είναι πάντα σταθερός, τότε εύκολα καταλήγουμε στην παρακάτω σχέση:
| Σχετικά με το άρθρο αυτό |
|---|
| Το άρθρο αυτό δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά εν έτει 1994 στο τεύχος 260/94 του δελτίου του ΠΣΔΜΗ. Έκτοτε έχει αναδημοσιευθεί πολλές φορές σε πολλά φυλλάδια του χώρου. Συγγραφέας του άρθρου αυτού είναι ο μηχανολόγος Βαρβαγιάννης Γιώργος |
Ο σημαντικός ρόλος της ρύθμισης-εξισορρόπησης των υδραυλικών δικτύων στον έλεγχο της παροχής ενέργειας στα συστήματα θέρμανσης-ψύξης
Α. Εισαγωγή.
Από παλιά
, όταν ακόμη μελετούσαμε το κλασσικό δισωλήνιο σύστημα θέρμανσης, ένα συνηθισμένο ερώτημα αρκετών μελετητών ήταν γιατί σε όλα τα θερμαντικά σώματα της εγκατάστασης το νερό μπαίνοντας 90° θα έβγαινε απαραιτήτως 70°.Τί ήταν αυτό πού διατηρούσε τέλος πάντων την σταθερότητα αυτής της θερμοκρασιακής διαφοράς. Η απάντηση φαντάζομαι ότι είναι γνωστή τώρα πλέον. Τίποτα. Το δίκτυο εντελώς από μόνο του εύρισκε το σημείο λειτουργίας του αδιαφορώντας για το γνωστό 90/70.Συνήθως οι θερμοκρασιακές διαφορές του νερού είχαν μία ποικιλία από ΔΤ=5° σε ΔΤ=30° ή και 40°. O όρος εξισορρόπηση βέβαια εκείνη την εποχή ίσως να υπήρχε στα ψιλά γράμματα κάποιων επιστημονικών συγγραμμάτων. Στην συνέχεια ήλθε το μονοσωλήνιο σύστημα όπου κληρονόμησε αυτή την κακή μοίρα του δισωληνίου δηλαδή το νερό αφήνεται να κυκλοφορεί μέσα στους κλάδους (πρωτεύοντες η δευτερεύοντες) όπως εκείνο θέλει. Οι δυσμενείς εμπειρίες αυτού του πράγματος είναι λίγο πολύ γνωστές σε όλους. Από το δισωλήνιο σύστημα πού υπολειτουργούσαν τα σώματα των τελευταίων ορόφων διότι τα "έκλεβαν" εκείνα των πρώτων ορόφων έως το μονοσωλήνιο σύστημα, πού αν δεν είχε το πλεονέκτημα της αυτονόμησης, ίσως να είχε εξαφανισθεί από την χώρα μας. Η φύση του μονοσωληνίου συστήματος είναι τέτοια πού όταν είναι αρρύθμιστο "εκδικείται" πολύ πιο έντονα από ένα αρρύθμιστο δισωλήνιο. Έχει το μεγάλο πλεονέκτημα όμως ότι εξισορροπείται πολύ πιο εύκολα από ότι ένα δισωλήνιο όπως θα εξηγήσουμε παρακάτω.
Β. Τι είναι η Εξισορρόπηση.
