Vyvážení topného systému v soukromém domě: nastavení a nastavení tlaku – Thermagent Blog

Článek představuje princip fungování systémů ohřevu vody. Článek zkoumá způsoby nastavení dvoutrubkových systémů ohřevu vody, které se provádějí při nastavení. Jsou zdůrazněny výhody a nevýhody prezentovaných metod.

Systémy vytápění, ventilace a klimatizace jsou navrženy tak, aby vytvářely a udržovaly příjemné mikroklima pro efektivní a produktivní lidský život. Efektivní provoz systémů HVAC do značné míry závisí na dobře navrženém projektu, kvalitní instalaci a správném provozu. Z toho také vyplývá, že kompetentní návrh, kvalitní instalace a správný provoz VZT ​​systémů jsou možné pouze tehdy, má-li projektant patřičné znalosti a dovednosti.

Tento článek je věnován problematice regulace otopných soustav (HS).

Topný systém je navržen tak, aby udržoval komfortní (požadovanou) teplotu vzduchu v místnosti. Dá se také říci, že provoz topného systému je zaměřen na kompenzaci tepelných ztrát v místnosti. Toho je dosaženo tím, že se do něj vrací potřebné množství tepla. Ten je vytvářen zdrojem tepla (kotel, kotelna, tepelné čerpadlo atd.) a transportován nosičem tepla (voda, vzduch, pára atd.) tepelnými trubicemi (potrubí, vzduchovody) ke spotřebiteli (topný spotřebič, vytápěná podlaha, výměník tepla, ohřívač vzduchu atd.). Obecně lze topný systém znázornit následovně – Obr. 1.

Na základě hlavního úkolu otopné soustavy – poskytnout spotřebiteli potřebné množství tepla – můžeme hovořit o účinnosti otopné soustavy. Účinnost lze posoudit podle teploty v místnosti, teploty a tlaku chladicí kapaliny, přítomnosti netěsností a rovnoměrnosti distribuce tepla v celém objektu. Zároveň nás zajímá účinnost topného systému jak při uvádění do provozu, tak při užívání.

Systémy ohřevu vody s nuceným oběhem musí obsahovat následující prvky:

• zdroj tepla (kotel);
• topné zařízení;
• oběhové čerpadlo;
• expanzní nádoba;
• potrubí, armatury a potrubní ventily (ventily, kohouty, odvzdušňovací ventily, pojistné ventily atd.);
• řídicí a měřicí přístroje a automatizační systémy.

Absence některého z těchto prvků činí systém nefunkčním – zcela nebo částečně. Neexistuje žádná expanzní nádrž – nedojde k žádné kompenzaci teplotní expanze chladicí kapaliny, ale objeví se statický tlak. To zase povede k netěsnostem v systému, jeho nestabilnímu provozu a poruchám v automatizaci, pokud nějaká existuje. Pokud není čerpadlo, cirkulace chladicí kapaliny se téměř úplně zastaví, požadované množství tepla se nedostane ke spotřebiteli a zmrzne. Žádný kotel – žádné teplo. Žádné topné zařízení – málo tepla (funkci topných zařízení mohou plnit systémové potrubí).

<strong>Nastavení</strong>

Nastavení je příprava k použití. Synonyma ke slovu úprava: ladění, ladění, oprava, úprava, kontrola, oprava. Antonyma: demontáž, porucha, nehoda.

Topný systém je tedy naplněn a tlakově testován. Nyní je čas začít s nastavováním, tepelným testováním a uvedením do provozu. Před nastavením je třeba provést následující práce:

• byl instalován topný systém;
• byl zkontrolován soulad s projektem;
• systém se propláchne a naplní vodou;
• Hlavní zařízení bylo uvedeno do provozu.

Během procesu uvádění do provozu je třeba provést následující:

• zapněte hlavní zařízení;
• pozorně poslouchejte a pozorně sledujte, co se děje kolem vás – cizí zvuky, vibrace, úniky vody, pach spáleniny, jasné záblesky a mnoho dalšího by vás měly varovat.

