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 sítí.                                                 TERMOhydraulika pro 21.století.

 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

 

                                                                  Průměrné tepelné zisky:   40% potřeby tepla pro vytápění
                               Průměrné úspory tepla regulační technikou:    12% potřeby tepla pro vytápění
  Při klasickém projektování
chybí úspory regulační technikou:   28% potřeby tepla pro vytápění
 
Existuje způsob projektování, kterým lze při zachování vnitřní teploty místností regulační technikou 
  uspořit veškeré teplo z tepelných zisků. Dostal název
TERMOhydraulika.
                                                          
=CRA=CENTROTHERM
     
                                                          seriál
   Aktivní úspory tepla termohydraulickým řešením pro 21. století
      I. díl - Úvod    J.V.Ráž, Dis.
    
II. díl - Příčiny poruchových stavů a hlučnosti v dynamických otopných soustavách   Ing.J. Matějček, CSc
   
III. díl - Zkušenosti z regulace tepelného výkonu dynamických otopných soustav   Ing.V. Mũller
   
IV. díl - Měření parametrů stávajících otopných soustav  
Ing.V. Galád
    
V. díl - Princip termohydraulického řešení dynamických soustav   J.V.Ráž, Dis.
   
VI. díl - Význam a začlenění aktivních úspor tepla J.V.Ráž, Dis.
  
VII. díl - Funkce a úspornost dynamických otopných soustav J.V.Ráž, Dis.
 
VIII. díl - Porovnání výsledků 
J.V.Ráž, Dis.
   
IX. díl - Přínos TH pro kvantitativní regulaci  
J.V.Ráž, Dis.  
    
X. díl - Přínos TH pro kvalitativní regulaci   J.V.Ráž, Dis.
   
XI. díl - Ekonomické řešení soustav po zateplení budov 
J.V.Ráž, Dis.
  
XII. díl - Přínos TH pro vyvažování soustav a sítí   J.V.Ráž, Dis.
                                                                                                                                                                                                       

  Co se do seriálu na TZB-info nevešlo
  XIII. díl - Proč se vůbec dynamické otopné soustavy projektují ?  J.V.Ráž, Dis.
 
XIV. díl - Termické vyvážení - světová novinka  J.V.Ráž, Dis.
  
XV. díl - Vliv hydraulické stability na funkci otopných soustav    J.V.Ráž, Dis.               
 
XVI. díl - Termohydraulický výpočet kvalitativní regulace    J.V.Ráž, Dis.
 

 

 

 

 

 

 

Vytápění - projektování - vývoj - výzkum

Aktivní úspory tepla termohydraulickým řešením pro 21. století
I. díl - Úvod
J.
V.Ráž, Dis.

Připravili jsme pro vás sérii článků, kterými chceme ukázat možnosti podstatného zvýšení úspor tepla při vytápění budov a při provozu tepelných zařízení.
Naší snahou bylo hledání souvislostí a vztahů, kterými bychom mohli vysvětlit chování dynamických otopných soustav v reálném provozu a „záhadný“ rozdíl mezi  předpokládanými a reálnými úsporami tepla regulační technikou.
Protože algoritmy klasického projektování reálné chování dynamických soustav nepopisují, není úplné pochopení funkčních principů dynamických soustav triviální a nijak snadné.
V oboru vytápění pak pochopitelně existují tendence, zjednodušovat řešení předdefinovanými pojmy, doporučeními a závěry, zakotvenými v seminárních přednáškách i v legislativě. Tyto definice a závěry však vycházejí pouze z „hydraulického“ a nikoliv z úplného pohledu na fungování dynamických soustav a proto často nejsou úplné, nebo fyzikálně správné. Výsledkem jsou pak známé problémy (nedotápění koncových bodů, hlučnost, atd.) a „nevysvětlitelně“ nízká celková účinnost regulační techniky (10% až 15% úspor tepla oproti cca 40% tepelných zisků).
Nesnažíme se vnucovat naše zkušenosti, naše výsledky jsou však dobrou zprávou pro ty, kteří chtějí mít nehlučné a dobře fungující vytápění s podstatně vyššími úsporami tepla regulační technikou.

Chceme ukázat, kam pokročilo současné řešení oboru vytápění a jak lze vyrábět, distribuovat  a regulovat spotřebu tepelné energie mnohem levněji. Úspory tepla jsou hlavní součástí globální enviromentální strategie a proto chceme poskytnout informace a pomoc nejen investorům a provozovatelům tepelných zařízení, ale i projektantům a všem zájemcům o moderní komplexní řešení výroby, distribuce a racionální spotřeby tepla.