Οι συνηθισμένες εγκαταστάσεις αποτελούνται από ένα κλειστό δίκτυο όπου αυτό εξυπηρετεί διάφορα στοιχεία όπως θερμαντικά σώματα φυσικής κυκλοφορίας, Fan coils, κλιματιστικές μονάδες, αερόθερμα κ.ο.κ. ενώ η ροή του νερού γίνεται μέσω μίας αντλίας. Η επιλογή της αντλίας (ακόμη και σήμερα) γίνεται με τον γνωστό τρόπο του δυσμενέστερου κλάδου, όπου αυτός οδηγεί στον πατρικό του κλάδο κ.ο.κ. Έτσι λοιπόν ο μελετητής καταλήγει στο σημείο της αντλίας όπου έχοντας μία παροχή και ένα μανομετρικό ύψος, την επιλέγει, την προδιαγράφει και εκεί συνήθως τελειώνει. Ναι αλλά για να φθάσει από τον δυσμενέστερο κλάδο στην αντλία έχει περάσει πολλούς κόμβους όπου θεωρεί de-facto ότι το νερό θα μοιρασθεί μεταξύ των κλάδων του κόμβου κατά πώς θέλει εκείνος. Αυτό λοιπόν δεν πρόκειται να συμβεί εάν δεν επέμβει με μία πρόσθετη εργασία πού είναι η εξισορρόπηση. Στην ουσία η εξισορρόπηση δεν είναι τίποτε άλλο από την πρόσθεση μίας επί πλέον αντίστασης στους δευτερεύοντες κλάδους μέσω μίας ειδικής ρυθμιστικής βαλβίδας πού αναγκάζει τον κλάδο να λειτουργήσει με συγκεκριμένη πίεση άρα και με συγκεκριμένη παροχή νερού. Οι πρόσθετες αυτές αντιστάσεις υπολογίζονται ως είναι φυσικό από τον μελετητή και μέσω των προδιαγραφών των βαλβίδων μεταφράζονται σε στροφές όπου και αναγράφονται επάνω στα σχέδια. Εδώ είναι πού τελειώνει και η δουλειά του μελετητή και όχι απλά στην επιλογή της αντλίας. Η "μετάφραση" από τις ρυθμιστικές αντιστάσεις στις στροφές του μίσχου της βαλβίδας γίνεται υπολογιστικά με την βοήθεια του συντελεστή -Kv-. Εδώ μάλλον πρέπει να κάνω μία γρήγορη αναφορά σε αυτόν τον πολύ ενδιαφέροντα αριθμό.
Γ. Τι είναι ο αριθμός -Kv-
Ο αριθμός Kv η kvs (οι Αμερικάνοι τον συμβολίζουν -Cv-) χαρακτηρίζει πλέον κάθε εξάρτημα η βαλβίδα και γενικώς οτιδήποτε προκαλεί τοπική πτώση πίεσης. Έχει πλέον καθιερωθεί και δεν είναι τυχαίο πού οι κατασκευαστές τέτοιων εξαρτημάτων τον δίνουν απαραίτητα στα τεχνικά τους στοιχεία. Συνδέει την παροχή του νερού G πού περνά μέσα από την βαλβίδα με την πτώση πίεσης στα άκρα της ΔP και μας λέει πόσα κυβ.μ ανά ώρα πρέπει να περάσουν για να εμφανισθεί ΔΡ=1 Bar. Δεχόμενοι (για κάποιο συγκεκριμένο εξάρτημα) ότι ο λόγος είναι πάντα σταθερός, τότε εύκολα καταλήγουμε στην παρακάτω σχέση:
και ακολούθως στην παρακάτω:
Η σχέση αυτή ισχύει για το συγκεκριμένο ζεύγος μονάδων:G==> m³/h, ΔP==>Bar
Η ίδια σχέση με μονάδες πού συνήθως χρησιμοποιούμε παίρνει την μορφή:
Όπου τώρα πλέον, το ζεύγος μονάδων παίρνει την τιμή: G==>Lit/h, ΔP==>mm Υ.Σ
Αυτός ο συντελεστής, λοιπόν ο Kv, έχει αντικαταστήσει στην ουσία με επιτυχία τον γνωστό συντελεστή ζ ο οποίος οδηγούσε σε λανθασμένα αποτελέσματα διότι συνεργαζόταν ως γνωστόν με την ταχύτητα
η οποία καθορίζεται σε συγκεκριμένη διάμετρο. Ποια διάμετρος όμως μπορεί να καθορισθεί μέσα σε μία βαλβίδα μονοσωληνίου για παράδειγμα;. Προφανώς καμία. Και φυσικά δεν εννοούμε την διάμετρο σύνδεσης του σωλήνα στην συγκεκριμένη βαλβίδα. Ο συντελεστής -ζ- δεν υπάρχει πλέον πουθενά σε κανένα σύγχρονο τεχνικό φυλλάδιο κατασκευαστή υδραυλικών εξαρτημάτων. Αντίθετα υπάρχει ο συντελεστής Kv η διάγραμμα παροχών / ΔΡ πού έτσι και αλλιώς έχει και φυσική έννοια.
