Γενικά
Οι εγκαταστάσεις θέρμανσης με θερμαντικά σώματα εδώ και πολλές δεκαετίες αποτελούν την πιο διαδεδομένη μέθοδο θέρμανσης στις περισσότερες κτηριακές εφαρμογές. Η πολύχρονη εμπειρία στο σύστημα αυτό, μας έχει επιτρέψει να τυποποιήσουμε με απλούς τρόπους τους απαραίτητους υπολογισμούς για μια τέτοια εγκατάσταση επιτρέποντάς μας γρήγορα, και χωρίς ιδιαίτερο κόπο, να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε τέτοιες εγκαταστάσεις που λειτουργούν αρκετά αποτελεσματικά.
Οι απλοί αυτοί υπολογισμοί όμως, βασίζονται σε μια σειρά μεγάλων συντελεστών ασφάλειας που τελικά υπερ‐διαστασιολογούν την εγκατάσταση ώστε να καλύπτουν με σιγουριά τις ανάγκες της. Αποτέλεσμα αυτού είναι να προσφέρουμε διαρκώς σημαντικά περισσότερη ενέργεια από αυτή που είναι απαραίτητη. Τα τελευταία όμως χρόνια, η σημαντική αύξηση του κόστους της ενέργειας μας υποχρεώνει να αναθεωρήσουμε τις αντιλήψεις αυτές και να αναζητήσουμε ακριβέστερους υπολογισμούς των παραμέτρων της εγκατάστασης που μπορούν να οδηγήσουν στην καλύτερη ενεργειακή της απόδοση.
Ένας βασικός παράγοντας, στον οποίο σπάνια δίνουμε την απαραίτητη σημασία είναι η τροφοδοσία το κάθε θερμαντικού σώματος με τη κατάλληλη, τη σωστή, παροχή θερμού νερού. Στηριγμένοι στη μέθοδο που αναφέρθηκε πιο πάνω, συμμεριζόμασταν την αντίληψη του «πολύ», της προσπάθειας δηλαδή για την εξασφάλιση της μέγιστης δυνατής παροχής για το κάθε σώμα.
Όπως θα δούμε στη συνέχεια, τέτοιοι υπολογισμοί δεν εξυπηρετούν με κανένα τρόπο της σωστή λειτουργία της εγκατάστασης και την εξοικονόμηση ενέργειας.
Η τιμή της κατάλληλης παροχής για ένα θερμαντικό σώμα καθορίζεται τη στιγμή της επιλογής του σώματος και είναι πια δεδομένη για κάθε σώμα στην εγκατάσταση.
Ανατρέχοντας στον τρόπο επιλογής ενός θερμαντικού σώματος, έχοντας υπολογίσει την ενέργεια που απαιτείται για την κάλυψη των απωλειών του χώρου, επιλέγουμε το θερμαντικό σώμα που θα αποδώσει την ενέργεια αυτή. Η επιλογή γίνεται συνήθως από τους διαθέσιμους πίνακες, όπου αναφέρεται η ενέργεια που δίνει ένα σώμα με δεδομένη θερμοκρασία εισόδου και διαφορά ΔΤ μεταξύ θερμοκρασίας εισόδου και εξόδου. Από τη στιγμή που θα γίνει η επιλογή αυτή, η προσοχή μας πρέπει να στραφεί στην διατήρηση αυτών των δύο παραμέτρων στις επιλεγμένες τιμές.
Θερμοκρασία εισόδου στο σώμα
Δισωλήνιος κλάδος (σώμα κύκλωμα) Εδώ η περίπτωση είναι μάλλον απλή, καθώς το σώμα τροφοδοτείται κατευθείαν από τη πηγή (λέβητας, Α.Θ.,…) συνεπώς μπορούμε να τη ρυθμίσουμε με ακρίβεια στην τιμή που έχουμε επιλέξει και φυσικά είναι η ίδια για όλα τα σώματα, τέτοιου τύπου σύνδεσης, σε όλη την εγκατάσταση.
Μονοσωλήνιος κλάδος (περισσότερα από ένα σώματα στο κύκλωμα) Στην περίπτωση αυτή, το πρώτο σώμα τροφοδοτείται κατευθείαν από τη πηγή, άρα η θερμοκρασία εισόδου είναι ελέγξιμη και δεδομένη. Στα επόμενα όμως, η θερμοκρασία εισόδου είναι το αποτέλεσμα της ανάμιξης που γίνεται στον διακόπτη μονοσωληνίου του προηγούμενου σώματος.
Όπως είναι γνωστό, οι διακόπτες μονοσωληνίου οδηγούν μέρος της παροχής στην είσοδο του σώματος ενώ το υπόλοιπο το αναμειγνύουν με την έξοδό του.
Το αποτέλεσμα αυτής της ανάμειξης είναι η τροφοδοσία του επόμενου σώματος.
Έτσι αν το πρώτο σώμα έχει θερμοκρασία εισόδου Τεισ1 και πτώση θερμοκρασίας ΔΤ1, η θερμοκρασία εισόδου του επόμενου σώματος είναι :
Τεισ2 = Τεισ1 – α * ΔΤ1
Για παράδειγμα αν το πρώτο σώμα τροφοδοτείται με νερό 80ο C και έχει διαφορά εισόδου εξόδου 20ο C τότε αν ο διακόπτης που χρησιμοποιείται είναι 50% (α=0,5) η θερμοκρασία εισόδου του δεύτερου σώματος θα είναι:
Τεισ2 = 80‐0,5*20 = 70ο C
Αυτή είναι και η θερμοκρασία που πρέπει να ληφθεί υπ όψη στην επιλογή του σώματος.
