Rozwiązania dla obiektów nowo budowanych i modernizowanych
Autor: Sebastian Brzoza | Rynek Instalacyjny 4/2020
Oszczędne i komfortowe ogrzewanie dzięki równoważeniu instalacji c.o. jest technicznie możliwe zarówno w nowych, jak i modernizowanych budynkach wielorodzinnych. Projektanci i instalatorzy mają do dyspozycji rozwiązania gwarantujące wysoką efektywność każdego typu instalacji wodnego ogrzewania centralnego.
Oszczędne ogrzewanie to nie tylko kwestia ekonomiczna i indywidualna, ale też ekologiczna i globalna. Aż 30% całkowitego zużycia energii w UE wykorzystuje się do ogrzewania lub chłodzenia budynków, tym samym ogrzewanie i chłodzenie mają także wysoki udział w emisji CO2. W ujęciu indywidualnym ok. 70% kosztów energii zużywanej w budynkach to koszty ogrzewania i chłodzenia. A aż 10% gospodarstw domowych w UE ma problem z ogrzewaniem.
W tym kontekście wagi nabierają kolejne dane – aż 75% budynków wielorodzinnych w Europie ma instalacje grzewcze, które działają niepoprawnie z powodu braku zrównoważenia hydraulicznego oraz możliwości regulacji temperatury w pomieszczeniach. Mieszkańcy tych budynków skarżą się na brak komfortu cieplnego (przegrzanie lub niedogrzanie), problemy z hałasem, wysokie opłaty za ogrzewanie.
Z technicznego punktu widzenia rozwiązanie tych problemów nie jest skomplikowane. Można to zrobić w trzech prostych krokach:
- Zapewnić właściwy rozpływ medium grzewczego.
- Zagwarantować poprawną pracę zaworów regulacyjnych.
- Umożliwić regulację temperatury w pomieszczeniach.
Krok 1. Właściwy rozpływ medium grzewczego
Medium grzewcze w instalacji płynie zawsze tam, gdzie występują najmniejsze opory, a to powoduje, że w odbiornikach na końcu instalacji przepływy są mniejsze, niż zakładano w projekcie, a w skrajnych warunkach mogą nawet całkowicie zaniknąć. Innym zjawiskiem są nadmierne przepływy, gdy część odbiorników jest zamknięta.
Dochodzą do tego zjawiska, które stosunkowo trudno zdefiniować czy przewidzieć na etapie projektowania instalacji, takie jak: różnice w nasłonecznieniu stron budynku i tym samym różne zyski temperatury, oddziaływanie wiatru, różne potrzeby mieszkańców w zakresie komfortu cieplnego, konieczność rozbudowy czy zmiany instalacji.
Kolejnym czynnikiem wpływającym na dynamikę pracy instalacji c.o. jest reakcja głowic termostatycznych (o ile zostały zamontowane) lub reakcja użytkownika na spadek temperatury w danym pomieszczeniu (głowica lub użytkownik otwiera zawór grzejnikowy), co prowadzi do wzrostu ciśnienia i nadprzepływów w pozostałych częściach instalacji grzewczej. Skutkiem jest ogólny dyskomfort, np. odgłosy i nieprzyjemne hałasy z instalacji spowodowane dużymi spadkami ciśnienia na zaworach regulacyjnych, dyskomfort z powodu odczuwania za niskiej lub za wysokiej temperatury spowodowany złą dystrybucją ciepła, przegrzew pionów położonych blisko źródła ciepła oraz większe zużycie ciepła, niż to jest potrzebne.
Krok 2. Poprawna praca zaworów regulacyjnych
Czynniki wewnętrzne i zewnętrzne zmieniają się nieustannie i aby przerwać to błędne koło, bo odczuwanie dyskomfortu prowadzi do dalszych zmian nastaw temperatury, i utrzymać żądany przepływ na każdym odbiorniku, potrzebna jest niezależna kontrola ciśnienia. To ona zapewni sprawne funkcjonowanie systemu grzewczego i wyeliminowanie skarg użytkowników na działanie ogrzewania. Powinniśmy zapewnić równowagę w systemie grzewczym, czyli na wszystkich odbiornikach niezależnie od warunków pracy, także przy częściowym obciążeniu, a nie tylko przy projektowym, oraz zapewnić prawidłowy przepływ i ciśnienie różnicowe. Właściwe zrównoważenie hydrauliczne jest bezsprzecznie podstawą prawidłowego działania instalacji i zapewnienia komfortu cieplnego.