Δ. Πώς γίνεται η εξισορρόπηση
Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα απλό δίκτυο (σε μονογραμμικό) όπως στο Σχ.1
Ξεκινώντας από τον δυσμενέστερο κλάδο γνωρίζουμε ότι περνώντας παροχή νερού 500 lit/h από αυτόν, το μανομετρικό ύψος του κόμβου είναι 2800 mm ΥΣ, με την ίδια λογική εξετάζοντας τον κλάδο Β γνωρίζουμε ότι το μανομετρικό του κόμβου 1 είναι 2200 mm ΥΣ. Αν ο κόμβος λειτουργήσει με 2800 mm τότε ναι μεν ο κλάδος Α θα λειτουργήσει με 500 lit/h αλλά ο κλάδος Β δεν θα λειτουργήσει με τα ζητούμενα 300 lit/h αλλά με περισσότερα οπότε ο κεντρικός κλάδος Γ δεν λειτουργεί με 800 αλλά με άγνωστο αριθμό lit/h δημιουργώντας πλέον κομφούζιο σε όλο το υπόλοιπο δίκτυο όπου πολλαπλασιαζόμενο το φαινόμενο εξ' αιτίας των υπολοίπων κλάδων καταλήγει σε καταστάσεις ανεξέλεγκτες και σε προβλήματα πού θα εξετάσουμε παρακάτω. Η εξισορρόπηση λοιπόν δεν κάνει τίποτε άλλο από το να προσθέτει στον κλάδο Β αντίσταση 2800-2200=600 mm ΥΣ οπότε ως είναι ευνόητο είμαστε σίγουροι πλέον για την παροχή πού θα περάσει μέσα και από τους δύο κλάδους. Η αντίσταση 600 mm YΣ όπως προανέφερα προστίθεται με την βοήθεια ρυθμιστικής βαλβίδας όπου γνωρίζοντας την παροχή και τη ζητούμενη πτώση πίεσης στα άκρα της, υπολογίζεται από την προηγούμενη σχέση το -kv- της ως εξής:
Έχοντας προδιαγράψει συγκεκριμένη βαλβίδα, τότε έχω αμέσως τις στροφές ρύθμισής της από το kv οπότε και αναγράφονται επάνω στα σχέδια. Η ίδια μεθοδολογία ακολουθεί και την εξισορρόπηση του μονοσωληνίου αλλά και κάθε άλλου δικτύου συμπεριλαμβανομένου και του δισωληνίου συστήματος. Και εδώ είναι η στιγμή να εξηγήσω γιατί ένα δισωλήνιο ρυθμίζεται πολύ δύσκολα σχετικά με ένα μονοσωλήνιο. Σκεφθείτε ότι κάθε θερμαντικό σώμα στο δισωλήνιο είναι και ένας διαφορετικός κλάδος. Στην ουσία εκεί τον ρόλο των ρυθμιστικών βαλβίδων παίζουν οι διπλορυθμιζόμενοι διακόπτες των θερμ. σωμάτων οι οποίοι μόνο πρακτικά μπορούν να ρυθμισθούν παρά υπολογιστικά διότι και προδιαγραφές ρύθμισης των διακοπτών δεν υπάρχουν αλλά και για τον μελετητή είναι φοβερά επίπονο να δώσει στροφές σε κάθε διακόπτη θερμ. σώματος.Ακριβώς τα αντίθετα ισχύουν για το μονοσωλήνιο σύστημα όπου σε κάθε βρόγχο υπάρχει στον συλλέκτη ένα ρυθμιστικό βαλβιδάκι του οποίου αναγράφονται οι στροφές του στο κατακόρυφο διάγραμμα και κατ’ αυτόν τον τρόπο πολύ εύκολα ρυθμίζεται από τον κατασκευαστή.