Působíme v oblasti AKTIVNÍCH ÚSPOR TEPLA, která si vyžádala celkové přehodnocení pohledu na funkci dynamických otopných soustav, ve kterých se pracovní hydraulické poměry neřídí projektovaným seřízením hydraulických odporů zanedbávajícím přenos tepla, ale právě teplotami, jako řídicími veličinami všech regulačních procesů.
Než jsme si dovolili odborné i laické veřejnosti předložit zcela odlišný princip řešení dynamických otopných soustav, prošlo toto řešení oponenturou řady významných odborníků a nejpřísnějšími praktickými zkouškami při aplikacích na konkrétních projektech reálných otopných soustav v létech 1994 – 2008.
Dlouhodobý vývoj ukázal, že nedostatečná účinnost regulační techniky ve vytápění spočívá v neřešení vztahů mezi řídicími a řízenými veličinami regulačních procesů a klasické, pouze hydraulické, řešení oboru je pro plnou transformaci teplených zisků do úspor tepla nedostatečné. Nízké úspory tepla nejsou tedy  výsledkem „chybné“ práce projektantů nebo montážních firem, ale spočívají ve skutečnosti, že pro navrhování a praktické seřizování dynamických soustav používáme metody, vyvinuté pro soustavy statické.
Pro oživení si připomeňme, že úspory tepla jsou vždy vztaženy k zachování vnitřní teploty vytápěných místností  a „úsporou tepla“ proto není snížení energetických nároků na vytápění, spojené s poklesem této vnitřní teploty. Tuto zdánlivou maličkost připomínáme proto, že do vykazovaných „úspor tepla“  v úrovni 25% - 30% byly v minulosti zahrnovány případy, kdy se po instalaci regulační techniky snížily vnitřní teploty místností z původních 24°C na 20°C. Pokud naše úvahy hodně zjednodušíme, pak z vykazovaných „úspor“ připadalo na skutečné úspory tepla regulační technikou 25%-(4x6%) = 1% až 6% tepla, potřebného k vytápění. Tyto výsledky byly pro odborníky zklamáním, protože ani zdaleka neodpovídaly tepelným ziskům z oslunění, vaření, koupání, provozu elektrospotřebičů a pobytu osob, které podle seriózních studií i podle měření, dosahují hodnot až 40% potřeby tepla na vytápění.
Údajům těchto studií a měření pak neodpovídají ani v současnosti nově uváděné „úspory tepla“ regulační technikou, v hodnotách 10% - 15%, které jsou navíc spojeny s omezováním nebo i přerušováním vytápění a  ve snaze o reálné úspory tepla při klasickém řešení tedy stále ještě 25% až 30% úspor chybí.

Tyto skutečnosti a závěr, že klasické řešení oboru vytápění není schopno vytěžit adekvátní úspory tepla z tepelných zisků, sehrály svou roli i při finálním rozhodnutí o celkovém řešení energetické situace pasivními prostředky, tedy i značně nákladným zateplováním budov. Bylo to rozhodnutí správné, protože tím zůstala otevřená cesta ke konečnému dořešení a praktickému vyzkoušení podstatně složitějších AKTIVNÍCH ÚSPOR TEPLA, o které se v počátcích aplikací regulační techniky neúspěšně pokusili významní němečtí odborníci prof. H Esdorn a A.Ritter.
Chcete-li, sledujte s námi rozluštění tajemství úspor tepla, přínosné tentokrát jak pro jeho výrobce, tak pro distributory i finální spotřebitele. Je jisté, že lze psát rovnici úspory = regulace, ale to samo by nestačilo.

Ve vytápění pracujeme s kombinovanou regulací tepelného výkonu, která vyžaduje zkoordinovanou činnost obou hlavních složek, přičemž složka kvantitativní regulace pracuje s multivalentní vnitřní teplotou vzduchu vytápěných místností a složka kvalitativní regulace většinou s vnější teplotou.

