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.                                                 TERMOhydraulika pro 21.století.

 Z čeho vznikla hodnota Kv ?       Panelové domy - renovace       Náprava funkce otop.soustav       Termostatické ventily správně    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
 X. díl - Přínos Termohydrauliky pro kvalitativní regulaci
 J.V.Ráž, Dis.  

Regulace tepelného výkonu změnou kvality (teploty) teplonosné látky má ve vytápění přibližně pětkrát větší význam a účinnost, než regulace průtočného množství teplonosné látky. Zatímco průtokům se věnuje téměř veškerá pozornost teoretiků i výrobců regulační techniky,  průběhu teplotních parametrů nosiče tepla kupodivu nikoliv. Má se zato, že jde o něco dávno vyřešeného a „inteligentní ekvitermní regulace si s tím poradí“.
V příspěvku o kvantitativní regulaci jsme ukázali, že regulované nebo vyvažované množství teplonosné látky musí odpovídat požadovanému přenosu tepla ke všem spotřebičům, aby správnou aktivací teplotních čidel TRV tepelným působením otopné soustavy mohly být dodrženy projektované průtoky, při projektované vnitřní teplotě místností. Tepelné působení soustavy na teplotní čidla tedy závisí především na správné teplotě oběhové vody, která je  nejdůležitějším faktorem ovlivňujícím funkci i ekonomiku provozu dynamických soustav.

Otopná soustava je ze své podstaty termická a nikoliv hydraulická
Požadované teploty oběhové vody jsou pro oblasti s definovanou vnější výpočtovou teplotou občas uvedeny v literatuře a vztaženy k voleným teplotám vody při „te“ min., méně často pak ještě ke konkrétnímu druhu otopných těles (publikované otopové křivky jsou většinou počítány s hodnotou ex = 4/3 = 1,33). Kromě zajištění tepelné pohody a udržení projektovaných průtoků správnou aktivací teplotních čidel, je znalost požadovaného průběhu otopové křivky navíc důležitá i pro správné hydraulické vyvážení směšovacího okruhu, které musí být provedeno tak, aby nedošlo k deformaci provozní charakteristiky směšovací armatury.Navíc je ještě potřebné zajistit konstantní průtok soustavou, k němuž se hodnoty „tp“ a „tz“ vztahují.

 

Otopové křivky, uváděné v literatuře, nerespektují (a ani nemohou respektovat) různorodou stavební dispozici vytápěného objektu, protože při jejich výpočtu není znám vliv tepelných ztrát vnitřními stavebními konstrukcemi jednotlivých místností QZn.
Proto byly tyto křivky určeny pouze bez vlivu vnitřních ztrát a jejich funkční průběh v závislosti na vnější teplotě   v obr.1 odpovídá hodnotám při QZn = 0.
Takový průběh otopových křivek pak ovšem odpovídá požadavkům na vytápění místností volně plujících ve vzduchu a nikoliv skutečným potřebám vytápění, proto jsou pro praktické použití nevhodné. Neměly by sloužit
ani pro komparaci naměřených hodnot, ani jako podklad pro navazující teoretické výpočty, nechceme-li měřit,
zkoumat a projektovat pouze virtuální a v reálu neexistující, ve vzduchu plující stavební objekty. Každý objekt
stojí na zemi, má nějakou stavební dispozici, nějaké teplo sdílející sousedství a proto má i "svou vlastní"
individuální otopovou křivku. U společně napojených objektů (obecně spotřebičů tepla) pak musíme individuální
otopovou křivku znát, abychom jejím průběhem mohli zajistit nároky "kritického" objektu nebo spotřebiče.
Nebo můžeme postupovat obráceně (jak to řeší klasické projektování v praxi), ale pak musíme projektovat
termohydraulicky, abychom k zajištění nároků "kritických" spotřebičů přidali ještě kompenzaci úbytku tepla
na dopravní trase, korigovanými průtoky. Takové korekce ovšem musíme dělat vždy a proto musíme vytápění
projektovat termohydraulicky vždy.
Možná nás překvapí, že čím je poměrný vliv vnitřních tepelných ztrát vyšší, tím vyšší jsou nároky na teplotu topné vody při nejvyšší vnější teplotě. Pro místnosti, jejichž celková tepelná ztráta je dána jen tepelnými ztrátami vnitřních konstrukcí (a s venkovním prostředím nesousedí, tj. QZn = 100%), je pak v celém průběhu otopné sezóny, při konstantních teplotách okolí, požadována konstantní teplota topné vody (např. 92,5°C), tj.
i při vnější teplotě te = +12°C.Při této informaci zvedne obočí skoro každý topenář a to je důvod, proč ji uvádíme.
Čistě "hydraulické" chápání a projektování oboru si tyto souvislosti neuvědomuje a nezabývá se ani "virtuálními"
otopovými křivkami,natož aby řešilo konkrétní teplotní parametry teplonosné látky,pro úspory tepla tak důležité.

