Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Diskuse ke článku: Úspory tepla při úpravách otopných soustav I.

Autor článku:
Plné znění článku: Úspory tepla při úpravách otopných soustav I.
Anotace článku: Článek obsahuje podklady pro úpravy otopných soustav, popisuje vliv úprav na vnitřní potrubní rozvody i na vnější tepelné sítě CZT, analyzuje příčiny nízkých úspor tepla a poskytuje informace o osvědčených postupech řešení úprav v reálné praxi.

přidat ke článku nový příspěvek

Příspěvky v této diskusi vyjadřují názory čtenářů. Redakce portálu TZB-info nemůže ovlivnit jejich obsah, ale vyhrazuje si právo je odstraňovat.
Chronologický seznam příspěvků
Re (5): Regulace otopných soustavJ.V.Ráž24.11.2009 11:42
Re (4): Regulace otopných soustavPetr Kopecký23.11.2009 13:37
Re (3): Regulace otopných soustavJiří V. Ráž18.11.2009 12:11
Re (2): Regulace otopných soustavPetr Kopecký18.11.2009 09:29
Re: Úprava topeníJiří V. Ráž09.11.2009 13:07
Re: Regulace otopných soustavJiří V. Ráž09.11.2009 12:41
Regulace otopných soustavPetr Kopecký07.11.2009 09:33
Úprava topeníMICHAL RŮŽIČKA04.11.2009 17:02

Příspěvky
Předmět: Regulace otopných soustav
Autor: Petr Kopecký
Datum: 07.11.2009 09:33 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Dobrý den pane Ráž,
nejdříve Vám chci poděkovat za velice přínosný článek ohledně hydrodynamického chování otopné soustavy při zateplení fasády objektu s přímým důsledkem na snížení požadovaného výkonu stávajícího topného tělesa jak uvádíte ve svém příspěvku na takřka polovinu. Přímým důsledkem je, jak vyplývá z vámi uváděného vztahu pro topný výkon tělesa při zachovaném teplotním spádu snížení průtoku soustavou. Tento nižší průtok však již neodpovídá regulačním parametrům všeobecně používaných TRV ventilů. Vy se přimlouváte vcelku logicky za (pokud je otopná soustava TRV ventily vybavena a dle platné legislativy tak musí být) obnovení původních projektovaných průtoků tak, aby byla zachována jejich regulační schopnost i za cenu polovičního tepelného spádu na tělese (předpokládám, že veškeré parametry topného tělesa jsou v tomto okamžiku konstantní). Můj dotaz zní: proč neponechat minimální průtoky se sníženou teplotou přívodní topné vody a maximálním teplotním spádem pro snížený výkon topného tělesa (to jsou 3 proměnné, se kterými můžeme pracovat a které pro danou zateplenou soustavu mohou být přehodnoceny) provést zaregulování soustavy na snížený topný výkon jednotlivých topných těles jejich jednorázovým zaškrcením a regulaci teploty v místnosti termostatem s ovládáním otevřeno-zavřeno bez regulačního požadavku na termoventil XP=2K? Jemnost regulace by se přenesla na teploměrné čidlo a ne na "velikost otvoru" TRV ventilu.
Děkuji předem za vaši odpověd a jsem s pozdravem,
Petr Kopecký.

