlakem, musíme připomenout, že zde záměrně pracujeme s TRV bez předregulace, aby vliv kroucení s hlavicí byl co největší!!! U TRV s předregulací by totiž křivka závislosti Kv na zdvihu kuželky ztratila strmost a vliv kroucení s hlavicí na vnitřní teplotu místnosti by byl ještě nižší než v našem příkladu. Diskutérům tedy pro jejich bludy nahráváme ty nejlepší podmínky. Vyšší diferenční tlak na okruhy těles je důležitý pro zajištění hydraulické stability, tedy ze zcela jiného důvodu, a pro vícepodlažní budovy jsou proto vhodnější TRV s předregulací (nebo aspoň s regulačním šroubením), které mohou pracovat s vyšší tlakovou ztrátou, i za cenu nižšího vlivu nastavení hlavic na dosaženou vnitřní teplotu.

TRV bez předregulace a bez regulačního šroubení naopak při nadměrném působícím tlaku s běžně projektovaným proporcionálním pásmem XP2K pracovat nemohou, protože průtok vody by byl nadměrný. TRV bez předregulace a bez regulačních šroubení mají hodnotu průtokového součinitele Kv přiřazenou přímo ke zdvihu kuželky (k nastavení hlavice) a pro náš příklad jsme proto určili diferenční tlak, při kterém bude přesně dodržen požadovaný průtok a výkon instalovaného tělesa bude roven tepelné ztrátě místnosti.

Výsledky změnou průtoků při správné teplotě vody a při správném výkonu

TAB. 1 Přenos tepla do místnosti a její teplota při různém nastavení hlavice (2379 Pa, tp = 70 °C)
XP = 1 Kv = 0,25
hlavice NH = 3,00
XP = 2 Kv = 0,49
hlavice NH = 3,25
XP = 3 Kv = 0,66
hlavice NH = 3,50
Kv = 1,25
TRV bez hlavice
G [kg.h−1]
[%]
38,218
51,02
74,907
100
100,896
134,70
191,090
;255,10
tp [°C]70707070
tz [°C]45,61055,00058,23863,286
Qtěl [W]
[%]
1083,67
82,91
1307,10
100
1380,87
105,64
1493,33
114,25
Plocha těl. F [m2]4,594,594,594,59
tstř [°C]56,4462,0563,8566,56
k [W.m−2.K−1]6,5586,8436,9307,054
Teplota v místnosti tv [°C]19,1120,4420,8821,54

No řekněte sami…

Stojí vám kroucení s hlavicemi opravdu za to, abyste si trvale poškodili hydraulickou rovnováhu soustavy, nutnou pro správné vytápění všech místností? Abyste plným otevřením hlavic sebrali vodu jiným tělesům a nadměrným zvýšením proporcionálního pásma XP promarnili investice do regulační techniky, která jediná může zajistit vaše úspory tepla? Abyste si zavíráním a otevíráním těles utrhali pevné body, soustavu doslova lámali dilatačním namáháním a prudkým ohřevem a chladnutím způsobovali její hlučnost? Abyste všichni museli platit nadměrnou cenu tepla jen proto, že si pár jedinců chce plným otevřením hlavic „přitopit“, což není běžně možné, a dodavatel tepla tedy musí provozovat soustavy a sítě s nadměrnou teplotou vody? Abyste ani při plně otevřených hlavicích svou tepelnou pohodu nedosáhli, protože váš soused vypnul vytápění? Abyste se nenáviděli, hádali a soudili kvůli „náměrům“, které žádné teplo neměří? Abyste nákladně vybavovali své otopné soustavy drahými zařízeními, které při nesprávném provozování soustav stejně nic neřeší a investice se nevrátí? Abyste stále dokola platili za hydraulické vyvažování, které je vzápětí zlikvidováno libovolným kroucením s hlavicemi, kterým si celou soustavu poškozujete?

Že jsou to jen výpočty a praxe je jiná?

Nikoliv, výpočty jsou správné a soustavy se podle nich skutečně chovají. To jen trollové oponují svými „zkušenostmi“ ze soustav zcela chybně řešených a provozovaných, což ani nepoznali. Bude-li například teplota vody místo správných 70 °C třeba 75 °C, pak se skutečně plným otevřením nebo sejmutím hlavice dosáhne o trochu vyšší vnitřní teploty než 21,54 °C v tomto příkladu. Ale za cenu stále dražšího tepla. Je to spirála, roztáčená a živená absolutní neznalostí problematiky vytápění těmi, kteří nejvíc křičí a nesmyslné kroucení s hlavicemi nejvíc propagují, aby skryli svou neschopnost vytápění vyřešit správně, nebo dokonce jej aspoň pochopit. Výsledkem je pak bohužel destrukce otopných soustav a stále horší tepelná pohoda, při stále dražším teple.

