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.            Proč se dynamické otopné soustavy projektují ?

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


 Aktivní úspory tepla termohydraulickým řešením pro 21. století
 XIII. díl - Proč se vůbec dynamické otopné soustavy projektují ?  (do seriálu na TZB-info se nevešlo)
 J.V.Ráž, Dis.

 V ČR se projekční, poradenskou a montážní činností v oboru vytápění zabývá pravděpodobně více firem, než v jiných evropských a západních zemích. I přesto, že
 kvantita by měla produkovat kvalitu, působí zde řada faktorů, specifických právě pro obor vytápění. Ještě před čtyřiceti léty patřili naši projektanti, spolu s Němci
 a Brity nesporně ke špičce své doby. Kvalita lidského faktoru se udržela ještě dlouho a do jisté míry udržuje dodnes, ale velmi výrazně se změnil sám obor a hlavně
 podmínky, ve kterých se realizuje.
 Nastupující mladé generaci se přihodilo cosi velmi nepříjemného. Přestalo platit, že má začít pracovat pod dohledem zkušených odborníků ve velkých projekčních
 ústavech, ale nejen to. Přestala platit letitými zkušenostmi prověřená pravidla řešení oboru a dokonce -  doslova - i mnohé fyzikální principy, jak se snažíme
 ukázat v našich příspěvcích. Ano, změnila se vlastní fyzikální podstata řešení oboru vytápění, ze statických soustav se staly dynamické a zdaleka ne všichni 
 jsme na to připraveni. Mladá generace často vychází z klamných představ a hydraulických mystifikací. Prý je "dobře teoreticky připravena". Opravdu ?
 
 Kam teče voda ?
 Od vzniku oboru vytápění v celé jeho historii platilo, že "voda teče cestou menšího odporu"a na tom jsme vybudovali v teorii vytápění všechno. Od výuky ve škole
 až po teoretické přednášky o "posledních poznatcích vývoje oboru" se vše točí kolem základu, který v dnešním vytápění neplatí, protože v současných otopných
 soustavách
voda teče směrem k nižší teplotě ! Změnil se tak vlastní základ řešení oboru a s ním všechno, jen ne způsob jeho projektování a našeho myšlení.

 Statika versus dynamika a k tomu navíc ještě
teplota !
 Voda sice stále teče "cestou menšího odporu", ale ten odpor se dynamicky mění, s nižší řídicí teplotou je menší a našich hydraulických výpočtů si moc nevšímá,
 protože hydraulické odpory potrubí a armatur, které počítáme, činí asi 10% reálných pracovních hodnot soustavy. Stoupne-li teplota o 1°C, pak při stejném průtoku
 vzrostou tlakové ztráty cca o 500% a klesne-li teplota o 1°C, pak soustavou proudí cca dvojnásobné množství při stejné tlakové ztrátě. To vše jsou vlastnosti
 dnešních soustav, které většinou ani neznáme, protože v našich výpočtových postupech se řešení těchto vlastností vůbec nevyskytuje.
 Jenže - když něco neřešíme, jak si můžeme vytvořit reálný obraz funkce dynamické otopné soustavy ? Jak můžeme vědět, jakým způsobem se taková soustava
 v reálném provozu chová, co má na její chování vliv a jak její chování přizpůsobit našim potřebám ?

 Místo výpočtů pracujeme s mýty a představami
 Všechny ty vzájemně propletené vztahy mezi teplotou, průtokem, okamžitým tepelným výkonem otopných soustav a jejich reakcí na přiváděné teplo nepočítáme 
 hlavně proto, že to opravdu není nic jednoduchého - a tak si představujeme, že:
 1)   Otopná soustava s termostatickými ventily se sama "ureguluje". Pravda to není, protože zatímco změna zdvihu kuželky je se změnou teploty lineární,
       tepelný výkon je se změnou průtoku silně nelineární a u každé místnosti zcela jiný. 
 2)   Ať tu regulační techniku seřídíte jakkoliv, soustava pořád funguje. Pravda to není, protože by to odporovalo fyzikálním zákonům nejen dnešních soustav
      dynamických, ale i dřívějších statických. Na dynamickou soustavu se totiž stále díváme jako na statickou a za "seřízení" považujeme jen nastavení tzv.
      "druhé regulace", jakoby TRV neměly žádnou kuželku, která se automaticky pohybuje. Ano, při libovolném seřízení se v přetápěných místnostech TRV 
      nakonec uzavřou a voda se při nadměrných čerpadlech dostane i do dalších těles, ale nejdříve jsme museli jiné místnosti přetápět. U přetápěných místností
      s plně uzavřeným průtokem pak už tepelné zisky nevyužijeme k úsporám tepla, protože teplota místnosti už není korigována regulačním prvkem a může 
      dosáhnout třeba 26°C bez jakýchkoliv úspor, které jsme na přetápění místností předtím promarnili. Jestliže se naopak otopným tělesům voda nedostává,
      musíme ji ohřívat na zbytečně vyšší teplotu, čímž zvyšujeme tepelné ztráty rozvodů na dopravní trase a opět nemůžeme mluvit o ekonomické "funkci".
      Při libovolně seřízených regulačních prvcích může soustava vytápět jen se značným přebytkem dodávaných energií (tepelné energie a hnací síly čerpadel), 
      ale není to FUNKCE, kvůli které byla regulační technika instalována. Právě naopak, tuto techniku jsme instalovali proto, aby energie dodávané do soustavy
      za účelem vytápění mohly být MINIMÁLNÍ.