Στο μονοσωλήνιο σύστημα μπορούμε επίσης να κάνουμε εξισορρόπηση ανά διαμέρισμα (κάτω από ορισμένες προϋποθέσεις όσον αφορά τους βρόγχους) με μία κεντρική βαλβίδα, (Σχήμα2) οπότε και το σύστημα ελέγχουμε αφ’ ενός αλλά και συμβάλλουμε στην δικαιότερη κατανομή δαπανών λειτουργίας μεταξύ των ενοίκων αφ’ ετέρου αλλά και την εργασία εξισορρόπησης σημαντικά απλουστεύουμε. Ας το αφήσουμε όμως αυτό το ενδιαφέρον θέμα για μία μελλοντική ανάλυση.
Ε. Τι επιπτώσεις υπάρχουν στα μη εξισορροπημένα συστήματα.
Στο διάγραμμα 1 αναπαριστώνται δύο καμπύλες θερμικής απόδοσης σε συνάρτηση με την παροχή του νερού.
Η πρώτη καμπύλη (κόκκινη) αναφέρεται σε θερμαντικά σώματα φυσικής κυκλοφορίας αέρα (ΑΚΑΝ-RUNTAL-PANELS κλπ) και η δεύτερη καμπύλη (μπλε) αναφέρεται σε στοιχεία βεβιασμένης κυκλοφορίας αέρα(Fan coils-κλιμ.μονάδες κλπ). Επάνω στις καμπύλες φαίνεται το κανονικό σημείο λειτουργίας τους βάσει των στοιχείων των κατασκευαστών τους. Είναι πλέον ξεκάθαρο το πώς μεταβάλλεται η θερμική απόδοση του στοιχείου/σώματος σε συνάρτηση με την παροχή του νερού. Αυτό οδηγεί στα κάτωθι συμπεράσματα:
1.Θερμικές επιπτώσεις
Στο Σχ. 3 έχουμε δύο κλάδους όπου εξυπηρετούν τα δειχθέντα θερμαντικά σώματα.
Έστω ότι ο κλάδος 1 μελετάται για παροχή νερού 500 lit/h και ο κλάδος 2 για 400 lit/h. Το αφήνουμε το σύστημα (όπως συνήθως γίνεται) αρρύθμιστο, και έστω ότι το νερό (βάσει όσων γράφηκαν παραπάνω) περάσει 300 lit/h από τον κλάδο 1 και 700 lit/h από τον κλάδο 2. Βάσει των ανωτέρω διαγραμμάτων τα θερμικά σώματα του κλάδου 1 θα υπολειτουργούν πχ κατά 15% ενώ του κλάδου 2 θα υπερλειτουργούν πχ κατά 18%. Αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα να αποδίδονται 1440 Kcal/h πάνω από τις ζητούμενες, πράγμα πού σημαίνει υπερθέρμανση των αντίστοιχων χώρων άρα και 0.2 lit/h απώλεια πετρελαίου για κάτι πού δεν χρειάζεται. Ταυτόχρονα οι χώροι του κλάδου 1 μονίμως θα διατηρούνται κρύοι με αποτέλεσμα το αναγκαστικό δίλημμα ή να παραμένουν κρύοι ή να λειτουργεί το σύστημα περισσότερο χρόνο από εκείνον πού θα λειτουργούσε όταν το σύστημα θα ήταν εξισορροπημένο. Αυτό ως είναι ευνόητο πολλαπλασιάζει την προαναφερθείσα απώλεια πετρελαίου στον κλάδο 2.
Τα ίδια ακριβώς ισχύουν και στο μονοσωλήνιο σύστημα. Στην θέση των κλάδων έχουμε τους βρόγχους ή θερμικά κυκλώματα. Βέβαια το μονοσωλήνιο προχωρεί ακόμη παραπέρα (όσον αφορά τις επιπτώσεις πού αναλύουμε) μεταφέροντας την επίδραση από τους βρόγχους στις στήλες, οπότε εκεί τώρα πλέον τον ρόλο των κλάδων του προηγουμένου παραδείγματος, τον έχουν ολόκληρα τα διαμερίσματα. Έτσι λοιπόν κανείς δεν γνωρίζει πόσο νερό περνά από κάθε βάνα αυτονομίας προς το διαμέρισμα. Αυτό ως είναι φυσικό σημαίνει ότι είναι άγνωστη η παρεχόμενη θερμική ενέργεια προς το διαμέρισμα.