Vypořádat se s trolly je jednoduché. Tento článek předložil argumenty dokazující, že při ekonomickém vytápění budov je kroucení s hlavicemi chybné a neúčinné. Kdybych patřil k těm, kteří lidi klamou opačnými informacemi, tak bych teď průkaznými výpočty dokázal a publikoval, že kroucení s hlavicemi žádné škody nezpůsobuje, že naopak vede ke správnému a úspornému vytápění a je prospěšné všem. A exhibující troll to dokázat opravdu potřebuje, protože ve fyzice asi chyběl kvůli spalničkám a lidé se už smějí.

Pohrajme si s modelem…

Podívejme se, jak výpočty sedí a jak by výsledky vypadaly, kdyby teplota vstupní vody byla 75 °C místo 70 °C.

Výsledky změnou průtoků při nadměrné teplotě vody

TAB. 2 Přenos tepla do místnosti a její teplota při různém nastavení hlavice (2379 Pa, tp = 75 °C)
XP = 1 Kv = 0,25
hlavice NH = 3,00
XP = 2 Kv = 0,49
hlavice NH = 3,25
XP = 3 Kv = 0,66
hlavice NH = 3,50
Kv = 1,25
TRV bez hlavice
G [kg.h−1]
[%]
38,218
51,02
74,907
100
100,896
134,70
191,090
255,10
tp [°C]75757575
tz [°C]47,6758,1261,7567,42
Qtěl [W]
[%]
1214,88
92,44
1471,56
112,58
1556,69
119,09
1686,85
129,05
Plocha těl. F [m2]4,594,594,594,59
tstř [°C]59,7666,0468,0771,12
k [W.m−2.K−1]6,7317,0317,1217,252
Teplota v místnosti tv [°C]19,8921,4121,9122,66

Každý 1 °C navíc, který dosáhneme plným otevřením hlavice, představuje cca o 5 °C chybnou teplotu vody, za kterou platíme zbytečně drahým teplem. Rozdíl 1 °C oblečený člověk ani nepozná a pozdvižení kolem „práva kroutit s hlavicemi“ je jen nebezpečným šířením bludů, jakousi klamavou reklamou. Obhajování mizerně fungujících soustav a principů, které umožňují několika jedincům získat falešný pocit jak svou soustavu „regulují“, zdražuje teplo všem.

Uživatelé, kteří plným otevřením hlavice dosáhnou zvýšení vnitřní teploty třeba o 4 °C nebo i více, by se neměli o funkci hlavic hádat, ale měli by okamžitě vyhledat technickou pomoc, protože jejich otopná soustava funguje špatně, neúsporně a do stavu ekonomického vytápění má opravdu daleko. Celý jejich otopný systém pracuje v režimu nadměrných parametrů, je tedy neekonomický a teplo je vyráběno a distribuováno zbytečně draze.

A pro klid duše diskutérů ještě podstatně zvedneme tlak vody a tím i průtok, i když je to zbytečné.

Výsledky změnou průtoků při správné teplotě vody a při nadměrném diferenčním tlaku

TAB. 3 Přenos tepla do místnosti a její teplota při různém nastavení hlavice (10000 Pa, tp = 70 °C)
XP = 1 Kv = 0,25
hlavice NH = 3,00
XP = 2 Kv = 0,49
hlavice NH = 3,25
XP = 3 Kv = 0,66
hlavice NH = 3,50
Kv = 1,25
TRV bez hlavice
G [kg.h−1]
[%]
78,356
104,60
153,577
205,02
206,859
276,15
391,779
523,02
tp [°C]70707070
tz [°C]55,52865,79063,75568,264
Qtěl [W]
[%]
1319,22
100,93
1461,08
111,78
1503,64
115,04
1565,04
119,73
Plocha těl. F [m2]4,594,594,594,59
tstř [°C]62,34865,79066,80768,264
k [W.m−2.K−1]6,8587,0197,0657,130
Teplota v místnosti tv [°C]20,5121,3521,6021,96

V TAB. 1 jsme kroucením s hlavicí „regulovali“ vnitřní teplotu pouze v rozsahu 93,49 % až 105,38 %, v TAB. 2 jsme „regulovali“ vnitřní teplotu v rozsahu 97,31 % až 110,86 % a v TAB. 3 v rozsahu 100,34 % až 107,43 %. To žádná skutečná regulace není a základní teplotu 20,44 °C kvůli sousedům snižovat nesmíme.