Předmět: Re: Regulace otopných soustav
Autor: Jiří V. Ráž
Datum: 09.11.2009 12:41 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Dobrý den pane Kopecký,
děkuji za Vaše otázky, na které zčásti již odpovídá článek "Úspory tepla při úpravách otopných soustav - I", i pokračování jeho druhého dílu. Požadavek na zachování původních průtoků má několik důvodů.
1) Snížením průtoků v původních průměrech potrubí by došlo k poklesu koncových teplot vody a tím k poklesu přenosové schopnosti sítí, se zvýšeným podílem tepelných ztrát potrubí na přenášeném výkonu, což je neekonomické.
2) Všechny stávající armatury (jak správně píšete) mohou řádně fungovat jen při průtocích, na které byly původně navrženy. Jde nejen o TRV, ale i vyvažovací armatury, regulátory dif. tlaku, atd..
Pro účinnost regulačních procesů je proto potřebné, aby armatury pracovaly v podmínkách, pro které byly původně navrženy a ve stávajícím potrubí musí být udržena dostatečná (původní) rychlost proudění, která zajistí, že vyráběné teplo bude bez zbytečných ztrát co "nejrychleji" dopraveno ke spotřebičům. Kdyby se průtok v potrubí úplně zastavil, pak by teplo využité k vytápění bylo nulové a nadměrně vyrobené teplo by se postupně spotřebovalo na tepelné ztráty potrubí.
Vyměnit všechny armatury i průměry potrubí za "menší", které by odpovídaly menším průtokům po zateplení budov, je ekonomicky neúnosné, stejně jako vyměňovat otopná tělesa. Ponechání původních otopných ploch naopak umožňuje přejít na ekonomické nízkoteplotní parametry, na kterých ušetří spotřebitel i dodavatel tepla a navíc je potrubí méně dilatačně namáháno (delší životnost) a při funkci TRV se nevyskytuje dilatační hlučnost.
Kdybyste snížil průtoky a současně i teplotu vody při původním teplotním spádu, nemohl byste zachovat shodnou střední teplotu všech otopných těles, která je podmínkou účinnosti kvalitativní (ekvitermní) regulace (viz GRAF v článku). Nejefektivnější úpravou soustavy se stávajícími prvky je proto úprava teplotních parametrů vody, při zachování původních průtoků.
S pozdravem a poděkováním za Váš zájem
J.V.Ráž =CRA=

Předmět: Re (2): Regulace otopných soustav
Autor: Petr Kopecký
Datum: 18.11.2009 09:29 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Dobrý den pane Ráž,
s Vaším dovolením bych rád reagoval na Vaši odpověd na moji předchozí otázku.
1) Píšete cituji:"Snížením průtoků v původních průměrech potrubí by došlo k poklesu koncových teplot vody a tím k poklesu přenosové schopnosti sítí, se zvýšeným podílem tepelných ztrát potrubí na přenášeném výkonu, což je neekonomické."
K poklesu koncových teplot dochází i v případě vyšších průtoků, sice ne tak velkých. Hodnotu tepelné ztráty v rozvodech odvozujete od poklesu teploty topné vody, ale pro stanovení tepelných ztrát není rozhodující relatívní pokles přívodu topné vody, ale střední teplota topné vody (včetně zpátečky) a ta je v nízkoteplotním systému udržována na střední teplotě topné vody cca 50stC o proti klasické střední teplotě cca 70stC. Tato skutečnost vykazuje absolutní (ne relatívní vzhledem k přenášenému výkonu) tepelné úspory v rozvodech cca 40% (viz.odkaz na výpočet na tomto portálu).
2) Opět cituji:"Kdybyste snížil průtoky a současně i teplotu vody při původním teplotním spádu, nemohl byste zachovat shodnou střední teplotu všech otopných těles, která je podmínkou účinnosti kvalitativní (ekvitermní) regulace (viz GRAF v článku)." V této větě se kumulují dva problémy, za prvé: ekvitermní regulace soustavy jako celku a za druhé: okamžitý regulovaný výkon topného tělesa.
K prvnímu bodu, ekvitermní regulace vznikla na základě potřeby tepelných úspor celého topného systému (jedou vyrobené teplo již nelze ušetřit), neboť pro menší tepelný výkon na radiátorech není nutné z hlediska tepelných úspor a možností termohydrauliky systému vyžadovat jmenovité parametry topné vody. Jinými slovy od jmenovitých max. parametrů střední teploty TV se tato hodnota snižuje a v závěru může odpovídat parametrům nizkoteplotního systému bez újmy na velikosti předaného tepelného výkonu. A jsme u jádra věcí - u nízkoteplotního systému je bezpředmětné požadovat ekvitermní regulaci, protože tento systém již pracuje s minimální střední teplotou topné vody a tedy i s maximálními energetickými úsporami. Zcela v duchu druhé části článku, kde v nadpisu píšete: "Hlavním smyslem projektování je ekonomika vytápění".
Za druhé, i v nizkoteplotním režimu je potřeba zajistit požadovaný výkon radiátoru i v těch nejvzdálenějších tělesech. Pokud zajistíme v přívodu TV stálou teplotu cca 60stC i v tom nejhorším připadě (např. termohydraulickým obtokem pokrývajícím tepelnou ztrátu v přívodním potrubí, která je pořád menší než ekvitermě udržovaný přívod TV), tak máme zajištěn i požadovaný max.výkon radiátoru pro požadovaný jmenovitý tepelný výkon i v tom nejvzdálenějším místě (trvalý chod tohoto radiátoru). Ekvitermní regulaci provedeme přímo na tomto topném tělese v dané mistnosti přerušovaným chodem termostatického ventilu ot-zav., tedy délkou chodu radiátoru.
Nízkoteplotním řešením vykazujeme úsporu i v čerpané práci čerpadla, vytvářejícího nezbytný regulační přetlak (5-10kPa) i na těch nejvzdálenějších TRV ventilech (v tom je celý termohydraulický problém). U ventilů pracujících dvou-polohově ot-zav, není tento regulační rozsah nutný.
Pane Ráž, na druhé straně chápu, že je-li již daná soustava vybavena příslušnou regulační technikou, tak je nutné a nejjednoduší pro její optimální využití její nastavení na požadované průtoky i za cenu menšího teplotního spádu na radiátoru (vyšší střední hodnota TV, menšího využití přiváděného tepla).
S přátelským pozdravem, Petr Kopecký.

