"bezpłatny materiał szkoleniowy - wyłącznie do użytku wewnętrznego" RÓWNOWAŻENIE HYDRAULICZNE INSTALACJI |
|||||||||
|
|||||||||
I. WSTĘP Uzyskanie komfortowego klimatu wewnątrz pomieszczenia, przy jednoczesnym zminimalizowaniu kosztów ogrzewania i występujących problemów z eksploatacją systemu grzewczego jest zasadniczym celem w projektowaniu instalacji centralnego ogrzewania, ciepłej wody i klimatyzacji. Powyższy cel pozwalają teoretycznie osiągnąć nowoczesne technologie. Należy rozumieć tu systemy regulacji i nadzoru, które dają możliwość poprawy komfortu cieplnego przy równoczesnym obniżeniu zużycia energii cieplnej głównie dzięki zastosowaniu techniki mikroprocesorowej. Praktycznie warunki niezbędne do optymalnego funkcjonowania układów j.w. w rzeczywistości występują dość rzadko przez co nawet najnowoczeniesze układy nie zawsze spełniają pokładane w nich nadzieje. Przesył energii w instalacjach odbywa się za pośrednictwem ciepłej lub zimnej wody (układy kliatyzacji). Gdy przepływy w instalacji są zakłócone, niemożliwa jest efektywna praca regulatorów. Nawet gdyby regulatory strefowe odpowiedzialne za komfort cieplny wybranych pomieszczeń otworzyły całkowicie otworzyły swoje zawory regulacyjne nie mogłyby skompensować niedostatecznego przepływu w tych strefach. Efektem tego jest niższy komfort cieplny wybranych pomieszczeń. Wspólny dla całej instalacji regulator centralny nie może działać efektywnie w instalacji, która jest niejednorodna. Gdy instalacja grzewcza jest niezrównoważona hydraulicznie nie występuje wspólna zależność między temperaturą wody zasilającej instalację, a temperaturą zewnętrzną (krzywa grzewcza). Oznacza to, że każde pomieszczenie ma inne warunki regulacji. Nasuwa się stąd wniosek: w instalacji grzewczej woda musi być rozprowadzona prawidłowo. Oczywistość tego wniosku jest niepodważalna, choć nie zawsze poświęca się mu dostatecznie dużo uwagi. Dwa odbiorniki ciepła, mające rożne moce, podłączone do wspólnej działki wymagają różnych przepływów nawet w instalacji dobrze zaprojektowanej. Problem zrealizowania w praktyce nastaw wstępnych zaworów równoważących lub kryz pozostaje zawsze nawet, jeżeli zostały one dobrane komputerowo. W trakcie wykonywania instalacji, wprowadzane są często zmiany w stosunku do projektu powodują automatyczne dezaktualizowanie przeprowadzonych wcześniej obliczeń. Tak więc, przeprowadzenie precyzyjnych obliczeń staje się pracą daremną ponieważ stają się one niepożyteczne, gdyż nie jesteśmy w stanie zapewnić odpowiednich warunków do skorzystania z nich w praktyce. W Polsce mimo wyposażenia instalacji i systemów w najnowocześniejsze nawet urządzenia nie dają one satysfakcjonujących rezultatów. Można ocenić, że mniej niż połowa instalacji grzewczych i tylko jedna trzecia systemów klimatyzacyjnych spełnia swoje funkcje prawidłowo zapewniając właściwy komfort, przy racjonalnym zyżyciu energii. Uważne analizy pracy instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych pozwalają dostrzec występowanie w nich następujących problemów.
Instalacje grzewcze wytwarzają także nieprzyjemne hałasy na które bardzo często uskarżają się lokatorzy budynków. W systemach klimatyzacji występujące znaczne wahania temperatury nawiewanego powietrza są powodem stworzenia znacznego dyskonfortu. Lodowaty podmuch powietrza zaś w cieplejszym klimacie stwarza zjawisko "Lata zewnątrz a zimy wewnątrz". Powyższe niedomagania są często postrzegane jako nie do usunięcia i których nie da się poprawić. Utrzymywanie takiego stanu dodatkowo bardzo drogo kosztuje ponieważ niezrównoważona hydraulicznie instalacja jest w stanie zużywać nawet do 35-45% więcej energii niż instalacja w której przeprowadzona została regulacja hydrauliczna. W układzie budowy człowieka przecież mózg także nie może pracować wydajnie, jeśli "pompka-serce" nie funkcjonuje prawidłowo i rozdział (układ krążenia) nie jest właściwy. Powyższe czynniki są podstawą do postawienia diagnozy podjęcia dalszych badań oraz podjęcia środków zaradczych. Rozdział czynnika w instalacjach hydraulicznych odbywa się poprzez odpowiedni rozpływ ciepłej lub zimnej wody. Kwestia uporządkowania tego rozpływu ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania całości systemu. |