Maximální dosažené rozdíly proti základní teplotě činily v TAB. 1 +1,10 °C, v TAB. 2 +2,22 °C a v TAB. 3 +1,52 °C. Ani v jednom případě jsme vnitřní teplotu nezvýšili o 6 °C podle prospektu termostatické hlavice, a to ještě ani neuvažujeme případ, kdy náš soused vypne vytápění, protože v takovém případě vnitřní teplotu nejen nezvýšíme vůbec, ale plným otevřením (dokonce ani sejmutím) hlavice nedosáhneme ani základní teploty 20,44 °C.

Těchto nicotných účinků jsme však dosáhli za cenu rozregulování otopné soustavy, porušení její správné funkce a zlikvidování úspor tepla skutečnými regulačními procesy, kvůli kterým jsme si TRV koupili. TRV nebyly vymyšleny pro to, aby se jimi základní vnitřní teplota „regulovala“ nebo měnila, jejich smyslem je naopak základní vnitřní teplotu udržovat při zvyšujícím se přívodu tepla do místnosti. Byly tedy vymyšleny kvůli úsporám tepla a nikoliv kvůli „svobodě uživatelů“, libovolně měnit okrajové podmínky správné funkce nebo výchozí regulační stav soustav ústředního vytápění – a tím soustavy poškozovat.

K čemu tedy termostatické hlavice vlastně slouží?

Obr.1 Vliv nastavení hlavice na součinitele Kv a na průtok při projektované teplotě místnosti
Obr.1 Vliv nastavení hlavice na součinitele Kv a na průtok při projektované teplotě místnosti
 

Hydraulický odpor (tlaková ztráta) TRV se skládá z odporu kuželky při různém zdvihu (příklad v TAB. 1) a u TRV s předregulací (obr. 1) navíc ještě z odporu regulačního elementu (například štěrbinové nebo úhlové clony zabudované přímo v tělese ventilu na obr. 1).

Výrobcem TRV uvedený průtokový součinitel Kv se vztahuje:

a) U TRV v TAB. 1 pouze k proporcionálnímu pásmu XP (ke zdvihu kuželky)

XP =1K (zdvih h = 0,22 mm)2K (zdvih h = 0,44 mm)3K (zdvih h = 0,66 mm)
KvXP =0,250,490,66

b) U TRV na obr. 1 ke zdvihu kuželky při daném XP a k nastavení regulačního elementu na hodnotu N

N =1 zdvih konst.2 zdvih konst.3 zdvih konst.4 zdvih konst.5 zdvih konst.
KvXP2K konst. =0,0730,1740,2850,3610,443

Při teplotě vody 70 °C a diferenčním tlaku 10000 Pa pak nastavením na N při XP konst. nastane průtok G

N =1 zdvih konst.2 zdvih konst.3 zdvih konst.4 zdvih konst.5 zdvih konst.
KvXP2K konst. = 0,0730,1740,2850,3610,443
G kg.h−1 =22,8854,4189,11112,88138,52

K průtoku G; tedy dojde jen tehdy, když se zdvih kuželky TRV nezmění a stále bude platit XP = 2K.

Aby výrobcem TRV uvedené hodnoty Kv byly platné, musíme v obou případech zajistit proporcionální pásmo XP (tj. zdvih kuželky), ke kterému se uvedené hodnoty Kv vztahují. Pro konkrétně požadovanou hodnotu Kv a pro konkrétní teplotu vzduchu v místnosti „tv“ musíme tedy určit takové nastavení termostatické hlavice NH, při kterém budou pásmo XP (a jemu odpovídající zdvih kuželky) zajištěny.

Nastavení termostatických hlavic je přímou součástí hydraulického vyvážení okruhů otopných těles a bez správného nastavení hlavic neplatí vypočtené hodnoty nastavení hydraulického odporu (N), protože neodpovídají projektovým podkladům výrobce TRV. Nastavení hlavic slouží k zajištění konstrukční závislosti „KvN“ nebo „Kvh“ dle podkladů výrobce a hlavice jsou nastavitelné proto, aby XP mohlo být dodrženo při různých projektovaných teplotách místností. O „volbě libovolné teploty uživatelem bytu“, kterou se poškodí závislosti „GN“ v celé soustavě, poškodí se přenos tepla od zdroje ke spotřebičům, poškodí se veškeré regulační procesy a veškeré sdílení tepla mezi místnostmi a byty, nemůže být ani řeč.