 Oba mýty silně nahrály prodejcům regulační techniky, kteří si popletli ústřední vytápění s lokálním vytápěním a začali "libovolné seřízení regulační techniky"
 nabízet dokonce jako provozní "výhodu", protože chyběl jakýkoliv prostředek (například software), který by je vyvedl z hrubého fyzikálního omylu. Teorie vytápění
 zde očividně selhala, protože nebyla schopna žádné argumentace a žádného vysvětlení faktu, že v ústředním vytápění má "libovolné seřízení regulační techniky"
 přímo destrukční vliv na funkci otopných soustav a hlavně na efektivnost regulačních procesů, jako jediného nástroje, který k úsporám tepla máme.
 Nezvládnutí matematicko-fyzikálního popisu chování dynamických otopných soustav přinutilo teorii mlčet a vedlo k nejbizarnějšímu stavu oboru v celé historii 
 ústředního vytápění budov. Zatímco teorie se zabývá hydraulickými výpočty a pracuje přitom s průtoky, které přenos tepla nezajišťují, skutečné průtoky se řídí
 teplotami vytápěného prostoru, které jsou na neřešeném přenosu tepla závislé.Neřešená termická autorita řízení průtoků teplonosné látky přitom řádově převyšuje
 vliv hydraulických výpočtů a podmínek, kterými se v rámci klasického projektování obor zabývá.
 Dynamické otopné soustavy se tak přestaly chovat podle výpočtů a začaly se chovat podle toho jak lidé větrají, zda odešli do práce a zavřeli tělesa, atd.,a přesně 
 v souladu s doporučením "libovolného seřízení regulační techniky" se začaly chovat libovolně,
což potvrzují praktická měření
 Tichým souhlasem teorie s libovolným seřízením regulační techniky byly porušeny všechny fyzikální principy  funkce ústředního vytápění a změnil se i postoj 
 k projektování oboru. 
 Jako lavina se začal šířit názor, že se vlastně "vytápění ani projektovat nemusí", protože "stačí dát pořádně silná čerpadla" a tak se také stalo. V drtivé většině
 případů aplikací regulační techniky podle zákona 406/2000 Sb. se postupovalo opravdu rychle (mnohdy i zcela bez výpočtů) a skoro nikdy se nestalo, aby po
 instalaci armatur s mnohonásobně vyšší tlakovou ztrátou, bylo potřebné zesílit čerpadla. Skoro všechny aplikace regulační techniky proběhly bez optimalizace
 pracovních parametrů soustav a bez termohydraulických výpočtů, které by zajistily účinnost regulačních procesů ve vytápění, jako jediného prostředku k dosažení
 úspor tepla, kvůli kterým byla regulační technika instalována. Hlavním regulačním prvkem v dynamických soustavách není "druhá regulace", ale kuželka, kterou se
 při plnění požadavků zákona 406/2000 Sb. téměř nikdo nezabýval.

 Místo optimální automatické regulace tepelného výkonu "ruční kolečko"
 Optimální automatická regulace by vyžadovala:

 1)   Zjistit požadovaný průběh energetických nároků na vytápění objektů, v závislosti na vnější teplotě.
 2)   Zjištěným energetickým nárokům přizpůsobit funkčně a ekonomicky správný průběh parametrů teplonosné látky, aby se voda při ekvitermní regulaci výkonu
       nemusela v závislosti na okamžité vnější teplotě ohřívat na zbytečně vysokou teplotu. Průběh teplotních parametrů topné vody přitom musí zajistit správný 
       přenos tepla ke všem spotřebičům, aby jím mohla být správně aktivována teplotní čidla termostatických ventilů, která svou tepelnou dilatací zajistí správný 
       zdvih kuželek TRV, při kterém nastanou v celém otopném systému (včetně vnějších sítí a zdroje tepla) správné průtoky teplonosné látky.
 3)   Správný zdvih kuželek TRV musí být při různých aktivačních teplotách vzduchu vytápěných místností zajištěn správným základním nastavením termostatických
       hlavic, aby tlakové ztráty mohly být v základním provozním stavu funkčně přiřazeny k řídicím teplotám a aby otopná soustava mohla reagovat na tepelné zisky
       jako na poruchovou veličinu definovaných (a prakticky nastavených) regulačních procesů. To je ostatně základní fyzikální princip každé regulace nejen ve
       vytápění, protože účelem každé regulace je korigovat okamžité poruchové veličiny do stavu předem známých a požadovaných hodnot.