Možná je čas odsud utéct? Nebo je nutné otevřít uzavřený ventil u čerpadla? Nebo se po stisknutí tlačítka „On“ nic nezměnilo, protože jste zapomněli zastrčit zástrčku do zásuvky nebo neotevřeli ventil přívodu plynu do kotle?

Situace mohou být různé a abyste byli na cokoli připraveni, musíte nejprve pochopit a představit si strukturu upravovaného topného systému.

• pečlivě zkontrolujte odečty všech dostupných měřicích přístrojů;
• upravovat a regulovat různé okruhy topného systému;
• Nezapomeňte podepsat potvrzení o přijetí.

Obecně lze proces nastavení rozdělit do několika fází, z nichž každá je zodpovědná za nastavení a úpravu konkrétní skupiny systémových uzlů:

• seřízení kotelní jednotky nebo topné stanice;
• hydraulické a tepelné regulace topného systému.

<strong>Hydraulická a tepelná regulace topného systému</strong>

Systémy jsou upraveny tak, aby zajistily distribuci projektovaných průtoků chladicí kapaliny napříč všemi cirkulačními kroužky. Přenos tepla CO lze regulovat dvěma způsoby: kvalitativně a kvantitativně (obr. 2).

Kvalitativní regulace je změna prostupu tepla v důsledku změny teploty chladiva t1 a t2 [°C] a podle toho i teplotní výška topného zařízení Δt [°C].

Kontrola kvality se provádí v kotelně, jednotlivém topném bodě a směšovací jednotce. V kotelně se teplota chladicí kapaliny mění v důsledku změn množství spáleného paliva nebo míchání chladicích kapalin; v uzavřeném okruhu IWP – v důsledku změn průtoku chladicí kapaliny topení; v místě ústředního vytápění s otevřeným schématem připojení topného systému a ve směšovacích jednotkách – směšování přívodního a vratného nosiče tepla.

Kvantitativní regulace je změna přenosu tepla v důsledku změny průtoku chladiva G [kg/h].

Kvantitativní regulace je primárně zaměřena na hydraulickou koordinaci systému, tedy úpravu rozdělení průtoků mezi cirkulačními kroužky.

Nastavení topného systému spočívá v zajištění rovnoměrného ohřevu topného systému a rovnoměrného rozložení chladicí kapaliny. V praxi nastavování a provozu otopných soustav se oba způsoby používají současně.

Začněme tedy sestavovat malý dvoutrubkový topný systém (obr. 3). Naším cílem je zajistit rovnoměrné, požadované rozložení tepla.

Bez regulace topného systému se systém dostane do rovnováhy (tjр₁ = Δр₂ = Δр₃ = р_razreg) a průtok chladicí kapaliny bude distribuován pro něj výhodnějším způsobem a hlavní objem vody půjde cestou nejmenšího odporu. To je vysvětleno skutečností, že tato cesta bude procházet topným zařízením č. 1, tj. G₁ > G₂ (G_1f > G_{1 tr}, G_2f < G_{2 tr}, G_3f < G_{3 tr}).

To zase povede k nerovnoměrnému rozložení přenosu tepla, „přehřívání“ vzduchu v místnosti č. 1 a „nedotápění“ v místnostech č. 2 a 3. Osoba v místnosti č. 1 otevře okna a v místnostech č. 2 a 3 si „natáhne nohy“ při hledání teplého místa.

Nastavení spočívá ve změně průtoku chladicí kapaliny a také odporu cirkulačních kroužků, které měníme zmenšením nebo zvětšením plochy průřezu vyvažovacího ventilu. V našem příkladu je nutné uzavřít ventily č. 1, 2 a 3 tak, aby zvýšený odpor cirkulačního kroužku Δр₁, Aр₂ a Aр₃ vedlo k přerozdělení nákladů na nosič tepla G₁, G₂ и G₃.

V praxi lze hydraulické spojení toků provádět několika způsoby [1–3]:

• postupné přibližování k předem stanovenému průtoku (toto lze také nazvat „metodou pokusů a omylů“ nebo „vědeckou metodou poke“);
• teplota;
• design;
• úměrný;
• náhradní;
• počítač.