Obr.1 Individuální průběh otopových křivek

Termohydraulika proto umožnila nově definovat samostatně regulovanou zónu, jako „skupinu místností s obdobnými energetickými nároky na vytápění“  a nikoliv například jako „severní a jižní fasádu“, citovanou v legislativě. Všechny otopové křivky jsou tedy individuální a vycházejí z vlastností stavby.
Malá odbočka: Právě proto, že otopové křivky (tj.nároky na vytápění v závislosti na řídicí veličině) jsou individuální, je nesmyslné uvádět hodnoty směšovacích
poměrů, vztažené k požadovanému výkonu, jak to činí někteří odborníci. Publikované směšovací poměry pak mohou být třeba i správně vypočítané, ale nikdo neví,
k jaké venkovní teplotě uváděná čísla patří.
Pro regulaci výkonu předávacích, výměníkových a směšovacích stanic proto nestačí uvést základní směšovací poměr
odpovídající rozdílným teplotním parametrům na primární a sekundární straně (jak to bývá uvedeno v odborných článcích). Je potřebné znát funkční průběh závislosti
„Inteligentní regulace“ si s individuálními nároky společně regulovaných místností neporadí a pro její skutečně úspornou funkci, pro správné určení zón – a jak uvidíme i pro odstranění hluku v soustavách, je potřebný termohydraulický výpočet. Zkušení dodavatelé tepla také vědí, že v tzv. „přechodových“ obdobích a před ukončením otopné sezóny soustavy „málo topí“ a oproti vypočtené křivce je potřebné na teplotě trochu přidat. Termohydraulika nemusí toto „přidání“ odhadovat a přesným stanovením parametrů může zabránit zbytečné nadvýrobě tepla ve zdroji.
Hlavní přínos termohydrauliky je však mnohem významnější. Každá otopová křivka je funkčním vyjádřením teplotních parametrů na řídicí veličině, při konstantním průtoku teplonosné látky a termohydraulika jej řeší v podmínkách, kdy vypočtené parametry otopové křivky platí, zatímco při proměnném průtoku nikoliv.
Termohydraulika zde píše historii správného určení požadovaného tepelného výkonu v závislosti na řídicích veličinách, správného návrhu akčního členu kvalitativní regulace a vyvážení směšovacího okruhu bez deformace provozní charakteristiky, čímž garantuje jeho nejvyšší dosažitelnou účinnost. Umožňuje řešit otopové křivky a správné poměry směšování regulace i kaskádové subregulace s konstantní i s proměnnou teplotou v primárním okruhu a tím umožňuje řešit okruhy kvalitativní regulace s libovolným (například i konkávním) průběhem otopových křivek. Hlavně však dokáže zajistit něco, kvůli čemu vlastně kdysi „inteligentní“ regulace v oboru M+R vznikly. Žádná hydraulicky ani hydronicky řešená soustava nedokáže zajistit, aby se k bodu „M“ směšovacího okruhu bez působení tepelných zisků vracela topná voda s teplotou „tz“ dle otopové křivky, protože klasické projektování neřeší termické vyvážení tepelných spotřebičů, lokálně regulovaných jinou veličinou (teplotou místnosti) a připojených společně na kvalitativně regulovanou zónu.
Hydraulické a hydronické řešení proto nedokáže zajistit zkoordinovanou činnost kvalitativní regulace s regulací kvantitativní, i když v dynamických soustavách je to podmínkou úspor tepla.
Výsledkem jsou pak provozní stavy, kdy se „inteligentní regulace“ se zpožděním a s fázovým posunem amplitud vnější a vnitřní teploty snaží dohnat požadovaný stav, ale tepelná setrvačnost soustavy, časová prodleva mezi regulačními kroky a negativní vlivy kvantitativní regulace otopných těles neumožňují, aby to prováděla skutečně ekonomicky a s garantovanou správnou funkcí celkové kombinované regulace vytápění. Klasickým okruhům kvalitativní regulace chybí jasně definovaný základní bod (set point), od kterého se mají regulační procesy odvíjet a ke kterému se mají korekce regulovaného výkonu vztahovat. „Inteligentní" regulace proto ví jaký je okamžitý stav s rušivými faktory, ale neví, jaký stav správně má být bez rušivých faktorů - a to je malér. Dokonce velký malér, protože základním principem
regulace je schopnost reagovat na zavedenou poruchovou veličinu a má-li regulace reagovat na tepelné zisky, musejí se tyto zisky stát poruchovou veličinou, což
klasické projektování nijak nezajišťuje.

