Šildymo sistema

Nelengva pasiekti, kad pastatuose būtų sunaudojama mažai energijos. Jei norime mažų sąskaitų už šildymą, turime užtikrinti, kad šildymo sistemos komponentai veiktų kartu. Mažo energijos sunaudojimo užtikrinimo priemonė yra tinkamas šildymo sistemos subalansavimas, šiame straipsnyje paaiškinsime, kaip naujas „Danfoss“ Dynamic Valve™ RA-DV tipo vožtuvas ir naujas „Grundfos MAGNA3“ siurblys su greičio valdymu puikiai kartu tai pasiekia.

Pirmiausia pažiūrėsime, kaip galime iš dalies kompensuoti pokyčius ir kodėl reikalavimas subalansuoti šildymo sistemą reiškia tai, kad mes turime reguliuoti srautą; norėdami tai pasiekti, turime taip pat reguliuoti slėgio perkrytį vožtuvuose.

Parodysime, kaip tai galima padaryti naudojant „Danfoss“ Dynamic Valve™ RA-DV tipo vožtuvą kartu su „Grundfos MAGNA3“ siurbliu su kintamo greičio valdymu, imdami kaip pavyzdį įrenginius Fredericia, Danijoje, kur 60 butų 10 aukštų pastate šildymas tiekiamas iš sistemos, kurią sudaro du „Grundfos MAGNA3“ siurbliai, veikiantys dviejuose maišymo mazguose, kurių kiekvienas tiekia šilumą 10 pakėlimo vamzdžių ir kurių kiekviename yra sumontuoti „Danfoss“ MSV tipo rankinio balansavimo vožtuvai. Šis įrengimas parodė, kad naudojant kartu kontroliuojamo greičio „Grundfos MAGNA3“ siurblį su greičio valdymu ir „Danfoss“ Dynamic Valve™ RA-DV tipo vožtuvą, užtikrinamas sklandus šildymo sistemos veikimas.

Šildymo sistemas reikia tinkamai suderinti, kad būtų užtikrintas patogumas ir mažiausios galimos eksploatavimo išlaidos. Anksčiau derinimas buvo sudėtingas darbas – reikėjo daug įvairių vožtuvų ir matavimo įrankių, kad būtų tinkamai suderinta.

Šiandien numatytą srautą galima lengvai nustatyti kiekviename radiatoriuje ir siurblio nustatymo taške, naudojant naują įrankį „Danfoss dP tool™“ (slėgio perkryčiui matuoti) kartu su „Grundfos GO“ (suteikiančiu mobiliąją prieigą prie „Grundfos“ internetinių priemonių). Tai ne tik užtikrina siurblio optimizavimą ir mažiausią energijos vartojimą, bet ir žymiai sumažina derinimo trukmę.

Nevienodą šilumos pasiskirstymą tarp prietaisų – atskirų radiatorių arba butų – šildymo sistemoje vadiname balansavimo problema. Šildymo sistema yra subalansuota, kai užtikrinamas vienodas karšto vandens pasiskirstymas ir tuo pačiu maksimalus patogumas minimaliomis eksploatavimo sąnaudomis

Kitaip tariant, šildymo sistema yra subalansuota, kai srautas visoje sistemoje atitinka srauto greitį, kuris buvo nurodytas sistemos projekte. Tai yra pagrindinė daugelio dviejų vamzdžių sistemų problema.

Pirmiausia pažvelkite į bendrą dviejų vamzdžių šildymo sistemų eksploatavimo problemą. Dešinėje pateiktame apkrovos profilyje parodyta, kaip apkrova keičiasi šildymo sezono metu Europoje. Tik 420 valandų iš 7 000 šildymo valandų mums reikia 100 % mūsų šildymo sistemos pajėgumo. 

Norėdami kompensuoti apkrovos pokyčius, savo sistemose ant kiekvieno radiatoriaus įrengiame termostatinius vožtuvus. Termostatas sumažina srauto pratekėjimą per atskirus radiatorius ir užtikrina, kad būtų palaikoma reikiama kambario temperatūra.

Kadangi slėgio nuostoliai padidėja srauto kvadratu, slėgio perkrytis pirmo radiatoriaus vožtuvuose yra daug didesnis, nei jis yra pas paskutinį vartotoją, kaip parodyta toliau paveikslėlyje. 

Skirtingiems radiatoriams reikalingas nevienodas srautas, kad būtų įšildyta atitinkama patalpa, kiekviename radiatoriaus vožtuve galima iš anksto nustatyti maksimalų srautą. Standartinio radiatoriaus vožtuvo išankstinis nustatymas parodytas toliau grafike. Išankstinį nustatymą galima reguliuoti nuo 1 iki 7 ir galiausiai nustatyti į N padėtį, kuri reiškia visiškai atidarytą vožtuvą.