Před nástupem termostatických ventilů jsme snímali střední teplotu topné vody, nebo přívodní teplotu  a  pokles teploty vratné vody byl signálem, že soustava trpí nedostatkem tepla. Radiátorová regulační technika nám poklesem teploty vratné vody může signalizovat obojí – buď nedostatek výkonu zdroje, nebo naopak jeho přebytek, projevující se poklesem vratné teploty při snižování průtoku. Jediné, co korigujeme, je tedy teplota přívodní vody a chceme-li zabránit nadměrné výrobě tepla ve zdroji, musíme přesně vědět, jakou okamžitou kvalitu (teplotu) má topná voda vystupující ze zdroje mít. Tu ale neznáme, protože by se do ní při klasicky určeném průtoku musela promítnout řada vlivů, které při klasickém projektování neřešíme, stejně jako přesně neurčujeme individuální otopovou křivku a předdefinované křivky v literatuře většinou platí pro imaginární místnost volně plující ve vzduchu a nepřihlíží ke konkrétní stavební dispozici objektu.
Na scénu proto vstoupila „inteligentní regulace“, která sice ví jaký je okamžitý poměr mezi vyráběnou tepelnou energií a cílovou dosaženou teplotou vytápěných místností, ale neví, jaký tento poměr má správně být, protože nedokáže vyhodnotit a zpracovat všechny vlivy, které na zjištěný okamžitý stav působí. Je v situaci lékaře, který sice ví kolik má pacient červených krvinek, ale neví, kolik jich má mít. Nedokáže také změnit případné chybné výkonové charakteristiky svých akčních prvků, kterými se celý regulační proces fyzicky realizuje a které většinou chybné jsou, protože byly určeny na základě čistě hydraulických výpočtů, bez přihlédnutí k požadovanému přenosu a k regulaci vlastního tepla. Naskýtá se proto otázka, jak vůbec můžeme správně navrhovat akční prvky regulace pracující s průtokem teplonosné látky, když v klasickém projektování neznáme maximální a minimální požadavky na přenos tepla od zdroje ke spotřebičům, ani jaké fyzikálně správné průtoky těmto požadavkům odpovídají. Při klasickém projektování proto nemůžeme zaručit, že požadavky na regulační rozsah akčních prvků regulace nevybočí z jejich proporcionálního pásma, tj. z mezí pracovního zdvihu jejich kuželky. „Inteligence“ i té nejsofistikovanější regulace spočívá pouze v optimalizaci zdvihu kuželky akčního prvku, ale končí tam, kde požadavky na zajištění vztahů mezi řídicími a řízenými veličinami neleží uvnitř pracovního rozsahu zdvihů kuželek akčních prvků.

Ještě závažnější situace nastává u termostatických prvků na prahu spotřebičů tepla. Vypočtené tlakové ztráty celé otopné soustavy jsou platné pro hodnoty průtokových součinitelů Kv, vztažené k jedinému zdvihu kuželky termostatických ventilů, který ale klasickým projektováním neumíme zajistit a proto jej ponecháváme na libovůli uživatele. Jenže zdvih kuželek TRV ovlivňuje tlakové ztráty soustav řádově více, než projektované nastavení tzv. „druhé regulace“. Jestliže snížení zdvihů kuželek odpovídající teplotnímu rozdílu 1K (cca o 0,25 mm) změní projektované tlakové ztráty celé otopné soustavy ze 100% na 584%   a přitom zdvih kuželky není projektováním oboru vůbec řešen, můžeme se právem ptát, jaké garance správné funkce klasický projekt investorovi vlastně poskytuje.

Zveme vás k seriálu článků, který se chce věnovat těmto a dalším otázkám projektování a provozu otopných zařízení, nikoliv však kriticky. Nemohli jsme tato témata otevřít dříve, než byly k dispozici praxí dokonale prověřené nástroje pro optimistický postoj k řešení úspor tepla při vytápění budov. Zveme vás       k seriálu pozitivnímu, který tématicky pokrývá celou oblast zásobování teplem, kde se pracuje s přenosem tepla teplonosnou látkou a kde se požaduje, aby regulační technika přeměnila veškeré tepelné zisky na úspory tepla. Přejeme si, aby nové pohledy nebyly konfrontační ve vztahu k práci našich kolegů, bez jejichž poctivé práce by nová řešení nemohla vzniknout.

II. díl - Příčiny poruchových stavů a hlučnosti v dynamických otopných soustavách

Moderní technologie výroby tepla a zateplování budov se zabývají pasivními úsporami tepelné energie, charakterizovanými vysokými
pořizovacími náklady a lokálním efektem pro konkrétní otopnou soustavu. O tom, kolik tepla budeme muset v jakékoliv otopné
 soustavě vyrábět rozhoduje způsob, jak efektivně dokážeme nevratně vyrobenou energii pro vytápění využít.
 Potřebujeme levné opatření, působící celoplošně a hned.
Výzkum a vývoj jsme proto zaměřili na AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA, působící  ve všech otopných soustavách, bez ohledu
na tepelný zdroj nebo druh stavebního objektu a na aktuální stav jeho zateplení.
Zatímco zateplováním budov ušetříme s vysokými náklady přibližně 50% při návratnosti finančních nákladů cca 30 let, nový způsob
projektování a zpracování vyrobené tepelné energie regulační technikou může přinášet až 40% úspor tepla při návratnosti cca 8 měsíců.
AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA řeší minimalizaci vyráběné tepelné energie a  její co nejefektivnější využití
nově řešenými regulačními procesy.