Není-li projektem vytápění vyřešeno a uvedeno nastavení termostatických hlavic NH, nemůže při nastavení na hodnoty N nastat průtok G a projekt je bezcenný, protože jeho výsledky neodpovídají projektovým podkladům výrobce TRV a hodnoty nastavení armatur jsou proto chybné.

Při libovolném nastavení hlavic výrobcem uváděné hodnoty Kv (a podle nich vypočtené seřízení hydraulických odporů armatur) neplatí a neplatí tedy ani celý projekt vytápění.

Kroutíme-li s hlavicemi, likvidujeme tím nejen investice do projektu, ale likvidujeme tím správnou funkci instalované regulační techniky, soustava nemůže správně fungovat a její chybnou funkcí často likvidujeme i miliónové investice do zateplení budovy.

Termostatické hlavice tedy nejsou určeny pro „uživatelskou volbu libovolné vnitřní teploty“, ale jsou určeny k tomu, aby to celé mohlo správně fungovat a abychom závratné investice do úprav otopných soustav, do zateplování budov a do zajištění tepelné pohody při úsporném vytápění, nevyhazovali oknem.

Proč to nikdo pořádně nevysvětli?

A kdo by měl na vysvětlení zájem? Obchodníci, kterým liché informace o funkci hlavic zvyšovaly odbyt, protože lidem namluvili, že si pomocí hlavic mohou zvolit vnitřní teplotu libovolnou a namluvili tak lidem něco co není fyzikálně možné, pravdivé a z hlediska funkce soustavy ani přípustné? Projektanti, kteří by za stejnou cenu projektu museli odevzdat cca 800 % práce? Výrobci TRV, kteří v rámci svých projektových podkladů uvedli podmínky a ničeho se nedopustili? Vývojáři, kterým celá léta nikdo nenaslouchal, a byli překřičeni veřejným míněním diletantů? Představitelé SVJ nebo obecně investoři, kteří koupí jakýkoliv zmetek, protože kupovanému „zboží“ nemohou rozumět?

Být investorem je profese, kterou jsme zrušili a nahradili laiky. Být projektantem je profese vyžadující celoživotní vzdělávání v kolektivu zkušenějších, což jsme zrušili a nahradili jednotlivci s tříletou praxí. Dnešní stav oboru vytápění má své hluboké příčiny v celospolečenských změnách, které v mnoha směrech správné nejsou a je čas, vrátit se k rozumu, abychom za teplo nemuseli platit stále více.

Co neumíme spočítat, tomu nerozumíme

Obhájci „práva kroutit s hlavicemi“ si nespočítali, co je falešný pocit „svobodné volby vnitřní teploty“ stojí a jaké škody tím sobě i ostatním uživatelům napáchají. Ani si to spočítat nemohli, protože to klasické výpočty oboru vytápění neumožňují.

Cílem oboru vytápění je zajistit lidem co nejlevnější tepelnou pohodu při správné funkci soustav a nikoliv falešné pocity šroubující cenu tepla do závratných výšin, při chybně fungujících otopných soustavách. Za každý zmetkový projekt zaplatíme nejen cenu projektových prací, ale po celou dobu životnosti soustavy pak zbytečně platíme za drahé vytápění, které navíc funguje špatně.

To všechno jen proto, že význam výpočtů obecně podceňujeme a veřejně šířeným bludům přisuzujeme váhu „pravdivých informací“. Všimněte si, že takový exhibující diskutér vám nikdy žádné výpočty a jejich výsledky nepředloží. Rychle by se totiž dostal na tenký led a zjistili byste, že jeho znalosti oboru vytápění jsou na úrovni hospodských řečí.

Všichni společně to můžeme snadno změnit. Opravdu trvejte na tom, aby vám každé tvrzení bylo doloženo příslušným výpočtem, aby bylo transparentní a kontrolovatelné. Zvláště v oboru vytápění, protože žádný jiný obor neklade tak vysoké nároky na vaše provozní náklady, spojené s bydlením.