Předmět: Re (3): Regulace otopných soustav
Autor: Jiří V. Ráž
Datum: 18.11.2009 12:11 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Dobrý den pane Kopecký,
předně si vážím Vašeho zájmu i fundovaných otázek, svědčících o vysoké odbrnosti. V těchto otázkách se však opravdu kumulují různé souvislosti a jejich úplné vysvětlení vyžaduje víc, než pouhou korespondenci. "Neznámé" zde nejsou jenom tři (jak píšete ve svém úvodním příspěvku), ale simulace skutečného chování dynamické soustavy pracuje se soustavou rovnic o mnoha neznámých. V úvodním příspěvku jste navrhoval, aby pro nižší výkon otopných těles byly používány "minimální průtoky se sníženou teplotou přívodní topné vody a maximálním teplotním spádem". Takové teplotní parametry není obtížné stanovit. Například pro nově požadovaný tepelný výkon P = 50% při zachování původního spádu 20K, by nové parametry (pro těleso KALOR 10/500/160) činily 65,75/45,75/20°C.
Pokud by na patě stoupací větve byly tyto parametry, činila by vstupní teplota vody do tělesa v 1.NP 65,36°C a pro dosažení střední teploty tstř = 54,73°C (k níž se váže tepelný výkon 576 W), by výstupní teplota musela činit 45,90°C, takže teplotní spád by musel být 19,46 K a nikoliv 20K. Tělesem v 1.NP by tedy muselo protékat 25,48 kg/h vody, místo původních 50,53 kg/h při 100% výkonu tělesa (1152 W při 90/70/20°C).
V 8.NP by vstupní teplota vody do tělesa již činila jen 60,69°C a pro udržení střední teploty (a výkonu 576 W) by tělesem už muselo protékat 39,20 kg/h s výstupní teplotou 48,04°C a tedy s teplotním spádem 12,65 K a nikoliv 20 K, jak navrhujete ve svém prvním příspěvku. Když voda proudí rychleji (s menším teplotním spádem), je poměrné ochlazení mnohem menší.
Ve stejných průměrech potrubí stoupačky činí ochlazení vody 4,43°C při plném průtoku (90 - 85,57°C) a 5,06°C při sníženém průtoku (65,75 - 60,69°C). Požadavek na zachování původního teplotního spádu 20K vede tedy po zateplení budov k poklesu rychlosti a ke zvýšenému poměrnému ochlazení, které na rychlosti proudění vody závisí. Absolutní hodnoty teplených ztrát potrubí jsou při snížených teplotách vody sice nižší, ale poměrné ochlazení vody je naopak vyšší, takže klesá přenosová schopnost sítí a narůstá rozdíl mezi vyráběným teplem a teplem skutečně využitým k vytápění. Snížení průtoků vody ve stávajících průměrech potrubí (při původním teplotním spádu 20K na patě) je proto nevýhodné. Teplotní spád také nemůže být pro všechny tepelné spotřebiče na trase shodný, ale každý spotřebič musí pracovat s jiným teplotním spádem vody, při kterém je u všech spotřebičů zachována prakticky shodná střední teplota, bez ohledu na vzdálenost od tepelného zdroje.
Požadované teplotní parametry otopové křivky musejí platit v bodě směšovací armatury kvalitativní regulace a nikoliv na prahu otopných těles, takže při stejném tepelném výkonu musí každé těleso pracovat s jiným průtokem.
Hovořím-li hlavně o poklesu teploty přívodní vody, je to proto, že tato teplota je pro celou funkci vytápění a hlavně pro správnou aktivaci teplotních čidel, ze všech parametrů nejdůležitější a nedostatečnou teplotu přívodní vody nelze nahradit ani nekonečně velkým průtokem. Je přitom jedno, zda se průtoky omezují teplotním čidlem TRV, nebo například servopohonem, ovlivňujícím zdvih kuželky jiného regulačního prvku.
Pokud jde o kvalitativní úpravu na prahu otopných těles - ano, jsou vyráběny trojcestné TRV, ale jako rozdělovací zvyšují teplotu ve vratném potrubí a směšovací zase vyžadují neustálý cirkulační oběh v hlavním potrubí, takže obojí má své nevýhody.
Oba Vaše příspěvky svědčí o Vaší vysoké erudici a vážím si Vašich příspěvků. Vše jen potvrzuje, co jsem si dovolil napsat v jednom článku - dosažení skutečných úspor tepla regulačními procesy je řádově složitější, než prosté projektování oboru a skutečně by bylo potřebné vytvořit větší tým, který se bude úsporami tepla profesionálně zabývat. Jsem rád, že s Vámi mohu o těchto věcech diskutovat. Termohydraulika je dnes rozvinutým oborem a detailní pronikutí do všech složitých vazeb by vyžadovalo mnohem víc, než jen diskusi.