Kai šildymo sistemoje įrengtas pastovaus greičio siurblys, tiekiamas slėgio perkrytis labai skirsis, kaip parodyta toliau paveikslėlyje. Kai srautas sumažinamas, delta P atskirame vožtuve padidėja. Minėtame pavyzdyje reikalingas srautas esant maksimaliai apkrovai yra 37 l/val. Bet kai slėgio perkrytis padidėja (+0,2 baro), srautas padidėja, kaip parodyta iki 62 l/val. = 67 %. 

Galima daryti išvadą, kad norėdami pasiekti numatytą srautą, turime taip pat reguliuoti slėgio perkrytį vožtuvuose. Dabar parodysime, kaip tai atliekama.

Pagrindinė problema yra ta, kad šildymo sistemos dažnai montuojamos ir projektuojamos taip, kad atitiktų blogiausio scenarijaus reikalavimus, t. y. kai lauko temperatūra yra ypač žema. Bet kadangi tokia temperatūra būna tik kelis kartus per metus (jeigu apskritai būna), likusį laikotarpį sistema veiks per dideliu pajėgumu. Tai paprastai lemia per dideles energijos išlaidas.

Šalia pateiktas šildymo sistemos statinio derinimo su dinaminiais reikalavimais pavyzdys iš Fredericia, Danijoje, kur 60 butų 10 aukštų pastate šildymas tiekiamas iš sistemos, kurią sudaro du „Grundfos MAGNA3“ siurbliai, veikiantys dviejuose maišymo mazguose, kurių kiekvienas tiekia šilumą 10 pakėlimo vamzdžių ir kuriuose sumontuoti 273 RA-N DN 10 radiatorių vožtuvų ir „Danfoss“ MSV rankinių balansavimo vožtuvų. Pastatas buvo pastatytas 1972 metais, 1985 metais renovuotas, t. y. pakeisti langai ir atnaujintas fasadas. 

Dabar apžvelgsime, kaip sistema veikia su rankiniais balansavimo vožtuvais ir rankiniais radiatorių vožtuvais, turinčiais išankstinio nustatymo funkciją. Vėliau atliekamas tas pats bandymas, bet šįkart su dinaminiais vožtuvais. Bandymas atliekamas ne tik su pilna apkrova, bet ir su daline apkrova.

Tuo pačiu metu slėgio perkrytis buvo išmatuotas tolimiausiame radiatoriuje, kad būtų įsitikinta, jog yra pakankamai slėgio numatytam srautui tolimiausiame radiatoriuje pasiekti. Šiuo atveju tai yra 10 kPa ir numatomas srautas yra 30 l/val., taigi išankstinis radiatorių vožtuvo nustatymas bus 2,5.

Bandymo metu nustatėme siurblio valdymo režimą, pirmiausia – proporcinio slėgio režimą, o po to – pastovaus slėgio režimą.

Vėliau mes pridėjome naują „Danfoss“ Dynamic Valve™ RA-DV tipo vožtuvą kartu su nauju reguliuojamo greičio siurbliu „Grundfos MAGNA3“.

Siurblį MAGNA3 galima nustatyti proporcinio slėgio režime, todėl siurblys galės sumažinti tiekiamą slėgio perkrytį mažėjant srautui. Žr. toliau kairėje pateikiamą lentelę.

Nors siurblys MAGNA3 sumažina tiekiamą slėgio perkrytį, esant dalinei apkrovai vis tiek bus delta P perteklius radiatorių vožtuvuose*, kaip parodyta toliau lentelėje. Pagrindinė problema yra ta, kad nors reguliuojamo greičio siurbliai ir padeda, bet jie negali išlaikyti stabilaus slėgio perkryčio; šią problemą išsprendžia nuo slėgio nepriklausomi vožtuvai. 

*Tarkime, šildymo sistema yra tradicinė dažnai naudojama sistema. Jeigu taip nėra ir sistema yra vienodai padalinta į dvi paralelines sistemas, optimalus valdymo režimas bus pastovaus slėgio režimas.

Taigi tai rodo, kad naudojant rankinius radiatorių vožtuvus ir esant 50 % dalinei apkrovai, radiatoriuose slėgis padidės (17,1– 7,8) = 9,3 kPa. Ką tai reiškia, esant srauto perviršio rizikai, galima matyti toliau pateiktame paveikslėlyje.

Kai slėgio perkrytis padidėja nuo 7,8 kPa iki 17,1 kPa, srautas padidėja nuo 80 iki 132 l/val., tuo tarpu dinaminis vožtuvas palaiko pastovų srautą. 