Modelování funkce soustav je důležité

Aby projektanti nemuseli být v roli lidí, kteří se pouze domnívají, nutně potřebují možnost, si funkční chování soustav numericky ověřovat. Je to důležité, aby se z chyb a nevýhod nedělaly výhody a vytápění budov nebylo zatíženo bludy, které vedou ke stále dražší tepelné pohodě. Projektant potřebuje jistotu, v zájmu svých klientů i v zájmu vlastním.

Vyprojektovat správně otopnou soustavu je velmi náročné a při vší úctě k poctivým mladým odborníkům si myslím, že to je nad jejich síly. Vybočit z pouhých názorů a bludů, jim totiž nikdo nepomáhá. Pohybují se v prostředí komerčních zájmů, které s technickým řešením mají společného pramálo. Kdyby každý projektant byl schopen spočítat teplotu v místnosti a měřením ověřit výsledky při provozu soustavy se správnými parametry, nikdo by destrukční provozování soustav s kroucením hlavicemi nepodporoval a exhibující trollové by ztratili půdu pod nohama. Pro nedostatečnost klasických hydraulických výpočtů tomu bohužel tak není a situace mladých odborníků je nezáviděníhodná doopravdy. Nepomohou jim žádné komerčně cílené přednášky dealerů, žádná skripta obsahující neúplné klasické výpočty, žádná „pravidla pro vytápění“, žádná legislativa, žádné udělování bodů za účast na přednáškách o „cirkulačních vodovodech“, kterými otopné soustavy opravdu nejsou. Pomohou jen modelové výpočty sdílení vlastního tepla mezi zdrojem, soustavou a okolím, řešící fyzikální realitu. Hydraulika není oborem, který by migraci tepla řešil. Otopné soustavy musejí být řešeny TermoHydraulikou.

Síla Soft-Ware

Modelování bez SW není možné. Přesné výsledky, uvedené v tomto článku, bychom ručně nespočítali vůbec a jen přibližné výsledky asi tak za měsíc. Važme si vývojářů SW, važme si programátorů, protože bez nich pravdu o vytápění nikdy znát nebudeme.

Platí zde ale neúprosné skutečnosti. Používáním SW se nikdy odborníky nestaneme, nebudeme-li přesně vědět co, jak a proč SW počítá. Cílem tedy není pouhé rychlé získání výstupních dat a přitom nevědět, co se v otopných soustavách vlastně děje. Buďme zvědaví, chtějme vědět, jak SW k výsledkům dospěl. Jen tak pochopíme, jak vytápění vlastně funguje.

Ještě něco, na co stále zapomínáme

Úspory tepla se vztahují k neměnné vnitřní teplotě. Omezením, nebo vypnutím vytápění teplo nešetříme, protože projektovaná vnitřní teplota se přitom změnila. Skutečné úspory nastávají jen tam, kde bez poklesu správné úrovně tepelné pohody spotřebujeme tepla méně. Správná tepelná pohoda je v místnostech zajišťována správnou velikostí otopných těles. Tepelná pohoda proto nemůže být individuálně volitelnou hodnotou, které velikosti těles neodpovídají. Je to normalizovaná hodnota, daná legislativou, a otopné soustavy s velikostmi těles odpovídajícími normalizované hodnotě tepelné pohody nemohou fyzikálně plnit libovolné individuální nároky uživatelů. Funkce otopných soustav není libovolně měnitelná na základě libovolně se měnících individuálních přání. Je závislá na fyzikálních zákonitostech, platných pro otopnou soustavu jako celek. Funkci a úspornost soustav centrálního vytápění si tedy nesmíme plést s vlastnostmi vytápění lokálního, zvláště ne v objektech hromadného bydlení, kde si opravdu nemůžeme topit jak chceme, protože to fyzikálním zákonům migrace tepla odporuje, protože to ovlivňuje funkci soustavy jako celku a protože tím kolem nás ovlivňujeme i všechny ostatní.

Soustava ústředního vytápění není soustava „naše“ a „pro náš byt“. Je to soustava pro všechny společně připojené uživatele, kterým musíme své „individuální nároky“ podřídit, proto ta normalizace.