Termohydraulika to řeší tím, že takový základní bod umí nejen stanovit, ale umí správně navrhnout akční člen a celý regulační okruh umí seřídit tak, aby mohl svou funkci plnit hydraulicky i termicky vyváženě.

Návrh akčního členu kvalitativní regulace
Kolem navrhování trojcestných směšovacích ventilů vždy existovaly diskuse dokazující, že v hydraulickém pojetí oboru vytápění o „něco dávno vyřešeného“ NEJDE. Termohydraulika však projektantům M+R poskytuje jasnou odpověď na otázku, s jakou hydraulickou autoritou má akční člen kvalitativní regulace pracovat, aby svou činností zajistil požadované parametry otopové křivky a aby se jeho funkce nerozcházela s požadavky na regulaci výkonu celé soustavy. Pokud akční člen nebude do soustavy přivádět dostatečné množství tepla, dojde ke zkratování soustavy nedostatečnou aktivací teplotních čidel, o kterém, jsme hovořili v příspěvku
o kvantitativní regulaci. Bude-li naopak přivádět přebytek tepla, bude provoz soustavy neekonomický, protože TRV omezí průtok a nevratně vyrobené teplo se zmaří
chladnutím v potrubních rozvodech.
Existuje proto hranice, vymezující chování a z něho vyplývající požadované vlastnosti směšovací armatury.

 

Aby při rovnovážném směšovacím poměru mohla skutečná regulační charakteristika trojcestného ventilu odpovídat průběhu na obr.2, musí být kromě hydraulické podmínky Dp (M-B) = Dp (M-A) splněna ještě další
podmínka, aby vratná voda "tz" v bodě "M" odpovídala správné hodnotě
individuální otopové křivky. Protože teploty "tp" i "tz" odpovídají
konstantnímu průtoku, nesmí se průtok v závislosti na směšování (ani
z jiných důvodů, jako jsou například zásahy uživatelů) příliš měnit.
Pokud se průtoky příliš mění, stává se kvalitativní regulace neúčinná.
Má-li směšovací okruh v cestách (M-A) a (M-B) při rovnovážném
směšovacím poměru rozdílné tlakové ztráty, regulační charakteristika
směšovací armatury se deformuje. Trpí tím nejen kvalita regulačního
procesu, ale regulační okruh ničí svou vlastní životnost nadměrným
"cyklováním".  Aby v cestách (M-A) a (M-B) mohly při rovnovážném
poměru nastat shodné tlakové ztráty, vkládá se do cesty (M-B) někdy
přímý regulační ventil hydraulická vyváženost obou cest se počítá.
K tomu je však potřebné znát správné průtoky, určené termohydraulikou
a také správné směšovací poměry v průběhu otopné sezóny.

U lineárního ventilu se průtok soustavou v závislosti na hydraulické
autoritě při směšování mění méně a lineární ventil splňuje podmínky
správného návrhu již při autoritě a = 0,1 tj. (C-M) = 114%.

Obr.2 Trojcestný ventil s lineární charakteristikou

Obr.3  Rovnovážný směšovací poměr
(M-A)=50%, (M-B)=50%,(C-M)=100%

Trojcestné směšovací ventily s kombinovanou regulační charakteristikou podléhají odlišným kritériím návrhu.
Kdyby ventil s lineární charakteristikou měl hydraulickou autoritu a = 0,5 kolísal by v průběhu otopné sezóny průtok vyváženou soustavou jen cca v rozsahu  100 až 108%.
Pokud by ale  autoritu a = 0,5 měl ventil s kombinovanou regulační charakteristikou, pak by při rovnovážném stavu směšování (po většinu délky otopného období) do soustavy propouštěl jen cca 76%  regulované vody.
Protože klasický projekt neřeší termické podmínky funkce soustavy, může se v tomto případě projevovat nedotápění koncových bodů soustavy, které mizí až při venkovních teplotách blízkých výpočtové vnější teplotě.
Požadovaným teplotním parametrům otopové křivky (které byly stanoveny z podmínky konstantního průtoku) proto u těchto ventilů nejlépe odpovídá hydraulická autorita a = 0,1 a neměla by být větší.
„Inteligentní“ regulace umí korigovat kvalitu řízené veličiny, ale neumí napravit nevhodné vlastnosti svého akčního členu, který musí být navržen správně, v souladu s požadavky na přenos i na kvantitivní regulaci tepla v bytech, tj. termohydraulicky.

Termohydraulika má v oblasti aktivních úspor tepla nezastupitelnou úlohu, protože navrhuje akční členy
regulace s řádově vyšší spolehlivostí, než hydraulické nebo hydronické projektování oboru. Veškeré hydraulické
výpočty pro přenos tepla i pro vyvážení okruhů řeší s fyzikálně správnými průtoky teplonosné látky, jejichž
hodnoty navíc odvozuje z reálného průběhu energetických nároků na vytápění konkrétního objektu a nikoliv
z virtuálních otopových křivek.
Individuálně řešené teplotní i průtokové parametry, vycházející z konkrétních potřeb vytápěného objektu, se pak
pochopitelně kladně projevují na zkoordinované celkové účinnosti kombinované regulace vytápění ve smyslu
výrazně vyšších úspor tepla regulační technikou.

Obr.4 Trojcestný ventil s kombinovanou charakteristikou

Nedostatečný průtok s nedotápěním koncových bodů a s nízkými úsporami tepla nedostatečnou aktivací teplotních čidel TRV, bývá důsledkem způsobu projektování. Nedostatky bývají pak v praxi „řešeny“ nadměrným výkonem čerpadel nebo zbytečně vysokou teplotou oběhové vody na počátku domovních rozvodů a vnějších sítí. Při regulaci výkonu nám pak stále chybí 25% až 30% úspor tepelné energie z tepelných zisků a jak vidíme - tento deficit má fyzikální příčinu.
Výrobci regulační techniky na neutěšený poměr „40% tepelných zisků a jen 10-15% úspor tepla“ reagují vývojem stále nových výrobků převážně v oblasti regulace průtoku, který je však klasickým projektováním stanoven chybně a sama regulace výkonu průtokem je ve vytápění jen podružná. Odpovědnost za úspory tepla je tiše přesouvána do oblasti omezování (případně i vypínání) provozu vytápění uživatelem, což ovšem fyzikálně definované úspory tepla nepřináší (mění se vnitřní teplota místností) a k „přiškrcování průtoků“ nebo k uzavírání těles uživatelem, s povolenou změnou vnitřní teploty vytápěných místností, bychom žádnou regulační techniku nepotřebovali. Regulační prvky ostatně nikdy nebyly vyvíjeny pro „ruční regulaci“, ale pro regulaci automatickou a řešení úspor tepla tedy leží jinde. Rovnovážný stav směšování, i zatékání do otopných těles, musí nastat při jiných než klasicky určených průtocích a regulační technika musí být aktivována přenosem tepla a nikoliv projekčně řešeným a v praxi vyvažovaným množstvím teplonosné látky, které je navíc stanoveno nesprávně a přenos tepla, ani aktivaci teplotních čidel, neřeší. Rozumět běžným hydraulickým výpočtům NEZNAMENÁ ROZUMĚT VYTÁPĚNÍ.

Termohydraulika pochopila, že cesta ke skutečným úsporám při vytápění budov vede přes způsob projektování oboru a nikoliv přes chybně (pouze hydraulicky) navržené komponenty a regulační prvky otopných soustav. Pochopila, že ani ty nejnákladnější „inteligentní“ systémy nemohou fungovat správně a ekonomicky, budou-li projekčně řešeny podle pravidel platných pro vodovody, se zanedbáním fyzikálního působení termiky, kterým se veškerá hydraulika v dynamických soustavách řídí.

Dynamická otopná soustava je termická a vyžaduje termické řešení
Úkolem termohydrauliky není kritizovat stávající stav, ale pomoci řešením novým. Soustava bez regulační techniky byla „statická a hydraulická“ a platily v ní zákonitosti minulého století, které - bohužel - celoplošně používáme dodnes.
Ale v současných dynamických soustavách 50 let staré, navíc pro jiný druh otopných soustav vyvinuté návrhové algoritmy fyzikálně neplatí ani nefungují a boj o úspory tepla si vyžádal řešení nové.Přínos termohydrauliky spočívá v řešení vlastní podstaty a hlavního smyslu oboru vytápění. V otopných soustavách a v rozvodných sítích potřebujeme minimalizovat výrobu, optimalizovat distribuci a zajistit racionální regulaci tepla a nikoliv průtoku.
Termohydraulice se to daří. Její výsledky jsou v dobré shodě se zkušenostmi z měření parametrů soustav  v praxi a často se s nimi ztotožňují. Úspěch termohydrauliky spočívá v komplexním řešení vzájemných vztahů řídicích a řízených veličin regulačních procesů, do nichž se promítá vliv konkrétních vlastností vytápěné budovy (viz obr.1 Individuální průběh otopových křivek). Všechny akční členy kvantitativní i kvalitativní regulace můžeme projekčně navrhovat a v praxi seřídit tak, abychom při udržení projektované vnitřní teploty dosáhli skutečných úspor tepla z tepelných zisků.
Přibývá zastánců z řad projektantů i uživatelů otopných zařízení, kterým se termohydraulické řešení osvědčilo a zformoval se tým odborníků, kteří vám mohou pomoci. Mezi projektanty nastala shoda názoru, že úspory tepla nemohou být ve vytápění řešeny návrhovými algoritmy, které s teplem nepracují a  otevřená proto zůstává i případná spolupráce dalších zájemců v této odborně a enviromentálně zaměřené oblasti.
Hovoříme-li o „správně či chybně navržených a seřízených“ regulačních armaturách, musíme nedostatky také umět napravit. Změna funkce soustav z hydraulické na termohydraulickou je však v drtivé většině případů překvapivě jednoduchá a udělit soustavě úsporné termohydraulické vlastnosti lze pouhou optimalizací pracovních parametrů a seřízením regulačních prvků. Každá soustava může tedy ihned začít pracovat termohydraulicky.

Termohydraulika, kvalitativní regulace a hluk
Začneme trochu „provokativním“, ale pravdivým tvrzením, že montážně správně provedené, správně provozované a  termohydraulicky řešené soustavy nehlučí. Kromě šíření hluku od čerpadel, tření potrubí o chráničky a dalších vesměs pravdivých příčin analyzovaných odborníky v mnoha odborných článcích, jsou zde ještě dvě dosud nepublikované příčiny, které objasnila až termohydraulika. Hluk vzniká vibracemi, vyvolanými vlastním prouděním kapaliny (šumy a pískání) a dilatačními „skoky“ při tepelné roztažnosti materiálu (praskání), která neprobíhá plynule, ale v tepelných kvantech.

1)   „Šumy a pískání“ se ve snížené míře projevují i u dokonale odplyněné kapaliny a žádným "odvzdušňováním a odplyňováním" se jich nezbavíme.
Hlučnost TRV bývá měřena laboratorně  a v běžných provozních podmínkách by neměla překročit 30 dBA. V následující tabulce jsou uvedena výstupní data software, pracujícího s laboratorně naměřenými hodnotami hluku při projektovaných podmínkách 90/70°C, XP = 2K, TRV DN10 (3/8“), dokonale odplyněná topná voda.

P (W) G (kg/h) Dp = 10000 Pa Dp = 20000 Pa Dp = 30000 Pa
Hluk dBA Kv (m3/h) Nastavení Hluk dBA Kv (m3/h) Nastavení Hluk dBA Kv (m3/h) Nastavení
1000 42,92 6,91 0,14 5,18 7,00 0,10 3,89 7,44 0,08 2,99
2000 85,82 14,82 0,28 6,90 13,98 0,20 6,09 14,86 0,16 5,60
4000 171,62 14,31 0,56 9,43 20,81 0,40 8,01 27,31 0,32 7,32
Tab.1 Hlučnost TRV při provozních podmínkách ovlivnitelných projektovým řešením (zdvih kuželky h = 0,5 mm)

Hodnota 30 dBA je přibližně lidský šepot a jak vyplývá z tab.1, hlučnost při určitém tlakovém spádu Dp závisí především na průtoku „G“, i když není jen jeho funkcí. Vhodnou volbou pracovních podmínek soustavy může tedy projektant její hlučnost ovlivnit. Hlučnost měřená v laboratoři, garantovaná výrobcem a ovlivnitelná projektantem, však platí za obecné podmínky dodržení projektovaného proporcionálního pásma XP = 2K, které znamená zdvih kuželky TRV v hodnotě cca 0,5 mm a nikoliv při libovolném zdvihu, vyvolaném například manipulacemi uživatelů s termostatickou hlavicí, podle doporučení prodejců regulační techniky. Na příkladu jiného TRV se podívejme, jaký vliv na průtok uživatelské manipulace s termostatickými hlavicemi mohou mít.

Tlakový spád
Dp (Pa)
Projektované nastavení hlavice XP = 2K Uživatelské nastavení hlavice XP = 6K
N předregulace Kuželka h (mm) Kv (m3/h) G (kg/h) N předregulace Kuželka h (mm) Kv (m3/h) G (kg/h)
10000 9 0,5 0,6535 203,74 9 1,5 1,7275 538,53
1 0,5 0,3161 98,54 1 1,5 0,3535 110,20
20000 9 0,5 0,6535 288,10 9 1,5 1,7275 761,59
1 0,5 0,3161 139,36 1 1,5 0,3535 155,84
30000 9 0,5 0,6535 352,85 9 1,5 1,7275 932,72
1 0,5 0,3161 170,68 1 1,5 0,3535 190,87
Tab.2  Průtoky při projektovaném a uživatelském nastavení termostatických hlavic (s nedodržením projektovaného zdvihu kuželky)
Je-li například termostatický ventil konstruován tak, aby při průtoku G = 300 kg h-1 nepřekročil povolenou hranici 30 dBA, pak při manipulacích s termostatickou hlavicí může tuto hranici snadno překročit a nejen způsobit hluk, ale i zkratové průtoky negativně ovlivňující funkci dalších otopných těles tlakově chráněného okruhu. Ještě připomeňme, že regulátory diferenčního tlaku reagují na součtový průtok „ve sklepě“ a nikoliv na prahu otopných těles, takže lokálně chybné průtoky otopnými tělesy v tlakově chráněném okruhu napravit nedovedou a správné průtoky vyžadují správný projekt a správný způsob provozování soustavy.

2)   „Praskání“ - nelze úpravou prostupů potrubí odstranit úplně (praská i chladnoucí televize)
a)   ve zpětném potrubí je důsledkem lokálního kolísání teploty vratné vody (až o 50°C), způsobeného většinou právě nežádoucími manipulacemi s termostatickými hlavicemi, uzavíráním a otevíráním otopných těles. V otopných soustavách se tento hluk vyskytuje nejčastěji a dokazuje nesprávné podmínky provozování dynamických soustav, doporučované prodejci. V těchto podmínkách se pak navíc úspory tepla nekryjí s hodnotami tepelných zisků.
b)   v přívodním potrubí má dvě příčiny. První příčinou bývá prudký vzestup teploty při nesprávně seřízeném doplňování vody sekundární části výměníkové stanice z primárního okruhu a může ji odstranit dodavatel tepla. Tento hluk se však musel projevovat již před instalací TRV. Druhou příčinou je deformace provozní charakteristiky akčního členu kvalitativní regulace (směšovací armatury) na obr.2 a 4, po instalaci TRV. Aby například na obr.2 mohlo dojít k rovnovážnému směšovacímu poměru (50% / 50%) při zhruba polovičním zdvihu kuželky, musí teplota vratné vody „tz“ odpovídat požadované hodnotě dle otopové křivky. Při doporučovaných ručních manipulacích s hlavicemi tato podmínka splněna není (teplota „tz“ se nezávisle na kvalitativní regulaci mění) a rovnovážný směšovací poměr se od středu pracovního zdvihu kuželky přesouvá ke krajní hodnotě. Taková regulace je pak „příliš strmá“, ztrácí plynulost a změna zdvihu kuželky trojcestného ventilu v rámci regulačního kroku může vyvolávat přílišné změny teploty ekvitermně regulované vody „tp“, vstupující do soustavy a vyvolávající nežádoucí hlukové efekty. Hluk v soustavách plně odstraní termohydraulické řešení a zavedení nízkoteplotních parametrů po zateplení budov, které navrhujeme.

Otopná soustava musí být správně projektována i provozována a opakovaně se vyskytující stížnosti potvrzují, že „hydraulické projektování“ a „hydraulickým myšlením ovlivněné doporučení způsobu provozování dynamických soustav“ problémy hluku nejen nedokáží vyřešit, ale přímo jej vyvolávají, stejně jako nestabilitu hydraulických poměrů v otopných soustavách a v rozvodných sítích. Termohydraulika pochopila, že pomoc v této situaci potřebují nejen investoři nových rozsáhlých systémů, ale i uživatelé stávajících otopných zařízení. Pozornost je potřebné zaměřit právě na projektování oboru, které jediné může funkci i ekonomiku vytápění vyřešit. O způsobech projektování oboru vytápění a jeho vlivu na ekonomiku provozu otopných soustav, se toho příliš nedovíme, protože ekonomická síla výrobců a prodejců předurčuje a zasvěcuje témata konferencí a seminářů především komerčním účelům. Teoretické přednášky jsou pak soustředěny na funkci dílčích komponentů a zcela se vytrácí vnímání funkčních podmínek otopných soustav, jako celků. Ale ve vytápění, více než kde jinde „vše souvisí se vším“ a ani těmi „nejdokonalejšími dílčími komponenty“ správnou a ekonomickou funkci celku nezajistíme, jak ukazují zkušenosti, prováděná měření a dosahované nízké hodnoty úspor tepla.

