|
Obecnie projektanci mając do wyboru kilkanaście różnych typów zaworów regulacyjnych, często stają przed dylematem jaki rodzaj zaworu wybrać.
W artykule tym, omówione zostały poprawne rozwiązania układów regulacji zarówno instalacji chłodniczych, jak i grzewczych wraz z przedstawieniem zjawisk determinujących poniższe zalecenia.
Zmniejszenie zużycia energii z jednoczesnym zapewnieniem wysokiego komfortu w pomieszczeniach jest obecnie jednym z zasadniczych elementów uwzględnianym podczas projektowania nowoczesnych instalacji grzewczych i chłodzących. Najczęściej jednak popełnianym błędem w projektowaniu jest analiza (dobór) pojedynczych elementów instalacji (chillerów, fancoili, zaworów regulacyjnych, zaworów równoważących itd.) z pominięciem faktu, iż elementy te oddziaływają wzajemnie na siebie, czego efektem jest całkiem różne „zachowanie sytemu” niż spodziewane efekty.
Typowymi objawami takiego podejścia mogą być:
● duże wahania temperatury w regulowanym pomieszczeniu,
● hałasy występujące w instalacji,
● syndrom niskiej temperatury powrotu (niska wydajność chillerów),
● nadprzepływy w instalacji,
● wysokie koszty eksploatacyjne (koszty pompowania),
● inne od założonych wydatki urządzeń chłodzących lub grzewczych,
● krótka żywotność zaworów regulacyjnych (kawitacja, szybkie zużywanie się napędów),
● konieczność częstego powtarzania równoważenia instalacji,
● niedogrzane (niedochłodzone) obiegi krytyczne.
Regulacja a równoważenie – wskazówki projektowe
Biorąc pod uwagę ww. nieprawidłowości, konieczna jest analiza instalacji w sposób całościowy jako systemu ze wzajemnym oddziaływaniem istotnych dla komfortu i zużycia energii elementów. Warto przyjrzeć się typowej instalacji chłodzącej. Ważniejszymi jej elementami są:
● produkcja czynnika chłodzącego np. w chillerach,
● pompy wraz z systemem dystrybucji,
● odbiorniki końcowe (TU – Terminal Unit), jak: klimatyzatory (FCU), centrale wentylacyjne (AHU), belki sufitowe,
● zawory regulacyjne (CV – Control Valves),
● zawory równoważące (BV – Balancing Valves),
● elementy sterujące.
Analogicznie dla instalacji grzewczej:
● produkcja czynnika grzejnego np. w kotle,
● pompy wraz z systemem dystrybucji,
● odbiorniki końcowe (TU) np. grzejniki,
● zawory regulacyjne np. zawory termostatyczne (CV),
● zawory równoważące (BV).
Poprawne zrównoważenie hydrauliczne instalacji powinno zapewnić obliczeniowe przepływy w każdym odbiorniku końcowym (TU) dla w pełni otwartych zaworów regulacyjnych (CV). Ten fakt jest często pomijany! Najlepsze zawory regulacyjne nie będą w stanie właściwie regulować, jeśli po prostu nie zapewnimy im odpowiedniej ilości czynnika.
Klasycznym częstym błędem popełnianym przez inwestora w realizacji projektów jest rozdzielenie między firmy wykonawcze: regulacji i hydraulicznego równoważenia. W przypadku nieprawidłowości w funkcjonowaniu instalacji (zazwyczaj jest to stwierdzane na podstawie pomiaru temperatury w regulowanych pomieszczeniach) pierwsze oskarżenia kierowane są w stosunku do firmy odpowiedzialnej za cześć regulacyjną. Tymczasem, problem leży po stronie nieodpowiedniego zrównoważenia instalacji i... tu zaczynają się tzw. „przepychanki” (których scenariusz w tym artykule pominiemy).
Istotne jest, nie tylko zastosowanie w instalacji zaworów równoważących (BV), lecz również wybór właściwego typu zaworów oraz zastosowanie ich w odpowiednim miejscu! Przyjmijmy, iż instalacja została poprawnie zbilansowana z odpowiednio obliczonymi stratami i zyskami ciepła, na podstawie których dokonano doboru urządzeń końcowych (grzewczych i chłodzących) z założeniem odpowiedniego ∆T na poszczególnych odbiornikach (różnicy temperatury zasilania i powrotu). Na podstawie znanych obciążeń cieplnych i chłodniczych należy zaprojektować system dystrybucji czynnika (rurociągi), przyjąć stosowne założenia, jak maksymalne prędkości przepływu czynnika w rurociągu lub też inne kryterium, jak maksymalne dopuszczalne spadki ciśnienia na metr bieżący rurociągu (kryteria te zazwyczaj deklarujemy na pierwszym etapie obliczeń z wykorzystaniem komputerowych programów obliczeniowych).
Rola zaworów regulacyjnych i równoważących
Nie wchodząc na tym etapie w szczegóły schematu (rys. 3), warto jedynie zwrócić uwagę na konieczność stosowania dwóch funkcjonalnie różnych zaworów. Mianowicie, zaworów regulacyjnych (CV – Control Valves) oraz zaworów równoważących (BV – Balancing Valves). Niestety wciąż spotka się projekty, w których pomija się zawory BV, „zrzucając” funkcję hydraulicznego zrównoważenia na zawory regulacyjne CV. Tradycyjne jednak zawory regulacyjne absolutnie nie mogą być wykorzystywane to tych celów. Jedynie zawory o bardzo wysokim zakresie regulacji > 1:200 (reangeability) lub też zawory kombinowane niezależne od ciśnienia.
Każdy z zaworów ma do spełnienia inną funkcję:
● CV – zawór regulacyjny odpowiedzialny jest za poprawną regulację temperatury.
● BV – zawór równoważący odpowiedzialny jest za właściwe hydrauliczne zrównoważenie instalacji.  Instalacja stało- czy zmiennoprzepływowa
Następnym etapem jest dobór zaworów regulacyjnych oraz równoważących. Przed dokonaniem konkretnego wyboru CV i BV, przede wszystkim należy określić, czy projektowana instalacja będzie stało- czy zmiennoprzepływowa.
Instalacja jest stałoprzepływowa, gdy...
W przypadku instalacji chłodniczych trzydrogowe zawory regulacyjne nadają instalacji charakter stałoprzepływowy tzw. niezależnie od obciążenia odbiornika (emisji ciepła lub chłodu) w obiegu zawsze mamy stały przepływ (100%) (rys. 4). Jeśli instalacje grzewcze nie są wyposażone w zawory termostatyczne bądź inne zawory regulacyjne dwudrogowe, również są stałoprzepływowe. (...) |