Συνοψίζοντας λοιπόν στις θερμικές επιπτώσεις έχουμε:
2.Υδραυλικές επιπτώσεις.
Ι. Θόρυβοι.
Το μοναδικό γνωστό κριτήριο για τους θορύβους στην πλειοψηφία των μελετητών είναι η ταχύτητα του νερού. Από ότι μαθαίναμε παλιά αυτή πρέπει να κυμαίνεται για τον λόγο αυτόν από (0.4÷0.7) m/sec. Αυτή η λογική όμως ανήκει πλέον στο παρελθόν διότι αυξήθηκαν ή αντικαταστάθηκαν τα κριτήρια.
Εδώ ακριβώς ανοίγω μία παρένθεση με τίτλο:
Κριτήρια καθορίζοντα τις διαμέτρους των σωληνώσεων στα δίκτυα.
Η ταχύτητα του νερού δεν είναι κριτήριο επιλογής των διατομών του δικτύου. Αυτή μπορεί να φθάσει στην τιμή των 3 m/sec και πολλές φορές και παραπάνω. Αυτό όμως πού πρέπει να κρατά την προσοχή του μελετητή είναι η παροχή του νερού τι θορύβους θα δημιουργήσει περνώντας μέσα από τα εξαρτήματα. Ας δούμε ένα παράδειγμα:
Σε σωλήνα χαλκού Φ15 συνδέω ένα θερμαντικό σώμα ΙΙ 905/8.Μέ κριτήριο την ταχύτητα 0.7 m/sec μπορώ να περάσω μέσα από τον σωλήνα πολύ άνετα και δίχως μεγάλες πιέσεις 330 lit/h παροχή νερού. Δεν μπορώ όμως να περάσω αυτήν την παροχή μέσα από το θερμ. σώμα δίχως να έχω προβλήματα θορύβου στο σώμα (το γνωστό "γκλου-γκλου") και αλλεπάλληλους εξαερισμούς αυτού.
Άλλο παράδειγμα:
Υπολογίζοντας ένα δίκτυο πού απαιτεί 10,000 lit/h και με κριτήριο την μέγιστη τιμή της ταχύτητας 1.2 m/sec βρίσκω ότι δεν με καλύπτει η διατομή Φ54 του χάλκινου σωλήνα και ότι πρέπει να επιλέξω μεγαλύτερη διατομή πχ 2 1/2'' χαλύβδινο σωλήνα. Τραγικό και αντιοικονομικό λάθος διότι ως γνωστόν από τον χάλκινο σωλήνα Φ54 μπορούν να περάσουν άνετα 14,000 lit/h! (θερμοκρασίας 70°C).
Ας φαντασθούμε ένα βρόγχο ψύξης-θέρμανσης με χαλκοσωλήνα Φ18 όπου εξυπηρετεί ένα
Fan-coil 18,000 BTU/h. Απαιτούμε 900 lit/h όπου περνούν με το ζόρι από σωλήνα Φ18 αλλά δεν περνούν (δίχως να κάνουν απαράδεκτους για κατοικήσιμο χώρο θορύβους) από τα δύο ρυθμιστικά στους συλλέκτες (εκείνα της θέρμανσης πού κακώς συνηθίζονται να τοποθετούνται και στην ψύξη).Μα ποιο επιτέλους είναι το κριτήριο;
Εδώ ακριβώς εισέρχεται και ένας άλλος ρυθμιστικός παράγοντας στον σχεδιασμό των δικτύων νερού. Είναι η πτώση πίεσης ανά μέτρο μήκους του σωλήνα. Υπάρχουν πολλές απόψεις για το ποια είναι ακριβώς τα όρια αυτών των δύο παραγόντων. Θα δώσω την γνώμη μου αλλά και θα παραπέμψω στην ASHRAE (1993 Fundamentals Handbook σελ. 33.3, Flow rate limitations) όπου μας συστήνει μία άποψη:
Κριτήριο είναι η ταχύτητα με μέγιστη τιμή 1.2 m/sec για διαμέτρους έως 50 mm ενώ από εκεί και πάνω κριτήριο είναι η πτώση πίεσης με μέγιστη τιμή 40 mm Υ.Σ/m. Αυτά μας σύστηνε η ΑSHRAE και στα 1981 (Fundamentals Handbook σελ. 34.1).Από το 1981 έως σήμερα έχω μορφώσει μία άποψη πού ας μου επιτραπεί να την γράψω.