Stojí za zmínku, že při nastavování je vhodné použít kombinaci metod s ohledem na vlastnosti instalovaného topného systému.

<strong>Zkušební a chybová metoda</strong>

Tato metoda se plně opírá o individuální intuitivní zkušenost seřizovače a spočívá v zavírání a otevírání regulačních ventilů v naději na seřízení topného systému.

Výsledek úpravy je nejčastěji určen teplotou topných zařízení – měla by být stejná.

• jednoduchost a nízké finanční náklady, nejsou potřeba žádné další technické prostředky;
• tuto metodu může používat každý, není potřeba žádné speciální školení;
• malé systémy lze uspokojivě konfigurovat.

• nepřesnost seřízení;
• Je těžké nastavit velké systémy, vyžaduje to hodně času a vůle (a v případě slabé intuice a malých zkušeností budete muset docela běhat).

Tato metoda se vyznačuje lidovou moudrostí: „Pokud nedosáhne přes hlavu, dostane se přes ruce a nohy.„.

<strong>Způsob úpravy teploty</strong>

Metoda úpravy teploty je podobná metodě pokusu a omylu, lze je dokonce nazvat analogy. Existuje však řada „ale“. Tato metoda je založena na zákonu zachování energie a na přístrojovém měření teploty chladiva na vstupu a výstupu topného zařízení. Metoda je založena na zákonu zachování energie, rovnici pro určení množství tepla:

Při přenosu tepla Q z chladicí kapaliny přes topné zařízení do místnosti teplota chladicí kapaliny t₂ se snižuje. Změna spotřeby G — přenos tepla je regulován.

Tato metoda se používá v poměrně jednoduchých systémech, kde se používají vyvažovací ventily bez armatur.

Pro: dostupnost. Tuto metodu lze použít v situacích, kdy jiné metody nejsou k dispozici. Tato metoda se používá, když má technik omezené zdroje (zařízení, moderní vyvažovací a automatické ventily, „inteligence“ atd.).

Nevýhody: tato metoda je nepřesná, zejména v situacích, kdy je rozdíl teplot chladicí kapaliny nevýznamný. To znamená, že přesnost metody se zvyšuje s rostoucí teplotou venkovního vzduchu. Nesprávné výsledky mohou být způsobeny i nadhodnocením plochy topných zařízení.

<strong>Metoda návrhu (výpočtu).</strong>

Způsob přednastavení ventilů je založen na seřízení na základě výsledků hydraulických výpočtů při návrhu otopných soustav.

Ve skutečnosti se to nejprve provádí během procesu návrhu. V tomto případě projektant propojí cirkulační kroužky při výpočtu průtočné kapacity a seřízení regulačních ventilů.

Výhody: seřizovač potřebuje pouze provést požadovaná nastavení, zkontrolovat průtok chladicí kapaliny a případně tato nastavení upravit.

Nevýhody: změny provedené při instalaci topných systémů se neberou v úvahu a může jich být dost. Instalace je ošemetná věc a velmi často se „názory“ projektanta a instalátora rozcházejí z řady objektivních i neobjektivních důvodů.

<strong>Proporcionální metoda</strong>

Metoda je založena na vzorcích odchylky průtoku v paralelních úsecích systému při regulaci jedné z nich. Z kurzu hydrauliky je známo, že potrubní okruhy mohou být zapojeny paralelně, sériově a rozvětveně. Každý úsek potrubí má specifickou odporovou charakteristiku. S [Pa/(kg/h)2]. V závislosti na způsobu připojení různých potrubí se tyto charakteristiky určitým způsobem sčítají.

Při sériovém zapojení má tato závislost tvar: S=S₁ + S₂, G₁ =G₂. Při paralelním zapojení:

Tlakové ztráty v sekci jsou určeny následující rovnicí:

Je známo, že v paralelně připojených potrubích budou stejné tlakové ztráty. Podle toho pro systém (obr. 3) získáme:

Předpokládá se, že nastavení jednoho z ventilů v okruhu nevede k proporcionální změně parametrů ve zbývajících ventilech okruhu.