S přáteským pozdravem
J.V.Ráž =CRA=

Předmět: Re (4): Regulace otopných soustav
Autor: Petr Kopecký
Datum: 23.11.2009 13:37 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Ještě jednou dobrý den,
ale teď jenom krátce. Filozofie nizkoteplotního systému vychází z požadavku max.tepelných úspor, tedy provozu topného systému s co nejnižší stř.teplotou TV, Ale ještě tak, abychom i v tom nejhorším případě dosáhli požadovaných výkonů na tělese (obvykle na nejvzdálenějším a nejnižším místě, kde vzhledem k "teplotnímu vztlaku" vyšších pater, již zde není vytvořen potřebný tlakový spád).
Souhlasím s Vámi, že daná problematika není na e-mailovou korespondenci a skutečně si zaslouží podrobné studium jak dokazujete na obou uveřejněných článcích. Budete-li mít zájem, jsem ochoten se s Vámi podělit o své zkušenosti se zaregulováváním topných systémů.
Pane Ráž, jsem hydraulik (mimo jiné se zabývám hydrodynamickými nestacionárními ději v potrubí) a proto mám jistou představu o termohydraulických problémech sítí TV. Uznáte-li za vhodné, že vzájemná diskuze může být přínosem k řešení dané problématiky, odkazuji Vás na svoji webovou stránku www.eddysystem.tk, kde najdete i kontakt na mne.
Ještě jednou s přátelským pozdravem,
Petr Kopecký, EDDY System