Έχω ακόμη ένα κριτήριο: Χαλκός η Χάλυβας; Και αν είναι χαλκός έχει εσωτερική κατεργασία ή όχι; Έτσι λοιπόν έχω:
Κατεργασμένοι εσωτερικά χαλκοί (Χαλκός μονοσωληνίου Φ15,Φ16,Φ18,Φ22)
Rmax=70
mm Υ.Σ/mΚοινοί χαλκοί
Rmax=55
mm Υ.Σ/mΧάλυβες
Rmax=45
mm Υ.Σ/mΑν υπολογισθεί η Φ16 για παράδειγμα, με κριτήριο την ταχύτητα 1.2 m/sec τότε μας επιτρέπει ροή 665 lit/h πού αυτή δίνει με την σειρά της μία πτώση πίεσης 115 mm Υ.Σ/m για νερό θερμοκρασίας 70°C ενώ για νερό 10°C (περίπτωση ψύξης) δίνει πτώση πίεσης 152 mm Υ.Σ/m. Και οι δύο τιμές είναι πάρα πολύ μεγάλες δεδομένου ότι θα οδηγήσουν σε υψηλά μανομετρικά και υπερδιαστασιολογημένες αντλίες. Δεν είναι του παρόντος να γράψω τώρα περισσότερα στοιχεία και να τεκμηριώσω τα παραπάνω. Ίσως στο μέλλον δοθεί κάποια ευκαιρία.
Κλείνω την παρένθεση και επανέρχομαι εκεί πού την άνοιξα.
Το νερό λοιπόν κυκλοφορώντας ανεξέλεγκτα μέσα στους κλάδους του δικτύου προκαλεί ανεξέλεγκτους θορύβους. Δεν είναι τυχαίο ότι πάρα πολλές εγκαταστάσεις θέρμανσης (δισωλήνια και μονοσωλήνια συστήματα) θορυβούν (πολλές φορές πάνω από τα ανεκτά για τον άνθρωπο όρια) και οι θόρυβοι αυτοί εντοπίζονται συνήθως στον κυκλοφορητή (πού συχνά υπερδιαστασιολογείται), στους συλλέκτες (ιδίως στα μονοσωλήνια) και στα μικρά θερμαντικά σώματα.
ΙΙ. Φθορές.
Κατά καιρούς διάφορα Handbooks ή εξειδικευμένα βιβλία έχουν δημοσιεύσει πίνακες με το πώς μειώνεται η διάρκεια ζωής των δικτύων με την αύξηση της ταχύτητας του νερού. Βέβαια οι Αμερικάνοι γράφουν (ASHRAE 1993 Fundamentals handbook) ότι ο γνωστός παράγοντας φθοράς (από μέσα προς τα έξω) των σωλήνων EROSION δρα ουσιαστικά σε ταχύτητες νερού πάνω από 30 m/sec, τιμή πού είναι εξωπραγματική για τα δίκτυα πού μας ενδιαφέρουν. Αυτό πού σίγουρα έχει παρατηρηθεί στην πράξη από πολλούς συναδέλφους είναι ότι σε δίκτυα πού είναι κατασκευασμένα από τον ίδιο εργολάβο, με τα ίδια υλικά, τον ίδιο χρόνο και με τον ίδιο τρόπο, μετά από μερικές χιλιάδες ωρών λειτουργίας εμφανίζουν ασύμμετρες φθορές. Δηλαδή άλλοι κλάδοι εμφανίζουν φυσιολογική φθορά και άλλοι υπερβολική φθορά πού να χρήζουν αντικατάσταση. Αυτό δε πού παρατηρείται πάντα είναι ότι περισσότερο φθαρμένοι είναι οι αποδοτικότεροι κατά την λειτουργία κλάδοι. Λέγοντας φθορά εννοώ την από "μέσα προς τα έξω" φθορά στον σωλήνα και όχι την από "έξω προς τα μέσα», φθορά πού προκαλούν άλλες αιτίες όπως διάβρωση από υγρασίες, διαρροές κοκ η αλλοίωση από δομικά υλικά (ασβέστες ελαφρόπετρες κλπ).Υπάρχουν πολλά παραδείγματα από παρατηρήσεις μου στην πράξη εδώ και 20 χρόνια. Ένα όμως είναι χαρακτηριστικότατο και θεωρώ ότι πρέπει να το αναφέρω.
