ABC ogrzewania. Grzejniki zrównoważone

Skutkiem równoważenia hydraulicznego instalacji ma być znaczne poprawienie pracy instalacji i obniżenie kosztów eksploatacji budynku. Jednak gdy przepływy w instalacji są zakłócone, niemożliwa jest efektywna praca regulatorów. Wynikiem tego jest niższy komfort cieplny wybranych pomieszczeń. Gdy instalacja jest niezrównoważona hydraulicznie, nie występuje zależność między temperaturą wody zasilającej instalację a temperaturą zewnętrzną (krzywa grzewcza). Pojawiają się za to inne niekontrolowane zjawiska.

W układzie dwóch grzejników: jednego o mocy około 200 W, a drugiego – około 2200 W, podłączonych do wspólnej działki (pionu), zamontowane są często zawory termostatyczne o tej samej średnicy. Popularny zawór termostatyczny Dn 15 steruje pracą grzejnika o mocy np. 2000 W; jeśli taki sam zawór steruje równolegle grzejnikiem o mocy 200 W, może powstać bardzo duży niepożądany nadprzepływ (stosunek mocy 10:1). Szczególnie zdarza się to, gdy wykonawcy instalacji pozostawiają zawory termostatyczne w stanie pełnego otwarcia. W takiej sytuacji, przy ograniczeniu maksymalnego sumarycznego przepływu dla całej instalacji, nadprzepływy spowodują wystąpienie podprzepływów w innych częściach, uniemożliwiając tym samym uzyskanie tam żądanej temperatury pomieszczeń. Pomieszczenia znajdujące się stosunkowo blisko źródła ciepła są przegrzewane, podczas gdy bardziej oddalone są niedogrzane. W razie pracy instalacji pod dużymi obciążeniami cieplnymi powyższa różnica staje się jeszcze bardziej widoczna. Aby temu zapobiec, wielu instalatorów popełnia błąd, instalując większe pompy niż wymagają tego straty hydrauliczne instalacji grzewczej. Po zainstalowaniu takiej pompy przepływ w sekcjach nieuprzywilejowanych wzrośnie, lecz pomieszczenia uprzywilejowane staną się niemożliwe do kontrolowania. Jest to powodem zwiększenia łącznego przepływu w instalacji, pogłębiającego tym samym niedopasowanie przepływów źródła ciepła, działek i grzejników. Temperatura wody zasilającej sekcje pomieszczeń nieuprzywilejowanych będzie niższa od projektowanej, nawet gdy otrzymają one żądany przepływ. Ponadto dodatkowym efektem ubocznym zainstalowania większej pompy jest hałaśliwa praca instalacji, co zmniejsza komfort życia mieszkańców.

Również samo podniesienie temperatury wody zasilającej instalację nie rozwiąże sytuacji, gdyż prowadzi do znacznego przegrzania sekcji pomieszczeń uprzywilejowanych i pogorszenia jakości regulacji. Spowoduje to podniesienie temperatury powierzchni grzejnika, co z kolei może zafałszować wskazania grzejnikowych podzielników kosztów, jeżeli takie są zainstalowane. Coraz popularniejsze staje się także stosowanie pomp o zmiennej wydajności, dzięki założeniu, że stosowanie ich zmniejsza koszty energii elektrycznej pompowania. Samo tylko zastosowanie pomp o zmiennej wydajności nie rozwiązuje problemu hydraulicznego niezrównoważenia instalacji, mimo że z wielu innych względów jest to zabieg technicznie pożądany. Zmienna wysokość podnoszenia pompy nie zmieni źle ustawionych rozpływów, gdyż i tak pozostaną one na takim samym proporcjonalnym poziomie. Nadal będą w jednych częściach systemu grzewczego budynku nadprzepływy, a w innych – podprzepływy. Zrównoważenie hydrauliczne instalacji jest konieczne niezależnie od tego, czy pompa o zmiennej wydajności jest w niej zastosowana, czy też nie.

