Lovosická 775 P9  190 00   M 607660843            centrotherm@seznam.cz

PROFESSIONAL HEATING

 Vývoj otopných soustav    Tvorba projektových podkladů   Projektujeme vytápění správně ?      Projekt uspoří víc než zateplení ?     Orientační ceny

=CRA=CENTROTHERM a SPOLEČNOST PRO TECHNIKU PROSTŘEDÍ odborná sekce 12 - projektování a inženýrská činnost, doporučují TERMOhydraulické řešení otopných soustav a rozvodných sítí.                                                                  Jak vznikla hodnota Kv ?

 Z čeho vznikla hodnota Kv ?       Panelové domy - renovace       Náprava funkce otop.soustav       Termostatické ventily správně     Návratnost investic

 TERMO-hydraulické řešení sítí   Nová otopná tělesa Slant/Fin   Stáhněte si otopové křivky    Levné projekty vytápění    Převody a pomůcky        HOME

 

Vytápění - projektování - vývoj - výzkum

 Regulaci umožnila až hodnota Kv !
  
Po léta "utajované" odvození průtokového součinitele Kv se neobjevilo v žádné 
   odborné literatuře a po Anglii a Německu bylo proto v roce 1967 provedeno také
   v Čechách, i když nejprve nesmělo být publikováno a už vůbec ne pod hlavičkou  
   budoucí =CRA=. Odvození hodnoty Kv dodnes většinou neznají ani odborní dealeři  
   renomovaných zahraničních firem přednášející na seminářích o regulační technice,   
   a tak se s námi podívejte z čeho hodnota Kv vlastně vznikla a jak je to jednoduché: 


                                                                 (1)
základní vztah pro tlakovou ztrátu v potrubí


    kde:  
Dp(t1) je tlaková ztráta (Pa) při průtoku vody o teplotě t1.
            
l        je součinitel tření (-) pro základní druhy proudění vody o teplotě t1 v průměru d.
             w       je rychlost proudění vody (m/s) o teplotě t1.
            
r         je měrná hmotnost vody (kg/m3) o teplotě t1.
             l        je délka potrubí (m).
             dv      je vnitřní průměr potrubí (m).
   
   Aby odvození hodnoty Kv mohlo získat fyzikální platnost, musí vztah (1) pracovat 
   s rychlostmi proudění vody w, při kterých se součinitel tření
l v závislosti na Reynoldsově 
   čísle prakticky již nemění. Této podmínce vyhovuje pouze oblast hydraulicky drsného 
   turbulentního proudění, vymezená tzv.Blasiovou křivkou, takže hodnota Kv v oblasti 
   přechodového (nebo dokonce laminárního) proudění vody neplatí, nemůže být používána 
   a je potřebné, aby rychlost proudění vody byla co nejvyšší. I tato podmínka je v případě 
   regulačních armatur většinou splněna a pro dva různé stavy proudění vody lze zavést vztah (2):


                                                                       (2) tlakové ztráty při různých stavech proudění. 


   Ve vztazích (1) a (2) lze různé rychlosti proudění vody w1 a w2  jednoduše vyjádřit objemovým 
   průtokem Q (m3/s) a upravený vztah (2) získá tvar:



                                                                           =                                                               




   Jednoduchým krácením upraveného vztahu (2) pro objemové průtoky Q1 a Q2 v libovolných 
   jednotkách pak vyjde:


                                                                        (3) kde rychlosti byly nahrazeny průtoky. 



   Ze vztahu (3) je zřejmé, že nová tlaková ztráta
Dp2 při průtoku Q2 se získá vynásobením původní 
   tlakové ztráty
Dp1 poměrem kvadrátů nového objemového průtoku Q2 a původního objemového 
   průtoku Q1. Teď už stačí jen označit původní tlakovou ztrátu za jednotkovou (
Dp1 = 1) a průtočné 
   množství vody Q1 laboratorně změřit při jednotkové tlakové ztrátě, např.
Dp1 = 1 bar. 
   Takto naměřené objemové množství vody Q1 (m3/h) bylo nazváno Cv a později Kv. 
  
Laboratorní dosažení stálého tlaku
Dp1 = 1 bar je v průběhu měření poměrně snadné, protože jej 
   lze zajistit hydrostatickou výškou. Nesnadné je ale po celou dobu měření udržovat stálou teplotu 
   vody, která ovlivňuje měrnou hmotnost i tlakovou ztrátu přívodního potrubí k testované armatuře. 
   Aby výsledky měření z různých laboratoří při nestejných teplotách vody mohly být korektní, 
   přepočítává se naměřený průtok na jednotnou měrnou hmotnost vody
r (t1) = 1000 kg/m3.
   Matematicky a laboratorně vynucené používání jednotky 1 bar je pro praktické výpočty v oboru 
   vytápění nešikovné a proto se ke vztahu (3) přidává ještě přepočet na Pa.
   Dosadíme-li do vztahu (3) 
   za
Dp1(t1) jedničku (tj. 1 bar) 
   za Q1(t1) laboratorně naměřený objemový průtok vody  m3/h, který jsme nazvali Kv 
   za
r (t1)   měrnou hmotnost vody 1000 kg/m3, získá vztah (3) tvar, který už všichni známe:


                                                    (4)  Výpočet tlakové ztráty (Pa) pomocí hodnoty Kv 


   kde:  
Dp      je tlaková ztráta armatury (Pa) při pracovní teplotě vody t°C a při průtoku Qt.
            Qt       je pracovní průtok vody (m3/h) při pracovní teplotě t°C.
            Kv       je průtokový součinitel (m3/h) při
Dp = 100 000 Pa (1 bar) a při r = 1000 kg/m3.
           
r        je měrná hmotnost vody při pracovní teplotě t°C.
            1000   je měrná hmotnost vody, pro kterou byla korigována naměřená hodnota Kv.