Mezi průtoky vody v okruzích systému existuje proporcionální vztah: změna odporu jednoho z ventilů má za následek přerozdělení průtoků při zachování poměru mezi nimi (obr. 3).

Algoritmus pro regulaci topného systému proporcionální metodou:

1. Určete cirkulační kroužky.

2. Vyberte hlavní cirkulační kroužek.

3. Otevřete ventil hlavního cirkulačního kroužku (zatímco mírně zavřete ostatní ventily okruhu). Pokud si nejste jisti, který cirkulační kroužek je hlavní, nechte jej otevřený.

4. Zjistíme stávající poměr mezi stoupačkami nebo poměr mezi skutečnými a návrhovými průtoky ve stoupačkách (okruhech).

5. Najděte stoupačku nebo obvod, vůči kterému budeme regulaci provádět (obvykle se jedná o obvod s nejnižším poměrem G_1f/G_1pr).

6. Poté se pomocí metody postupných aproximací nastaví průtok v okruhu 2 nastavitelným ventilem. G_1f/G_1pr = n = G_2f/G_2pr atd.

7. V konečné fázi upravíme hlavní ventil a nastavíme na něm poměr G_ф/G_пр = 1 a podle zákona proporcionality bude poměr stanoven i ve zbývajících okruzích systému G_1f/G_1pr =G_2f/G_2pr = 1.

Tento způsob řízení se používá ve velkých rozvětvených systémech.

Klady: je možné nastavit složité rozvětvené systémy; možnost rychlých úprav při regulaci návrhovou metodou v případě změn instalovaných systémů oproti návrhu. Nevýhody: přítomnost velkého počtu vyvažovacích ventilů a v důsledku toho zvýšené tlakové ztráty v systému; vícenásobná měření průtoků chladiva v okruzích; potřeba měřicích přístrojů a času.

<strong>Kompenzační způsob úpravy</strong>

Tato metoda je založena na principech hydrauliky diskutovaných v předchozí části (jedná se o vylepšenou proporcionální metodu).

Algoritmus pro nastavení topného systému pomocí kompenzační metody:

1. Vyžaduje se přítomnost alespoň tří osob. Seřizovač 1 bude odpovědný za seřízení hlavního (referenčního) ventilu, seřizovač 2 bude nastavovat ventily systému a řídit v nich průtok, seřizovač 3 seřizuje hlavní ventil, přičemž na hlavním ventilu udržuje zadanou tlakovou ztrátu nebo průtok (kompenzuje přetečení).

2. Na nejvzdálenějším ventilu nastavuje nastavovač 1 následující tlakový rozdíl, například 3 kPa. Zbývající ventily v okruhu nebo v systému jako celku zůstávají otevřené.

3. Seřizovač 3 zavírá vzdálené ventily, dokud není nastaven poměr. G_1f =G_1pr.

4. Seřizovač 2 začne seřizovat ventil jednoho ze sekundárních okruhů a sad G_2f =G_2pr.

5. Regulátor 3 podle pokynů regulátoru 1 kompenzuje výsledné přerozdělení toků a dokud se regulátor 1 nestanoví G_1f =G_1pr.

6. Seřizovač 2 zkontroluje, zda byla v obvodu nastolena rovnost G_2f =G_2pr. Pokud není stanoveno, opakují se kroky 4 a 5.

7. Regulátor 2 začne nastavovat ventil následného sekundárního okruhu a nastavuje na něm průtok. G_3f =G_3pr.

8. Regulátor 3 podle pokynů regulátoru 1 kompenzuje výsledné přerozdělení toků, dokud regulátor 1 nestanoví G_1f =G_1pr.

9. Poté se cyklus opakuje znovu a znovu, dokud není celý systém vyladěn.

Výhody metody: sestavení rozvětvených topných systémů v jednom stupni; minimalizace počtu měření. Jeho nevýhody: je vhodné provádět nastavení ve třech lidech; Jsou zapotřebí dva diferenční tlakoměry.