Διαφορά θερμοκρασίας εισόδου‐εξόδου (ΔΤ) και καθορισμός της παροχής
Έχοντας επιλέξει ή υπολογίσει τη θερμοκρασία εισόδου σύμφωνα με τα παραπάνω, επιλέγουμε στη συνέχεια τη διαφορά θερμοκρασίας εισόδου‐εξόδου (ΔΤ) για το συγκεκριμένο σώμα.
Με τις δύο αυτές τιμές έχουμε καθορίσει πλήρως τις διαστάσεις του σώματος αλλά και την παροχή
που πρέπει να περάσει μέσα από αυτό.
Αν θέλουμε, μπορούμε να την υπολογίσουμε από τη σχέση:
Q=E/ΔΤ
Όπου
Q – η παροχή (lit/h)
E – η απόδοση του σώματος (Kcal/h)
ΔΤ – η διαφορά θερμοκρασίας εισόδου ‐ εξόδου.
Για παράδειγμα, ένα σώμα 2000 θερμίδων με διαφορά εισόδου εξόδου 20 βαθμών χρειάζεται Q = 2000/20 = 100 lit/h για να αποδώσει την ενέργεια αυτή.
Μικρότερη παροχή θα οδηγήσει σε μεγαλύτερο ΔΤ και αδυναμία του σώματος να θερμάνει τον χώρο.
Μεγαλύτερη παροχή θα οδηγήσει σε μικρότερο ΔΤ, μεγαλύτερη απόδοση ενέργειας, υπερθέρμανση του χώρου άρα και σπατάλη ενέργειας.
Η χρήση θερμοστατικών κεφαλών, θα περιορίσει το πρόβλημα της υπερθέρμανσης, δεν θα το εξαλείψει όμως καθώς ακόμα και όταν η κεφαλή θα κλείσει την παροχή προς το σώμα, αυτό θα είναι υπερβολικά θερμό και θα οδηγήσει τον χώρο σε τελική θερμοκρασία μεγαλύτερη από την επιθυμητή.
Είναι σαφές συνεπώς ότι η σωστή και οικονομική λειτουργία μιας εγκατάσταση θέρμανσης με καλοριφέρ εξαρτάται απόλυτα από τη σωστή ρύθμιση των παροχών που διέρχονται από το κάθε σώμα. Η ρύθμιση αυτή γίνεται μέσα από τους ρυθμιστικούς διακόπτες με τους οποίους είναι εξοπλισμένη κάθε έξοδος των συλλεκτών κεντρικής διανομής MAXIMA.
Οι ρυθμιστικοί αυτοί διακόπτες, ανάλογα με το πόσες στροφές είναι ανοικτοί, μεταβάλουν τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του κάθε κυκλώματος, ρυθμίζοντας έτσι την παροχή του.
Με τη βοήθεια του αρχείου «maxima manifolds flow settings in heating.xlsx» που μπορείτε να κατεβάσετε από το αντίστοιχο link, γίνεται ο υπολογισμός του αριθμού των στροφών που πρέπει να ανοίξει ο ρυθμιστικός διακόπτης του κάθε κυκλώματος ώστε, με ικανοποιητική ακρίβεια, να ρυθμιστούν οι παροχές στις κατάλληλες τιμές.
Στον πίνακα αυτό: ‐ εισάγουμε για την κάθε έξοδο του συλλέκτη, το όνομα του χώρου (ή των χώρων) που της αντιστοιχεί και την ισχύ του θερμαντικού σώματος (ή των θερμαντικών σωμάτων) που έχουν εγκατασταθεί σε αυτόν. ‐ εισάγουμε το μήκος των σωλήνων (προσαγωγή + επιστροφή) που αντιστοιχούν στο κάθε σώμα
Με την βοήθεια της υπόδειξης της ελάχιστη απαραίτητης διαμέτρου (στήλη v= 0,5 m/s, di=mm) επιλέγουμε την εσωτερική διάμετρο του πολυστρωματικού σωλήνα AL‐ COBRAPEX που θα χρησιμοποιηθεί -στην κορυφή του πίνακα εισάγουμε την διαφορά θερμοκρασίας ΔΤ που έχουμε επιλέξει για την επιλογή των θερμαντικών σωμάτων.
Αν για κάποιο σώμα έχει επιλεγεί διαφορετική ΔΤ, το εισάγουμε στην κόκκινη στήλη «Ειδικό ΔΤ» για το συγκεκριμένο σώμα. Στη στήλη «στροφές» έχουμε τον αριθμό των στροφών που πρέπει να ανοίξουμε τους ρυθμιστικούς διακόπτες του συλλέκτη ΜΑΧΙΜΑ για το κάθε κύκλωμα της εγκατάστασης
Στην τελευταία γραμμή του πίνακα υπάρχει και ο υπολογισμός της ελάχιστης εσωτερικής διαμέτρου του πολυστρωματικού σωλήνα AL‐COBRAPEX που θα χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του συλλέκτη.
Δικαίος Παπαμαύρος Μηχ. Μηχανικός ΕΜΠ