Padidėjusi delta P, esant dalinei apkrovai, sukurs srauto perviršį ir padidins sąskaitą už šildymą, tai rodo, kad reikia tinkamai reguliuoti delta P. 

Naudojant „Danfoss“ „Dynamic Valve™ “ RA-DV tipo vožtuvą, srautas išlaikomas pastovus, netgi kai delta P kinta. RADV vožtuve esantis slėgio perkryčio reguliatorius palaiko pastovų slėgio perkrytį reguliuojančiame vožtuve, o tai reiškia nustatyto srauto RA-DV vožtuve palaikymą. Tai parodyta toliau grafike. 

Taigi atsakymas į papildomos delta P problemą yra reguliuojamo greičio, pavyzdžiui, „Grundfos MAGNA3“ siurblio ir „Danfoss“ Dynamic Valve™ RA-DV tipo vožtuvo naudojimas, kurie kartu užtikrina sklandų šildymo sistemos veikimą, tai patvirtina anksčiau minėtas Fredericia sistemos pavyzdys. Ši sistema jau veikia vienerius metus, galime matyti, kad siurblio veikimo išlaidos sumažėjo maždaug 57 % arba 980 kWh/metus.

Jeigu siurblys optimaliai veikia, užtikrinamas mažiausias galimas energijos vartojimas. Siurblio optimizavimas kartu su proporcinio slėgio valdymu galimas tik su automatinio balansavimo vož- tuvais. Suderinti yra lengva naudojant naują įrankį „Danfoss dP tool™“ (slėgio perkryčiui matuoti) kartu su „Grundfos GO“ (suteikiančiu mobiliąją prieigą prie „Grundfos“ internetinių priemonių). Tai užtikrina siurblio optimizavimą ir mažiausią energijos vartojimą.

„Danfoss dP tool™“ – tai ypač naudingas, paprastas ir unikalus įrankis, naudojamas sistemai derinti, juo išmatuojamas galimas slėgio perkrytis. Jis montuojamas ant kritinio vožtuvo, kur slėgio perkrytis yra mažiausias. Veikiant visos apkrovos režimu delta P turi būti 10 kPa. Jeigu slėgio perkrytis yra ma- žesnis arba didesnis nei šis nustatymas, jis reguliuojamas siurbliu MAGNA3. Nustatymas yra susijęs su siurblio paduodamu slėgio perkryčiu. Atkreipkite dėmesį, kad ši vertė visada bus didesnė, nei išmatuota kritiniame vožtuve, nes sistemoje slėgio perkrytis mažėja.

„Grundfos GO“ – tai mobiliosios priemonės profesionaliems naudotojams. Tai visapusiškiausia mobiliojo siurblio valdymo ir parinkimo platforma, įskaitant dydžio nustatymą, pakeitimą ir dokumentavimą, ją galima parsisiųsti į bet kurį „iOs“ arba „Android“ įrenginį.

Atlikę šiuos veiksmus, užtikrinsite, kad energijos sistema yra tinkamai suderinta, ne tik esant projektinėms srauto sąlygoms, bet ir dalinės apkrovos sąlygoms. Tai lems mažiausią galimą energijos sunaudojimą visoje šildymo sistemoje. 

Pranašesnėms šildymo sistemoms reikalingas kruopštus suderinimas, kai norima mažiausių galimų sąskaitų už energiją. Dabar tai galima pasiekti naudojant naują ir šiuolaikišką „Danfoss“ Dynamic Valve™ RA-DV tipo vožtuvą kartu su reguliuojamo greičio „Grundfos MAGNA3“ siurbliu. Konkrečiu atveju Fredericia, Danijoje, sutaupoma ne mažiau kaip 12 % šildymo sąskaitų sumos. Tai galima pasiekti tik naudojant kartu „Danfoss“ dinaminį vožtuvą ir naują siurblį „Grundfos MAGNA3“. 

Šildymo sistemas reikia tinkamai suderinti, kad būtų užtikrintas patogumas ir mažiausios galimos eksploatavimo išlaidos. Anksčiau derinimas buvo sudėtingas darbas – reikėjo daug įvairių vožtuvų ir matavimo įrankių, kad būtų tinkamai suderinta. 

Šiandien numatytą srautą galima lengvai nustatyti kiekviename radiatoriuje, o siurblio parametrus nustatyti naudojant „Danfoss dP tool™“ ir „Grundfos GO“ įrankius. Tai ne tik užtikrina optimalų veikimą, bet ir žymiai sumažina derinimo trukmę.

Taigi, Jums, kaip konsultavimo inžinieriui, yra daugybė priežasčių siekti taupyti energiją, ko nori daugybė būsto asociacijų.