Závěry

V praxi je vhodné kombinovat uvažované metody seřizování s využitím těch nastavovacích a ovládacích zařízení pro nastavitelné parametry, která jsou k dispozici, a pochopení proporcionality přerozdělení nákladů v nastavitelných úsecích může proces seřizování usnadnit.

Při provozu autonomního topného systému v bytě nebo soukromém domě může dojít k nerovnoměrnému ohřevu radiátorů. K tomuto problému často dochází v implementacích s více smyčkami. Příčinou neefektivního vytápění je nesprávně zvolená konstrukce topného zařízení, dále vznik dopravních zácp, ucpání filtračních vložek nebo bilance CO. Pro zajištění rovnoměrného vytápění místnosti je nutné vyrovnat topný systém.

Proč je nutné hydraulické seřízení?

Hlavním cílem nastavení topného systému je distribuovat chladicí kapalinu rovnoměrně po radiátorech po určitou dobu a nasměrovat teplo do oblastí, kde je nedostatek. Vyrovnání CO je nutné:

• pro rovnoměrné vytápění radiátorů bez ohledu na jejich umístění;
• ekonomický provoz kotlové jednotky.

Není nutné konfigurovat dvoutrubkový topný systém (vytvořený na základě hydraulických výpočtů) krátké délky (až čtyři topná zařízení). Ve všech ostatních případech je úprava tlaku topného systému povinným krokem.

Seznam vybavení

Pro vyvážení topného systému budete muset nakonfigurovat uzavírací a regulační ventily/zařízení:

• Prvky pro měření průtoku chladicí kapaliny.
• Ventily (obtokové/regulační), pracující v ručním nebo automatickém režimu.
• Zařízení pro regulaci tlaku.

Vědět, jak vyvážit topný systém v bytě nebo soukromém domě v souladu s technickými požadavky, bude možné zajistit rovnoměrné vytápění místnosti bez dodatečných nákladů. Seřízení jednotrubkového CO se provádí pomocí ručních vyvažovacích armatur. Pokud má topný systém dvoutrubkové provedení, pak se používají automatické vyvažovací ventily.

Metody a sled akcí při vyvažování OS

Topný systém můžete upravit pomocí následujících metod:

• Podle množství chladicí kapaliny (údaje o průtoku jsou brány v úvahu).
• Podle teploty (platí pro každou topnou jednotku umístěnou v okruhu).

První metoda je relevantní, když má OS potřebné výpočty týkající se průtoku chladicí kapaliny v konkrétním místě v okruhu. Tyto informace jsou považovány za součást projektu. Regulační ventily budou vyžadovány pro každý okruh systému. Je také nutné použít speciální zařízení, které nakonfiguruje OS. Je připojen k vyvažovacím ventilům, které jsou umístěny na zpátečce okruhu. Díky této metodě bude možné zjistit skutečný průtok chladicí kapaliny a upravit jej. Tato metoda je přesná. Mezi nevýhody patří složitost implementace a vysoká cena analyzátoru.

Druhá metoda vám umožní vyrovnat topný systém v soukromém domě při absenci výpočtů OS. K seřízení se používají vyvažovací kohouty. Jsou upevněny na vratném potrubí z každého radiátoru. Používá se také povrchový teploměr, který je určen k měření teploty povrchů topných zařízení.

Vyvažovací procedura se provádí na každé jednotce a na všech okruzích samostatně. Kohoutek se otevře o jednu otáčku. U uzavíracího radiátoru se vyvažovací ventil zcela otevře. Poté se provádí měření teploty na bateriích. Rovnoměrnost ohřevu se nastavuje otáčením ventilů v určitém směru. Tato metoda je snadno proveditelná. Mezi jeho nevýhody patří nízká přesnost vyvážení a doba potřebná k provedení měření.

Existují jiné způsoby, jak upravit tlak v topném systému? Ano, s pomocí škrticích podložek, které jsou instalovány na přívodu nebo zpátečce. Produkty se liší svou průtokovou plochou. Montují se do vnitřního závitu kování.

Pomocí vyvažování je dosaženo správného a efektivního fungování OS. Provádí se po dokončení instalačních prací, po výměně baterií/topných jednotek a také po změně konfigurace OS.