Ze względów technicznych i ekonomicznych, aby uniknąć skutków braku równoważenia hydraulicznego opisanych wyżej. Mając na uwadze aspekt techniczny, zapewnia to poprawną pracę wszystkich elementów instalacji, co w konsekwencji przyczynia się do poprawy komfortu cieplnego w budynku i wydłuża eksploatację pracującej instalacji. Moc źródła jest w pełni wykorzystana, zadane temperatury w pomieszczeniach osiągnięte, automatyka i armatura regulacyjna mają dogodne warunki do pracy. Względy ekonomiczne wynikają przede wszystkim z optymalnego dopasowania i wykorzystania mocy dla potrzeb budynku. Nie występują już zjawiska nadprzepływów wywołujące przegrzewanie pomieszczeń. Mimo iż w pojedynczym pomieszczeniu przyrost temperatury o jeden stopień rzadko wpływa na koszty ciepła, to już utrzymanie średniej temperatury budynku 1°C powyżej zadanych 20°C w naszej strefie klimatycznej spowoduje wzrost kosztów ogrzewania o 5 do 10%! Przykłady z życia pokazują dobitnie, że dobrze przemyślana i wykonana czynność równoważenia, często połączona z termomodernizacją obiektu, w zależności od jego stanu przed modernizacją, przynosi oszczędności w zużyciu ciepła na poziomie 5-15% w ciągu sezonu grzewczego.

Rezerwy (z ekonomicznego punktu widzenia niepotrzebne), jakie są ukryte w każdej instalacji, widać już choćby w zapotrzebowaniu samej tylko energii elektrycznej. Efektem zrównoważenia i wyregulowania każdej instalacji jest najczęściej zmniejszenie sumarycznego przepływu poprzez zmniejszenie obrotów pompy lub jej wymianę na mniejszą. Przy obecnych cenach energii każdy 1 kW mocy silnika pompy mniej to oszczędności rzędu 1 tys. zł rocznie. Poddając analizie zależności podstawowych parametrów pompy, przekonamy się, że teoretyczne zmniejszenie jej obrotów silnika o połowę da aż ośmiokrotny spadek zużycia energii elektrycznej, zgodnie z zależnością: (n1/n2) = (P1/P2)3

Dla uzyskania hydraulicznej i termicznej jakości instalacji, a także dla stworzenia odpowiednich warunków do wykorzystania przez nią zainstalowanej mocy w źródła ciepła, należy ją koniecznie zrównoważyć hydraulicznie. Powyższa kwestia jest jeszcze ciągle niedoceniana. Efektem tego jest istnienie wciąż jeszcze niewielu instalacji i systemów poprawnie zrównoważonych hydraulicznie. Brak jest możliwości spełnienia tych wymagań przez instalacje przewymiarowane, wyeksploatowane i zaniedbane. Powodują one często zwiększenie przepływu całkowitego poprzez powstawanie nadprzepływów w jednej sekcji instalacji, które z kolei wywołują podprzepływy w innej. Oznacza to nie tylko wzrost kosztów pompowania, ale przy dużych obciążeniach również brak możliwości spożytkowania całej mocy zainstalowanego źródła ciepła. Przy średnich obciążeniach instalacje przewymiarowane wywołują natomiast konieczność zwiększenia mocy źródła ciepła w stosunku do tej, która normalnie byłaby potrzebna dla przeniesienia aktualnych mocy i przepływów. Dla poprawienia komfortu cieplnego pomieszczeń i uzyskania znaczących oszczędności energii należy przeprowadzić całkowite zrównoważenie hydrauliczne instalacji. Dla zapewnienia jednorodności systemu grzewczego należy zrównoważyć ze sobą zarówno przepływy w instalacji, jak i w źródle ciepła. Zapewnienie odpowiednich przepływów, w każdych innych warunkach niż projektowane, uzyskamy poprzez zrównoważenie instalacji odbiorczej systemu.

Jarosław Czapliński

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij