Termostatické ventily

Otopné těleso
Hydraulické poměry, tj. nastavení výpočtového průtoku odpovídajícího výkonu tělesa  není zpravidla  provedeno. Charakteristické jsou vysoké průtoky s minimálním vychlazením nebo naopak nízké průtoky, které nedokáží zabezpečit potřebný výkon tělesa. Tento stav je způsoben jednak nevhodným rozložením diferenčních tlaků mezi jednotlivé větvě okruhu otopné soustavy (nevyváženost) a jednak malými odpory stávajících armatur  u otopných těles (dále jen OT), které nedokáží zaručit hydraulickou stabilitu  okruhu. Dalším nemalým problémem je tzv. „zatuhnutí“ těchto armatur a tím nemožnost  ovlivnit výkon otopného tělesa. Neméně často se setkáváme s velkým předimenzováním topné plochy.

Vnitřní rozvod  topné vody v objektu
Zde lze v podstatě zopakovat předchozí citaci. Hydraulické nastavení mezi jednotlivými větvemi (stoupačkami) není provedeno, čímž dochází k  chybnému rozložení dispozičních tlaků mezi jednotlivé větve. Ve spojení s nepořádkem v hydraulických poměrech mezi topnými tělesy na jednotlivých stoupačkách se celý problém zvýrazňuje a  topná voda pak  zatéká do větví s nejmenším odporem.  Zde pak hovoříme o tzv. zkratech a logickým důsledkem je nedostatek průtoku topné vody v „nejslabších“, zpravidla koncových  větvích. Aby toho nebylo málo, zmíněný problém nedotápění, zpravidla v objektu „cestuje“ v závislosti na teplotě topné vody. Například v přechodovém období s nízkou teplotou topné vody nedotápí poslední podlaží (se současným přetápěním spodních podlaží) a následně po prvních mrazech se situace obrátí. Dalším problémem jsou nefunkční stoupačkové armatury,  což způsobuje  závažné problémy  při odstraňování závad v topném  období, nemluvě o možnosti měřit diferenční tlak, popřípadě průtok topné vody na jednotlivých stoupačkách pomocí nefunkčních vypouštěcích ventilů.

Zdroj tepla – výměníková stanice, kotelna
Z našeho úhlu pohledu lze hovořit o dvou základních nedostatcích, které mají negativní vliv na chod otopné soustavy. V případě udržování statického tlaku vzduchovým polštářem je předpoklad zanášení vyšší koncentrace vzduchu do topné vody.To se pak projevuje především výrazně u soustav s velkým převýšením od zdroje tepla k nejvyššímu otopnému tělesu. Zde pak dochází ke koncentrovanému zplyňování rozpuštěného vzduchu  a tím poměrně častému zavzdušnění topných těles. Dalším problémem je dodržování topné křivky, kdy  teplota topné vody by měla odpovídat  projektem stanovené závislosti na venkovní teplotě s případnou korekcí dle skutečných provozních podmínek.

Závěrem
Výše uvedené skutečnosti mají za následek nestabilitu soustavy, která je příčinou vysokých nákladů na vytápění a provoz soustavy.  Při dnešních nedotovaných reálných cenách tepla se tato situace stává pro odběratele nepřijatelnou z důvodů vysokého zatížení rodinného rozpočtu.  Nelze jednostranně říci, že současný stav je způsoben nepořádky na straněodběratele nebo dodavatele, i když lze statisticky  vysledovat větší podíl na straně objektu, tj. odběratele. Stávající otopné soustavy pracují  v režimu konstantních průtoků,  kdy nedochází  k výrazným změnám průtoků jednotlivými větvemi. Nasazením termoregulačních ventilů a zapojením motivační složky (poměrové měření tepla) pro nájemníky se tento stav výrazně změní a nebývají vyjímkou  až 30% úspory tepla oproti původnímu stavu. Při hledání řešení  je nutné  zajistit spolupráci všech zúčastněných  stran a stanovit koncepci technického řešení s konkrétními pravidly.

Předkládaná nabídka, na základě požadavku objednatele je vypracována v technicko ekonomické rozvaze, kdy zákazníkovi je předložen návrh s optimálním technickým řešením, vzhledem ke způsobu vedení vnitřních topných rozvodů v objektu, včetně ekonomické rozvahy – předpokládané finanční návratnosti.Podle způsobu vedení topných rozvodů v objektu, tlakové ztráty v rozvodech a technických parametrů topné vody v předávacím místě objektu (pomyslná hranice mezi dodavatelem a odběratelem tepla) jsou čtyři základní technické možnosti pro optimální funkčnost termostatických ventilů:

1) Stabilizace Dp centrálně na patě objektu, bez vyvážení stoupaček seřizovacími, nebo regulačními prvky.
2) Stabilizace Dp centrálně na patě objektu, vyvážení stoupaček ručními seřizovacími prvky.
3) Stabilizace Dp decentrálně na jednotlivých stoupačkách.

Stabilizace Dp centrálně na patě objektu, bez vyvážení stoupaček
seřizovacími nebo regulačními prvky.Tato základní varianta je v praxi nejméně rozšířená vzhledem ke značným technickým omezením a rizikům. Protože se nerealizují žádné úpravy na jednotlivých stoupačkách, je toto řešení nejlevnější z nabízených možností. Omezujícím faktorem pro použití této varianty je rozsáhlost topného rozvodu objektu, resp. jeho tlaková ztráta. Jestliže se tlaková ztráta objektu blíží k pásmu hlučnosti TRV je nutné použít jednu z následujících variant. V opačném případě se vystavujeme vzniku hluku na TRV a jeho špatné funkci. V praktickém provedení tato varianta obnáší, kromě montáže TRV k OT, montáž regulátoru tlaku na patu objektu.

Stabilizace Dp centrálně na patě objektu, vyvážení stoupaček ručními seřizovacími prvky.
Tato varianta je v praxi v případě příznivých tlakových poměrů vyžívána z důvodu nízkých nákladů na ruční seřizovací ventily.Omezujícím faktorem pro použití této varianty je opět tlaková ztráta topných rozvodů objektu. V opačném případě se vystavujeme riziku hlučnosti termostatických ventilů a špatné funkci. Rozdíl tlakových ztrát mezi jednotlivými stoupačkamije do určité míry kompenzován ručními seřizovacími ventily. Tím je zaručen správný poměr dispozičních tlaků zaručujících hydraulickou stabilitu rozvodu objektu. V praktickém provedení tato varianta obnáší, kromě montáže TRV, montáž hlavní regulační armatury na patu UT objektu.Současně jsou na horizontálním rozvodu na každou větev (stoupačku) osazeny uzavírací a ruční seřizovací ventily.

Stabilizace Dp decentrálně na jednotlivých stoupačkách.
Tato varianta řeší případy, kdy je nutné z důvodu vysoké tlakové ztráty objektu řešit stabilizaci Dp decentrálně na jednotlivých větvích (stoupačkách). Hydraulické vyvážení a stabilizace Dp je řešeno sadou armatur ASV-P(PV) + ASV-M(I), nebo ASV-P(PV) + kombinovaný kulový kohout s odběrem tlaku na každé stoupačce. Tím je zaručen optimální poměr dispozičních tlaků zaručujících hydraulickou stabilitu rozvodu objektu za všech provozních podmínek.

Stabilizace Dp centrálně na patě objektu řízeným čerpadlem a stabilizace Dp decentrálně na jednotlivých stoupačkách.
Tato varianta je v praxi nejrozšířenější z důvodu komplexnosti řešení. Poptávka již dnes není po nejlevnějších řešeních,ale po kvalitě a komplexnosti díla. Tento trend je podpořen některými špatnými zkušenostmi s rychlými a levnými řešeními,která se v konečném důsledku ukázala jako dražší, nebo ekonomicky nejméně výhodná (malé úspory, časté servisní zásahy,apod.). Tato varianta řeší případy, kdy je nutné z důvodu vysoké tlakové ztráty objektu řešit stabilizaci Dp decentrálně na jednotlivých větvích (stoupačkách). Hydraulické vyvážení a stabilizace Dp je řešeno sadou armatur ASV-P(PV) + ASV-M(I), nebo ASV-P(PV) + kombinovaný kulový kohout s odběrem tlaku na každé stoupačce. Tím je zaručen optimální poměr dispozičních tlaků zaručujících hydraulickou stabilitu rozvodu objektu za všech provozních podmínek.