|||||||||
II. KONSEKWENCJE NIEZRÓWNOWAŻENIA INSTALACJI. Nadprzepływ a powstawanie podprzepływów.
Nadprzepływ a uzyskanie żądanej temperatury wody
zasilającej. Rys.1: Sprzęgło hydrauliczne łączące kilka obwodów do źródła ciepła - układ hydraulicznej wajchy pompowej. Jeżeli w systemie jak na rys.1 przepływ w instalacji QB jest większy od przepływu źródła ciepła QA, to przepływ różnicowy będzie cyrkulować w sprzęgle w kierunku ZY. Powyższe oznacza, iż w węźle Z utworzył się punkt zmiwszania powodujący spadek temeratury wody zasilania - QB. Maksymalna temperatura wody otrzymywanej przez instalację jest niższa od maksymalnej temperatury wody źródła ciepła (wymiennika ciepła lub kotła). Ponieważ moc zainstalowanego źródła ciepła nie może być w pełni wykorzystana instalacja wewnętrzna jest trudna do rozruchu. Pewnym rozwiązaniem jest zastosowanie dodatkowego źródła w systemie grzewczym, w celu zwiększenia przepływu QA próbując w ten sposób dopasować go do przepływu QB. Powyższe rozwiązanie jest kosztowne zarówno pod względem inwestycyjnym jak i eksploatacyjnym ze skutkiem okresowego spadku sprawności układu. Rys. 2: Układ rozpływów w zamkniętej pętli. W przypadku układu pokazanego na rysunku 2, istniejące nadprzepływy powodują w instalacji odbiorczej cyrkulację w spince BC, od punktu B do punktu C. Utworzony jest przez to punkt zmieszania w węźle oznaczony jako A. Powstaje zjawisko zasilania ostatniego obwodu z własnego powrotu co jest z kolei powodem jego pracy w szczególnie złych warunkach. Niektóre osoby próbują rozwiązać powyższy problem przez zastosowanie zaworu zwrotnego na rurociągu BC tworząc tym samym kolejny problem, gdyż pętla staje się otwarta i pompy źródła ciepła, przejdą do pracy szeregowej z pompami instalacji, powodując tym samym niestabilność w niektórych sekcjach regulowanej instalacji. Nasuwa się wniosek, że przepływy powinny być ograniczone do wartości projektowanych na maksymalne obciążenie. Gdy powyższe nie zostanie spełnione to wystąpią problemy z rozruchem instalacji, właściwą dystrybucją czynnika. Znajdzie to swoje odzwierciedlenie w zaniżeniu temperatury wody co będzie znaczącym utrudnieniem w uzyskaniu żądanej temperatury we wszystkich sekcjach pomieszczeń budynku. Stałoprzepływowość instalacji. Rys. 3: niezrównoważenie sieci dystrybucji. Zmiennoprzepływowość instalacji. Temperatura pomieszczeń a panujące przepływy czynnika
grzewczego. Rys. 4: Rozkład temperatury w pomieszczeniu w funkcji temperatury zewnętrznej i przepływu. Powyższy schemat obrazuje, iż nadprzepływ nie ma dużego wpływu na temperaturę w pomieszczeniu, dopóki nie spowoduje hałaśliwej pracy instalacji. Pomieszczenie co prawda ulegnie przegrzaniu o około 1-2°C, ale użytkownik stosunkowo szybko zaakceptuje tę sytuację mimo, że w celu obniżenia temperatury w pomieszczeniu będzie się ratował otwierając okno a tym samym tracąc energię cieplną i zwiększając koszty ogrzewania. |
|||||||||
III. ŚRODKI ZARADCZE STOSOWANE PRZEZ UŻYTKOWNIKÓW INSTALACJI. Zwiększenie hydraulicznej wysokości podnoszenia
pompy w źródle ciepła. ZWIĘKSZENIE HYDRAULICZNEJ WYSOKOŚCI PODNOSZENIA POMPY POGŁĘBIA TYLKO PROBLEMY, KTÓRE PIERWOTNIE MIAŁO ROZWIĄZAĆ. Podniesienie temperatury wody zasilającej instalację.
Instalowanie zaworów regulacyjnych na wszystkich
grzejnikach. Stosowanie w systemach grzewczych pomp o zmiennej
wydajności. |
|||||||||
IV. WNIOSKI. Dla uzyskania hydraulicznego i termicznego układu jednorodności
instalacji a także dla stworzenia odpowiednich warunków do wykorzystania
przez nią całej zainstalowanej w źródle ciepła mocy należy ją koniecznie
zrównoważyć hydraulicznie. Powyższa kwestia jest jeszcze ciągle niedoceniana.
Efektem powyższego niedoceniania jest istnienie wciąż jeszcze niewiele
instalacji i systemów zrównoważonych hydraulicznie. W ubiegłych latach,
w epoce dobrobytu i tanich nośników energii taki stan nie mógł dziwić
ponieważ nikt nie liczył się z kosztami ogrzewania. |
|||||||||
|
|||||||||
BALLOREX® |