Předmět: Re (5): Regulace otopných soustav
Autor: J.V.Ráž
Datum: 24.11.2009 11:42 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Dobrý den pane Kopecký,
ano, koncepce termohydrauliky vychází z požadavku na co nejnižší teploty teplonosné láky (kvůli úsporám při výrobě a distribuci tepla) a z požadavku na udržení shodné střední teploty teplonosné látky ve všech bodech otopných soustav a rozvodných sítí (kvůli účinnosti regulačních procesů). Samotná hydraulika, ať již ve stacionárním či nestacionárním stavu proudění, je zaměřena na distribuční hydraulické poměry a jejich změny při proměnném stavu proudění v jednotlivých úsecích, ale výše uvedené termické podmíky neřeší. Nechci tím říct, že hydraulika je cosi "jednoduchého", stačí se zabývat přechodovou oblastí mezi laminárním a hydraulicky drsným turbulentním prouděním a každý pochopí, že to jednoduchý obor není.
Ale ve vytápění přistupuje k tomu všemu navíc sdílení tepla mezi zdrojem, rozvodnou sítí, spotřebičem, vytápěným prostorem a vnějším okolím a komplex těchto složitostí činí obor vytápění opravdu náročným a proto krásným.
Prakticky všechny výsledky, publikované v článcích, vycházejí z nestacionárního řešení (jak ještě bude ukázáno v příspěvku o modelových výpočtech). Bez těchto výpočtů by nebylo vůbec možné řešit vztahy mezi řídicími a řízenými veličinami regulačních procesů ve vzájemných zpětných vazbách.
Projektované hydraulické poměry, které řeší hydraulika, musejí totiž nastat právě při projektovaných teplotách vytápěných místností, protože průtoky, bez ohledu na hydraulické výpočty, jsou v dynamických soustavách a sítích závislé právě na řídicích teplotách.
Hydraulika aplikovaná v klasických projektech vztahy mezi řídicími a řízenými veličinami neřeší a proto se instalovanou regulační technikou nedosahuje odpovídajících úspor tepla. Termohydraulika dokáže zajistit nejen soulad mezi řídicí teplotou vytápěného prostoru a projektovaným průtokem, ale dokáže řídit dynamiku hydraulických poměrů tak, aby ve všech bodech otopných soustav a sítí bylo dosaženo prakticky 100% účinnosti regulačních procesů celkové kombinované regulace vytápění, jak lze doložit měřením úspor tepla v panelových objektech termohydraulicky seřízených soustav.
Vážím si Vašich příspěvků a jsem přesvědčen o plodnosti každé odborné diskuse. Vše je otázka volnějšího času a věřím, že jej snad v budoucnu společně najdeme.

S přátelským pozdravem
J.V.Ráž =CRA=

Předmět: Úprava topení
Autor: MICHAL RŮŽIČKA
Datum: 04.11.2009 17:02 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
DOBRÝ VEČER CHCI SE NA VÁS OBRÁTIT S DOTAZEM JAKÉ JSOU VÝHODYTERMOREGULÁTORŮ A KTERÉ JSOU SPOLEHLIVÉ A CENOVĚ DOSTUPNÉ

Předmět: Re: Úprava topení
Autor: Jiří V. Ráž
Datum: 09.11.2009 13:07 odpovědět upozornit redakci


reakce na ...
Dobrý den pane Růžičko,
výhody "temoregulátorů" jsou obecně v tom, že zabraňují nadměrné spotřebě i nadměrné výrobě tepla a automatickými regulačními procesy lze dosáhnout ekonomického vytápění.
Pokud je hydraulické vyvážení provedeno na průtoky zajišťující požadovaný přenos TEPLA a soustava je navíc vyvážena i termicky,
pak "termoregulátory" zajistí veškeré úspory tepla z tepelných zisků.
Dnešní regulační technika představuje sofistikované, vysoce kvalitní výrobky a jejich cena se ustálila na přibližně stejné úrovni, takže při jejich správném návrhu se instalace opravdu vyplatí. Na druhé straně nesprávně navržené regulační prvky s nesprávně aktivovanými teplotními čidly, mohou zkratovými průtoky vykazovat dokonce i "záporné" úspory tepla. Jestliže se zateplením panelového objektu "ušetří" například 30% tepla, pak i bez regulační techniky by měly úspory činit mezi 40% a 50%, regulační technika zde prakticky nefunguje a zastává pouze funkci uzavíracích armatur.
v ČR působí mnoho vysoce erudovaných odborníků, kteří Vám správný návrh regulační techniky zajistí.

S pozdravem
J.V.Ráž =CRA=

přidat ke článku nový příspěvek

Přihlášení/odhlášení odběru příspěvků e-mailem:
váš e-mail:
Toto je nemoderovaná diskuse čtenářů portálu TZB-info. Redakce nenese zodpovědnost za obsah příspěvků a vyhrazuje si právo příspěvky odstraňovat.



 
 
Reklama