Zaměření objektu, vypracování zjednodušené technické dokumentace

Technickou přípravou se rozumí zmapování skutečného stavu otopných soustav objektů včetně jejich funkčnosti (evidované dlouhodobější stížnosti), okrsků (VS) a potřebné dokumentace. Současně je nutné provést potřebná jednání s dodavatelem tepla za účelem schválení základních pravidel realizace. Na základě těchto podkladů je přijata koncepce nasazení termoregulačních ventilů v bytovém a nebytovém fondu se všemi možnými variantami a klíčem k jejich použití. Dodavatel tepla by měl stanovit základní podmínky realizace, které mají vliv na provoz jeho zařízení. Především se jedná o stanovení způsobu stabilizace tlakových poměrů v soustavě. Zjednodušená technická dokumentace „Zdokonalení otopné soustavy – nasazení termostatických ventilů“ se skládá z následujících částí:

• Technická zpráva
• Hydraulická tabulka a nastavení vyvážení (určuje základní parametry pro odběrné místo, objekt)
• Úpravy na patě objektu
• Hlavní rozvody a osazení vyvážení
• Půdorysy podlaží
• Schema stoupaček a otopných těles (přehled otopných těles s nastavením TRV)
• Výpis materiálu

Standardně používané prvky

Termostatické ventily zn. DANFOSS – typ RA-N odpovídají stavebním délkám běžně používaných původních ventilů. Ventilová tělesa jsou vybavena termostatickými regulačními hlavicemi typ RA 2510 (paroplynová náplň), nebo RAE 5024 (kapalinová náplň). Přednastavení průtočného množství je provedeno plynulým omezením průtoku pomocí přednastavitelné kuželky. Vlastní regulaci zajišťuje termostatická hlavice.

K hydraulické regulaci na stoupacím potrubí topného systému využíváme jednak automatické regulátory diferenčního tlaku zn. Danfoss – typ ASV-P (PV), tak i ruční vyvažovací armatury např. ASV-M, ASV-I, IMTEC. Regulace diferenčního tlaku pomocí automatických regulátorů větví slouží k zamezení růstu diferenčního tlaku během provozu nad přípustnou mez specifikovanou v technické dokumentaci pro konkrétní stoupačku UT.

Ke stabilizaci dispozičního tlaku na patě objektu (centrální regulace) topného systému používáme automatické regulátory diferenčního tlaku typu AIP, AFP/VGF2, DA 516, jejichž úkolem v předávacím místě je eliminovat vyšší tlakový přínos čerpadla z výměníkové stanice.

Hydraulické vyvážení topného systému dle technické dokumentace

Výměnou stávajících radiátorových armatur za TRV se výrazně zlepší stabilita topné soustavy. Především mezi topnými tělesy na jedné stoupačce se jedná o významný přínos k zajištění hydraulické stability. Pro správnou funkci TRV a ostatní regulační prvky je však nutné vytvořit podmínky zajišťující trvale optimální parametry pro bezchybnou práci TRV s maximální energetickou účinností a bez hluku. Jedná se především o rovnoměrné rozložení průtoků mezi jednotlivé větve rozvodu a omezení nárůstů diferenčního tlaku (dále Dp) na každém otopném tělese tak, jak je uvedeno v technické dokumentaci.

Hydraulické vyvážení provádí zkušený tým techniků, kteří ke své činnosti používají kvalitní měřící zařízení, určené k diagnostice průtoků, tlaků a teplot.