Způsoby projektování oboru vytápění jsou dnes tři, hydraulické, hydronické a termohydraulické.Všechny přibližně za stejnou cenu, ale s kardinálním rozdílem vlivu na funkci i ekonomiku vytápění. U všech tří způsobů vyjde z výpočtů zcela odlišné seřízení soustavy, dokonce včetně odlišných dimenzí navrhovaných komponentů a potrubí. Jsme přesvědčeni, že dodavatelé, distributoři i spotřebitelé tepla mají právo tyto odlišnosti znát a vědět, jaký mají na funkci i ekonomiku vytápění vliv. Vysoce si ceníme praktických měření, prováděných a vyhodnocovaných v rámci činnosti odborné sekce 12 STP – projektování a inženýrská činnost. Odborně zpracované výsledky měření totiž jasně zrcadlí skutečnost, které výpočtové postupy jsou ve vytápění správné a kterým naopak chování dynamických soustav v reálném provozu neodpovídá.

Termohydraulika, kvalitativní regulace a
vytápění nízkoenergetických budov
Termostatické ventily ventily i všechny další regulační armatury, jsou vyráběny s konkrétním rozsahem průtokových součinitelů „Kv“, které vzešly z  běžných pracovních podmínek oboru vytápění a pokrývají běžně se vyskytující rozsah tepelných výkonů, průtoků, teplotních spádů topné vody, tlakových ztrát a hydraulických podmínek.
Jenže nízkoenergetické budovy přinesly do oboru vytápění požadavky podstatně nižší a TRV DN 10 (3/8“) je náhle „příliš veliký“, stejně jako vyráběná otopná tělesa, průměry potrubí, atd. . Došlo to tak daleko, že se doporučeným vytápěním v mnoha případech stává pouze vytápění teplovzdušné a v dosažené tepelné pohodě jsme přišli o radiační složku sdílení tepla, jejíž podíl by měl činit přibližně 30%. I kdyby nám to nevadilo, stále ještě existuje mnoho důvodů, proč vytápění s přenosem tepla teplonosnou látkou neopouštět.
Termohydraulika již ze svého principu klasické teplotní parametry, teplotní spády i hydraulicky určené průtoky dávno opustila a se stávajícím vyráběným sortimentem komponentů otopných soustav dokáže zajistit ekonomické vytápění při libovolných požadavcích ne tepelný výkon. Je proto vhodná pro všechny oblasti řešení oboru od městských horkovodních napáječů, až po projektování budov s minimálními nároky na tepelné výkony spotřebičů tepla.

Podklady
Műller V. – Zkušenosti z řešení okruhů kvalitativní regulace
Galád V., Ráž J. – STP, Komplexní studie zateplování budov, část ÚT - 2005
Galád V. – Výsledky měření provozních parametrů v dynamických soustavách
Ráž J. =CRA= interní – modelování provozních stavů dynamických soustav a výpočet hlučnosti

Literatura
Matějček J. – TZB-info  „Příčiny poruchových stavů a hlučnosti v dynamických otopných soustavách“
Ráž J., Šulcová D. – Top-in „Otopové křivky“
Ráž J. – SHT  „Neuer Planungsansatz ETM“

XI. díl - Ekonomické řešení soustav po zateplení budov

 Nejdůležitější pro úspory tepla regulačními procesy je správná teplota vody, kterou klasické projekty prakticky neřeší.