 

 

 

 

 

 

 Původně se měřily hodnoty Kv pouze při plně otevřených
 regulačních armaturách, které se pro zajištění funkčního
 vztahu mezi zdvihem kuželky a odpovídající hodnotou Kv
 vyráběly s matematicky předdefinovanou průtokovou
 charakteristikou (například ekviprocentní 4%):


















 
Pro určování průtočného množství vody v závislosti na zdvihu
 kuželky byly publikovány grafy, ve kterých relativní průtočné
 množství Qo/Qo100 je vlastně poměrem průtoku k hodnotě Kv
 plně otevřeného regulačního ventilu, která byla později nazvána
 Kvs.
 Podíl tlakové ztráty vlastního ventilu na tlakové ztrátě celého
 regulovaného okruhu i s potrubím, byl nazván autoritou.
 Autorita a = 1 tedy znamená, že regulovaný okruh neobsahuje
 žádné potrubí a veškerý dynamický tlak působí pouze na
 regulační armaturu, zatímco a = 0,1 znamená, že 90% hnací
 energie čerpadla se při maximálním požadovaném průtoku
 vody spotřebuje jako tlaková ztráta potrubí.
 Protože cílem regulačního procesu je linearizovat vztah mezi
 okamžitou řídicí a řízenou veličinou, byly pro obor vytápění
 odvozeny doporučené hodnoty hydraulické autority regulačních
 armatur s různou průtočnou charakteristikou, podle kterých
 se regulační armatury s předdefinovanou charakteristikou
 navrhují dodnes, ale bez znalosti mezních požadavků na
 regulaci tepelného výkonu vytápění.Ty jsou pro každý stavební
 objekt i pro každý druh spotřebičů tepla odlišné (zatímco
 pravidla pro navrhování akčních prvků regulace jsou stejná),
 a proto se "inteligentní regulace" v dosažených úsporách tepla
 často i výrazně rozchází s teoretickými předpoklady.
 Plně zde platí známé pravidlo, že v oboru vytápění je jakékoliv
 unifikované nebo typové řešení vždy nesprávné a nelze z něho
 získat maximum dosažitelných výsledků.
 
Termohydraulické řešení otopných soustav představuje
 obrácený přístup k navrhování akčních prvků regulace i
 vyvažovacích armatur v oboru vytápění a také radiátorových
 armatur, které v dynamických otopných soustavách plní
 funkci akčních prvků lokální kvantitativní regulace. V roce
 1981 byl v předstihu před výrobci regulační techniky zaveden
 do projektové praxe výpočet provozního seřízení radiátorových
 armatur pomocí funkčního průběhu hodnot Kv a nové řešení
 pokročilo i v oblastech, které v klasickém projektování zůstaly
 dodnes nevyřešeny.
 Jak hydraulické vyvažování, tak i všechny regulační procesy
 ve vytápění, potřebují především pracovat s průtoky média,
 které skutečně odpovídají požadovanému přenosu tepla  a
 nemohou být určovány pouze z předpokládaných hodnot, jak
 to činí klasické projektování. Minimální a maximální průtoky
 média musejí ležet uvnitř proporcionálního pásma regulačních
 i vyvažovacích prvků a tyto prvky proto nemohou být
 navrhovány bez znalostí minimálních a maximálních
 požadavků na regulaci tepelného výkonu, jako při klasickém
 projektování. Řízenou veličinou regulačních i vyvažovacích
 armatur ve vytápění tedy musí být korigovaný průtok média,
 který požadovaný přenos tepla skutečně zajistí.

 Řídicí veličinou regulačních armatur je teplota. Ekonomické
 vytápění proto nemůže být řešeno bez znalosti hodnot řídicích
 teplot, na které je potřebné seřídit teplotní čidla.
 
Klasický projekt by měl být cca 7x levnější než projekt
 termohydraulický a přesto tomu tak není !

 
Termohydraulické řešení lze dnes pořídit v ceně klasického.

 

 ORIGINAL=CRA=SOFTWARE

 
 Otopné soustavy jsou termické a nikoliv hydraulické.Kvantitativní výkonová regulace je proto pouze nepřímá, zprostředkovaná změnou protékajícího
 množství teplonosné látky. Při změnách průtoku studené vody ve vytápění neregulujeme NIC. Regulované nebo vyvažované množství teplonosné
 látky proto musí splňovat
základní energetickou bilanci přenosu tepla médiem , kterou poprvé v historii projektování otopných soustav splňuje až
 termohydraulika. Jde o revoluční změnu v účinnosti všech regulačních procesů, které jsou jediným prostředkem k dosažení skutečných úspor tepla
 ve vytápění.

 představuje nové řešení regulačních procesů ve vytápění.

Související témata ke kvantitativní výkonové regulaci , hydraulické stabilitě a k vyvažování otopných soustav: CO NEUMÍME SPOČÍTAT,TOMU NEROZUMÍME
KLASICKÝ KOMERČNÍ SOFTWARE VYTÁPĚNÍ NEUMÍ
, protože v návrhových výpočtech regulačních procesů s teplem nepracuje.

=CRA=DELTA Research Thermohydraulic