 Optimální automatická regulace pak garantuje 100% účinnost regulační techniky, plné využití tepelných zisků k úsporám tepla (cca 40% potřeby tepla na vytápění
 místo současných cca 13%) a nejnižší možné pracovní parametry soustav, bez zbytečné nadvýroby tepla ve zdrojích. Úspory tepla jsou přitom fyzikálně správné,
 protože při nich nedochází k poklesu vnitřní teploty vytápěných místností. Ano, čtete správně, úsporou tepla není stav, při které dojde k poklesu vnitřní teploty
 vytápěné místnosti. Dříve "vykazované úspory tepla" regulační technikou v hodnotách i vyšších než 25%, byly zase jenom mýtem, protože se přitom zcela 
 ignoroval pokles teploty místností například z 24°C na 20°C, takže skutečné úspory tepla regulační technikou pak činily cca 1%.

 Zajištění optimální automatické regulace je však klasickými (hydraulickými) algoritmy neřešitelné, protože celý matematický model musí pracovat s veličinami,
 které klasické návrhové výpočty vůbec neobsahují.

 Vývoj regulační techniky a jejích praktických aplikací se tak, nikoliv poprvé, dostal do slepé uličky, stejně jako teorie vyvažování. Vyvažujeme-li soustavu bez 
 termostatických hlavic, jsou kuželky v horní úvrati a tlakové ztráty odpovídají 
maximálnímu průtoku (Gk1) , který je u všech těles téměř stejný, zatímco správný
 průtok na patě stoupací větve má být úplně jiný a na prahu otopných těles je velmi různý.
 Vyvažujeme-li dynamickou soustavu naopak s nasazenými hlavicemi, nedokážeme odfiltrovat okamžitý vliv teplot ovlivňujících okamžitý zdvih kuželek a výsledky 
 vyvažování jsou opět chybné (navíc ještě závislé i na tom, při jaké venkovní teplotě se vyvažování provádí, což vyvažovací firmy už vůbec nevědí). Hydraulické 
 vyvažování je totiž metodou pro seřízení parametrů hydraulických soustav, kterými dynamické otopné soustavy nejsou, protože jejich funkce je řízena
termicky.

 Celá situace s projektováním a praktickým seřizováním dynamických otopných soustav získala rozměry, na které "hydraulické pojetí" oboru vytápění nedokáže
 odpovědět. "Hydraulické" teorii nezbylo nic jiného, než od optimální automatické regulace se skutečnými úsporami tepla při zachování vnitřní teploty místností 
 ustoupit a bez ohledu na nákladný vývoj regulační techniky a původní cíl, ponechat "úspory tepla" na ruční regulaci uživatelem bytu
 Takové provozování dynamických otopných soustav samozřejmě možné je, ale nikoliv bez poruchových stavů vytápění a nikoliv s úsporami tepla v úrovni tepelných
 zisků, ani s úsporami tepla při jeho výrobě a distribuci na straně dodavatele tepelné energie.

 Takový způsob provozování dynamických soustav pak "žádnou velkou vědu"  a vlastně ani projektování příliš nepotřebuje, protože k jejich provozu stačí zajistit 
 neekonomický přebytek vyráběné tepelné energie a hnací energie čerpadel.

 Proč se vůbec dynamické otopné soustavy projektují ?
 TRV mohou šetřit teplo jen tehdy, když pracují se správnými průtoky a správnými teplotami. Proto nemohou být seřízeny "libovolně" a k tomu slouží projektování
 dynamických soustav. Aby tělesa jen "hřála", s kolísáním vnitřních teplot a třeba i úplně bez úspor tepla (vídeňský experiment prokázal dokonce "úspory" -2%),
 k tomu žádný software, žádný projekt a žádná "věda" potřebné nejsou.

 Smyslem projektování dynamických otopných soustav jsou AKTIVNÍ ÚSPORY TEPLA regulační technikou
 Obor vytápění má dnes k dispozici termohydrauliku a v ní prostředek, jak zajistit optimální automatickou regulaci tepelného výkonu v úrovni tepelných zisků.
 Může stabilizovat průtoky ve vnitřních i vnějších rozvodných sítích, vyvažovat soustavy na přesné průtoky, odstraňovat hlučnost, na minimum zkracovat návratnost
 prostředků vložených do nákladných regulačních systémů a dodavatelům energie garantovat minimální náklady na výrobu a distribuci tepla.
 Termohydraulika může optimalizovat poměry směšování, velikosti otopných zařízení i všechny jejich pracovní parametry tak, aby byla zajištěna zkoordinovaná 
 funkce obou složek celkové kombinované regulace vytápění. Může úplně změnit ekonomiku vytápění budov a proto vás s ní v našem seriálu seznamujeme.
 Její nevýhodou je, že už není jednoduchá jako bývalo "hydraulické vytápění", ve všem ostatním představuje výhody pro vás.

 Podklady 

 Báze termohydraulických algoritmů
 Superdim ATHG
  

 

 Dnes voda teče směrem k nižší teplotě a klasické výpočty projektované vlastnosti díla nezaručují.