Od instalacji grzewczych i chłodzących wymaga się, aby zapewniały komfort użytkowania przy jednocześnie maksymalnym wykorzystaniu energii produkowanej przez źródło ciepła/chłodu, tj. kotłowni gazowej, wymiennikowni, agregatu chłodzącego, czy też pompy ciepła. Zatem, aby zapewnić komfort oraz zminimalizować koszty eksploatacji, stosuje się równoważenie układów dystrybucji.
Czy zawór równoważący wystarczy?
W celu omówienia szczegółów równoważenia, podzielmy instalacje na dwie grupy. Pierwsza grupa to domy jednorodzinne, w których najczęściej wykorzystuje się równoważenie statyczne, realizowane na rozdzielaczach ogrzewania podłogowego (rys. 1) lub na podejściach grzejnikowych. Ich zadaniem jest takie wyregulowanie przepływów, aby w najdalszym pomieszczeniu (o największym oporze hydraulicznym) również docierała odpowiednia ilość energii.
Budynki wielorodzinne i instalacje rozległe (np. szkoły, budynki użyteczności publicznej) to grupa druga. Jeżeli w tych obiektach zastosujemy tylko równoważenie statyczne, tak jak np. w domach jednorodzinnych, wówczas czasowo pojawią się w instalacji tzw. nadprzepływy i podprzepływy.
Co to takiego nadprzepływ? Wyobraźmy sobie budynek wielorodzinny na początku okresu grzewczego, w którym instalacja została wcześniej wyregulowana dla zakładanych wartości projektowych. Część mieszkańców zaczyna ogrzewać swoje mieszkania, ale dla większości ogrzewanie nie jest jeszcze konieczne. Wówczas pompa, która pracuje w instalacji, powoduje, że w pomieszczeniach przepływ czynnika grzewczego jest znacznie wyższy od wymaganego (projektowanego), powodując pojawienie się w instalacji szumów, których chcemy uniknąć.
Odwrotną sytuację mamy, kiedy trwa sezon grzewczy i większość mieszkańców korzysta z systemu grzewczego: wówczas najwięcej czynnika przepływać będzie przez grzejnik o najniższym oporze, czyli ciepło będą mieli mieszkańcy, którzy znajdują się niedaleko źródła ciepła (pompy). Niestety w najdalszej części budynku część mieszkań może być niedogrzewana do temperatury komfortowej ze względu na niewystarczający przepływ w grzejnikach (wystąpi tzw. podprzepływ).
Zastosowanie w instalacji grzewczej tylko zaworu równoważącego statycznego pozwoli utrzymać przepływ na właściwym poziomie (czyli każde z mieszkań będzie miało do dyspozycji tyle ciepła, ile wynika z projektu). Jednak taka sytuacja będzie występować bardzo rzadko – tylko w czasie pracy układu przy założeniach projektowych. Dlatego do zaworu równoważącego statycznego za pomocą rurki impulsowej podłącza się regulator różnicy ciśnienia (rys. 2).
W takiej sytuacji uniezależni się układ użytkownika od zmieniających się warunków w instalacji. Jeżeli przepływ na jednym z grzejników zostanie zamknięty, wówczas zwiększy się ciśnienie na rurce impulsowej B, przez co regulator różnicy ciśnienia za pomocą membrany zmniejszy średnicę otworu zaworu. W ten sposób utrzymuje się stałe ciśnienie dyspozycyjne w danym mieszkaniu, dzięki czemu nawet w najdalszym pomieszczeniu osiągnięta zostanie temperatura komfortowa (rys. 3).
Coraz częściej w budynkach wielorodzinnych możemy zaobserwować rozdzielacze (grzejnikowe oraz podłogowe) wyposażone w pełen układ równoważenia – zamontowany jest zestaw zaworów statycznych wraz z regulatorem różnicy ciśnienia (rys. 4). Takie rozwiązanie staje się powszechnie stosowane w systemach grzewczych.
Rozwiązania dla systemów chłodzących
Co jednak zrobić z systemem chłodzącym, np. opartym na klimakonwektorach lub belkach grzewczo-chłodzących? W celu prawidłowego działania układu poprzez równoważenie firma Giacomini wprowadziła gotowe rozwiązania – zestawy serii R280K (rys. 5). Jest to wstępnie zmontowany zestaw do regulacji, sterowania, płukania i uruchamiania systemu HVAC. W zestawie zamontowany jest zawór równoważący PICV, który umożliwia utrzymanie stałego natężenia przepływu (rys. 6) podczas zmian w pracy instalacji, i co za tym idzie, pozwala uniknąć powstawania nadprzepływów i podprzepływów.
Dla każdego z odbiorników możemy ustalić konieczną ilość czynnika chłodniczego lub grzewczego. Automatyczny zawór regulacji przepływu (PICV) może zostać wyposażony w siłownik lub zawór termoelektryczny, dzięki któremu jest możliwość sterowania temperaturą w pomieszczeniu, za pomocą termostatów pomieszczeń. Sterowanie to może się odbywać za pomocą sygnału ON/OFF lub też 0-10V (rys. 7).
W systemach chłodzących szczególną uwagę należy zwrócić na izolację (rys. 8), która zapobiega wykraplaniu się pary wodnej zawartej w powietrzu. Przypomnijmy, że zjawisko kondensacji występuje dla temperatury powierzchni ok. 12°C, przy temperaturze powietrza 20°C i wilgotności względnej 60%. W nowych budynkach zjawisko kondensacji zajdzie dużo szybciej, ponieważ wilgotność jest znacznie wyższa i może sięgać, np. 80%, co spowoduje powstanie zjawiska kondensacji już przy ok. 16,4 °C temperatury powierzchni „chłodzącej”.
9 Zestaw R280 umożliwia dodatkowo:
Zasada pracy R280K na filmie pokazowym
Podsumowując, w celu efektywnego zarządzania pracą instalacji konieczne jest zastosowanie właściwych rozwiązań technicznych, w tym równoważenia, które muszą spełniać nie tylko wysokie wymagania, co do możliwości kontroli i regulacji poszczególnych części instalacji, ale również gwarantować wysoką jakość. Warto także tu zaznaczyć, że gwarancja dla systemów opartych na armaturze Giacomini wynosi 15 lat.