Krok 3. Regulacja temperatury w pomieszczeniach
Montaż na odbiornikach ciepła zaworów termostatycznych z głowicami umożliwia indywidualną regulację temperatury w pomieszczeniach, a to z kolei pozwala zaoszczędzić co najmniej 20% energii.
Te trzy kroki powinny być stosowane łącznie przy projektowaniu nowych instalacji oraz ich modernizacji. Powstaje pytanie, jak te założenia zrealizować technicznie? Rozwiązań jest kilka, przedstawione poniżej zagwarantują, że założenia zostaną spełnione, a efekt będzie zgodny z oczekiwaniami.
Scenariusz 1 – częściowa modernizacja instalacji, w której wcześniej zostały już zainstalowane lub wymienione zawory termostatyczne wraz z głowicami termostatycznymi, ale brak jest równoważenia automatycznego.
Zadanie polega na zapewnieniu właściwego rozpływu medium grzewczego i zagwarantowaniu poprawnej pracy zaworów regulacyjnych oraz umożliwieniu właściwej regulacji temperatury w pomieszczeniach.
Dodajemy zestaw regulatora ciśnienia montowany na pionie oraz zawór regulacyjny montowany na grzejniku. Stosujemy tu automatyczne równoważenie na pionach zaworami ASV i równoważenie systemu dzięki zaworom termostatycznym RA-N z nastawą wstępną.
Scenariusz 2 – całkowita modernizacja instalacji, gdzie należy wymienić lub dodać zawory termostatyczne z głowicami termostatycznymi oraz zapewnić równoważenie automatyczne.
Na grzejnikach wymieniamy lub montujemy dynamiczne zawory regulacyjne. Stosujemy automatyczne równoważenie hydrauliczne przy każdym grzejniku za pomocą dynamicznych zaworów termostatycznych RA-DV (rys. 2a).
Scenariusz 3 – modernizacja pionów klatkowych i łazienkowych.
Kolejny krok w modernizacji instalacji to działania na pionach klatkowych i łazienkowych. Na tych pionach stosujemy niezależne od zmian ciśnienia zawory równoważące z termostatem bezpośredniego działania typu AB-QT (rys. 2b). Zapewniają one ograniczenie przegrzewów klatek schodowych oraz pionów świecowych w łazienkach i toaletach. Utrzymują schłodzenie wody w instalacji c.o. na najniższym poziomie, co zwiększa sprawność instalacji grzewczej. Ponadto likwidujemy uciążliwy dla użytkowników hałas z instalacji c.o. – szumy, stuki i gwizdy.
Scenariusz 4 – nowo projektowana instalacja z rozdziałem poziomym.
Zadaniem jest zapewnienie właściwego rozpływu medium w instalacji i zagwarantowanie poprawnej pracy zaworów regulacyjnych oraz umożliwienie regulacji temperatury w pomieszczeniach. Nowe instalacje c.o. prowadzone są w lokalach poziomo. Montujemy w nich wielofunkcyjny automatyczny zawór równoważący AB-PM i zawór termostatyczny z nastawą wstępną przy grzejniku – rys. 3a.
Scenariusz 5 – nowo projektowana instalacja z grzejnikami zasilanymi od dołu.
W grzejnikach zasilanych od dołu stosujemy dynamiczny zestaw przyłączeniowy i zawór termostatyczny. W zestawie jest wbudowany zawór z regulatorem ciśnienia różnicowego RLV-KDV. Otrzymujemy stałe ciśnienie na zaworze termostatycznym. Żądany przepływ projektowy realizujemy dzięki nastawie wstępnej na wbudowanej wkładce zaworowej, równoważymy system dzięki zaworom termostatycznym z nastawą wstępną – rys. 3b.
Indywidualna regulacja temperatury w pomieszczeniach odbywa się za pomocą samoczynnych głowic montowanych na zaworach termostatycznych. Głowice te są dostępne w wersji cieczowej, gazowej i elektronicznej. Im krótszy czas reakcji głowicy, tym większe oszczędności. Na podstawie informacji z eksploatacji instalacji przyjmuje się, że zmiana temperatury zadanej o 1 stopień to wzrost o ok. 5–8% kosztów energii na ogrzewanie. Zatem odpowiednie ustawienie temperatury jest niezbędne przy optymalizacji wydatków na energię do ogrzewania mieszkań.
Na zakończenie należy podkreślić, że wymierne efekty oszczędności energii przynosi także, zwłaszcza w instalacjach modernizowanych, wymiana starej, używanej głowicy termostatycznej na nową, co zostanie szerzej przedstawione w drugiej części artykułu w kolejnym numerze.
Źródło: Sebastian Brzoza| Rynek Instalacyjny 4/2020