Το 1974 τεταρτοετής φοιτητής παρακολουθούσα τις εργασίες εγκατάστασης ενός συστήματος θέρμανσης μιας εξ’ αδιαιρέτου διπλοκατοικίας πού εκτεινόταν οριζόντια και σε ένα επίπεδο. Το λεβητοστάσιο ήταν στο υπόγειο της δεξιάς κατοικίας, οπότε τα σώματα αυτής ήσαν ακριβώς επάνω από τα κολλεκτέρ του λέβητα, με σχετικά μικρές οριζόντιες αποστάσεις. Αντίθετα τα θερμ. σώματα της αριστερής κατοικίας ήσαν σχετικά μακριά, τόσο πού ο απομακρυσμένος βρόγχος βάσει του οποίου επελέγη ο κυκλοφορητής είχε ένα συνολικό μήκος περ. 60 μέτρα.
Όταν λειτούργησε το σύστημα το αποτέλεσμα ήταν να υπερθερμαίνεται η κατοικία 1 ενώ αντίστοιχα η κατοικία 2 υποθερμαινόταν διότι τα θερμαντικά σώματα σε αυτήν παρουσίαζαν μεγάλη θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ θερμοκρασίας νερού προσαγωγής και επιστροφής. Οι κατά καιρούς επεμβάσεις των υπευθύνων ήταν να αλλάζουν συνεχώς τον κυκλοφορητή τοποθετώντας κάθε τόσο και ισχυρότερο. Όταν "στραγγάλιζαν" τις βάνες των συλλεκτών της κατοικίας 1 δημιουργούσαν άλλα προβλήματα συνεχών εξαερισμών και θορύβων στο δίκτυο, οπότε τις άνοιγαν πάλι. (Πολύ σωστά διότι οι βάνες (συρταρωτές σφαιρικές κλπ) δεν είναι κατάλληλες για πρόσθεση υδραυλικών αντιστάσεων στους κλάδους). Μετά από 10 χρόνια λειτουργίας το δίκτυο της κατοικίας 1 εφθάρη σχεδόν ολοκληρωτικά και αντικαταστάθηκε με εμφανές χάλκινο. Η φθορά ήταν από μέσα προς τα έξω και οι σωλήνες είχαν λεπτύνει τόσο πού ήταν αδύνατο να ανοίξουν σπειρώματα στα "γερά" τμήματα αυτού. Πριν 5 χρόνια η κατοικία 2 ανεξαρτητοποιήθηκε θερμικά όπου το παλαιό της δίκτυο λειτουργεί ακόμη και σήμερα χωρίς προβλήματα.
Συνοψίζοντας στις φθορές, γράφω ότι ανεξέλεγκτες ροές σε μη εξισορροπημένα δίκτυα, προκαλούν μείωση της διάρκειας ζωής των κλάδων εκείνων πού το νερό περνά με υψηλές παροχές.
ΣΤ. Τι εργασία προσθέτει η εξισορρόπηση στον μελετητή και ποια τα γενικότερα οφέλη των ρυθμιστικών βαλβίδων πού προδιαγράφει.