Jak ukázal minulý článek „Vytápění dynamickou soustavou podle předpokladů a podle fyziky“, není v objektech hromadného bydlení „volba individuální vnitřní teploty“ možná ani v případě nulové migrace tepla mezi byty, protože by se změnami projektovaných průtoků poškodila přenosová schopnost tepelných sítí. Problém tedy není řešitelný ani dokonalým zaizolováním vnitřních stavebních konstrukcí, protože přenos tepla soustavou podléhá fyzikálním zákonům a nikoliv uživatelským přáním. Exhibující diskutér toho tedy bude muset v našem oboru nastudovat ještě mnoho, aby čtenáře svými názory neklamal a možná i sám potřebuje pomoc, aby se v oboru vytápění orientoval. Krása oboru vytápění totiž spočívá právě v jeho nejednoduchosti, proto publikujeme články, které funkci ústředního vytápění objasňují.

Pesimismus na místě není

Na přísloví, že „pesimista je poučený optimista“ něco je, ale takový životní postoj správný není. Musím říct, že mě několik inteligentních lidí v poslední době téměř zaskočilo, protože jejich schopnost chápat nové věci je doslova obdivuhodná. Stačí jim vysvětlit pár souvislostí, poskytnout výpočetní nástroj a můžete jen žasnout nad jejich vývojem. Jedinců s analytickým logickým myšlením tedy máme zřejmě dost a to je pro obor vytápění dobrá zpráva.

Ano, máme v ČR lidi, kterým to pálí doopravdy, nejsou to jen exhibicionisté nebo trollové z veřejných diskusí a nemusíme se podbízet okolí, ani slepě přijímat bludy. Zkušenost je nepřenosná a proto je potřebné těmto lidem umožnit, aby získali zkušenosti vlastní. Ani jeden z těchto lidí se pak už nikdy ke klasickému řešení oboru vytápění nevrátí, protože se na vlastních zkušenostech přesvědčí, že by to bylo špatně. Rostou nám odborníci skuteční, které lidé potřebují.

Annonce:

Pobočky v Brně a v Příbrami hodláme posílit i v Praze (nejde o zaměstnání, ale o zpřístupnění know-how).

=CRA=CENTROTHERM poskytne zdarma kompletní výuku TH jednomu, až dvěma, vybraným projektantům vytápění (zájemcům o komplexní TermoHydraulické řešení dynamických otopných soustav).

Podmínky výběrového řízení:

Bydliště – Praha
Věk – 35 až 55 let
Odbornost – autorizovaný inženýr s dokonale zvládnutými klasickými postupy projektování, plná loajalita
Uzávěrka přihlášek: 30. 6. 2015
Kontaktní spojení: centrotherm@seznam.cz

 
Komentář recenzenta Ing. Zdeněk Prokeš

Vytápění je obor, ve kterém fyzikální zákony hrají dominantní roli. Teprve jejich plné pochopení a matematické vyřešení všech fyzikálních vazeb umožňuje sledovat probíhající procesy a provozní stavy v soustavách, ke kterým reálně dochází a které jsou běžným topenářským pohledem nepřístupné. Autor v tomto článku pomocí termohydrauliky (TH), jejíž je zároveň autorem, vysvětluje, popisuje a na základě modelování výpočetně dokládá fyzikální realitu poměrně diskutovaného tématu v soustavách ústředního vytápění – uživatelská manipulace s termohlavicemi.

V článku jsou velmi podrobně vysvětleny nejen důsledky a dopady těchto zásahů, ale velmi precizně jsou popsány mnohé doposud neobjasněné souvislosti, které obor vytápění musí umět vyřešit, mají-li otopné soustavy fungovat správně, tedy efektivně a ekonomicky. Z uvedených výsledků je zcela zřejmé, že termostatická hlavice libovolně uživatelsky definovanou tepelnou pohodu neumí a nemůže zajistit a její funkce je jiná. Ruční zásahy do regulační techniky jsou nevhodné a způsobují termickou nerovnováhu a hydraulickou nestabilitu systému, dochází k rozregulování soustavy, ke ztrátě regulační schopnosti automatických prvků systému a tento pak nemůže fungovat správně. Společenské příčiny současného stavu jsou autorem rovněž vysvětleny. Je na čase fyzikální realitu více vnímat, řešit a formou osvěty tyto skutečnosti přenášet nejen na dodavatelské firmy, ale zejména na koncové uživatele, kterých se užívání systémů ústředního vytápění týká nejvíce a kterým systémy vytápění slouží. Článek má z těchto hledisek velmi vysokou odbornou úroveň a užitnou hodnotu.

English Synopsis
Modeling of function of dynamic systems - effect of setting the head

Modern mathematical tools provides the output data that can be used to describe any physical processes in the current heating systems. Designers gain a powerful tool for optimum energy efficiency solutions, the highest heat savings and calculations for fun.

 
 
Reklama