Είναι γεγονός ότι τώρα πλέον μέσα στα φύλλα υδραυλικών υπολογισμών δεν περνά μόνο ο απομακρυσμένος κλάδος πού οδηγεί μέχρι την αντλία και να αφήνονται όλοι οι άλλοι κλάδοι στην τύχη τους, αλλά περνούν και αυτοί. Βέβαια σε ένα σύνθετο δίκτυο (πχ βιομηχανικού τύπου) ο μελετητής θα χρειαζόταν να αφιερώσει πολύ χρόνο, σήμερα όμως πού οι χρόνοι εκμηδενίσθηκαν με την χρήση των υπολογιστών επιβάλλεται να ακολουθήσει τους Ευρωπαίους συναδέλφους του και να προμηθευθεί κατάλληλα προγράμματα. Οι ρυθμιστικές βαλβίδες είναι πλέον απαραίτητο εξάρτημα των κλάδων των δικτύων και όχι μόνο για την ρύθμιση πού πετυχαίνουν αλλά και για άλλους σημαντικούς ρόλους πού παίζουν:
Η. Μέθοδος υπολογισμού μονοσωληνίου σταθερών πιέσεων.
Η μέθοδος αυτή ονομάζεται σταθερών η ίσων πιέσεων και καταργεί την εξισορρόπηση διότι την εμπεριέχει η ανάλυση των θερμικών κυκλωμάτων. Αυτό επιτυγχάνεται δια καταλλήλων παροχών στα θερμικά κυκλώματα ούτως ώστε τα ΔΡ των βρόγχων να είναι μεταξύ τους ίσα (ανά ζεύγος συλλεκτών). Το μεγάλο όμως μειονέκτημα εδώ είναι ότι επιλέγοντας αυθαίρετα ένα κύκλωμα "μοντέλο" αναγκάζεις πλέον όλα τα άλλα κυκλώματα του κτιρίου να ταιριάξουν παροχές νερού τέτοιες πού θα δώσουν ΔΡ πού θα συμφωνούν με το "μοντέλο". Έτσι λοιπόν μοιραία το σύστημα οδηγείται στα κάτωθι μεγάλα προβλήματα:
Όλα αυτά με το πρόσχημα ότι στην Ελλάδα (λένε) δεν ρυθμίζει κανείς. Είμαστε αρνητικοί η αδιαφορούμε (ευτυχώς όχι όλοι) στην εξισορρόπηση των δικτύων την στιγμή αυτή πού στην Ευρώπη και στην Αμερική γίνονται αλλεπάλληλα σεμινάρια επάνω στον τομέα αυτόν. Τελευταία δε έχουν κυκλοφορήσει στην Σουηδία ειδικές βαλβίδες διαμετρήματος μέχρι και DN32 πού διατηρούν στους κλάδους σταθερές πιέσεις ανεξάρτητα από την λειτουργία του υπολοίπου δικτύου. Παρ’ όλα αυτά εμείς εξακολουθούμε ακόμα και μελετάμε μονοσωλήνια αλυσωτά πού το κάθε κύκλωμα στηρίζεται στο άλλο προς χάριν κάποιων θεωρητικών ηλεκτρονικών υπολογισμών.
Και για να κλείσω αυτό το θέμα έχω να πω με την ευκαιρία ότι κάθε θερμικό κύκλωμα έχει την δική του υπόσταση όσον αφορά την παροχή του νερού του, άρα και το ΔΤ του και είναι κάτι πού πρέπει να επιλέγεται από τον μελετητή επιστρατευμένης και της εμπειρίας του, όπως άλλωστε επιλέγει τους βρόγχους ή τον τύπο των θερμ. σωμάτων. Και αυτό όμως είναι ένα άλλο θέμα ανάλυσης.
Ζ. Επίλογος.
Σήμερα πλέον στο μοντέρνο
design των συστημάτων (ιδίως το Ευρωπαϊκό διότι οι Ευρωπαίοι δείχνουν να προηγούνται των Αμερικανών σε αυτόν τον τομέα) δεν θεωρείται υδραυλικό κλειστό δίκτυο μεταφοράς θερμικής ενέργειας χωρίς τον έλεγχο της ροής του νερού. Για τον λόγο αυτόν έχει αναπτυχθεί στον τομέα αυτόν πέρα από την τεχνολογία των ρυθμιστικών βαλβίδων και αντίστοιχη βιβλιογραφία (πχ ASHRAE 1991 HVAC Applications. chapter 37 Testing, Adjusting and balancing) αλλά και κατάλληλο software ως ήταν φυσικό ακόμη και στην Ελλάδα.
