Πέμπτη, 19 Αυγούστου 2010

Τοποθέτηση και ρύθμιση κυκλοφορητών inverter

Του Γρηγόρη Μπάμπαλη, υδραυλικού
Πιστεύω ότι ένα μεγάλο μέρος των υδραυλικών όπως και εγώ φοβόμασταν μία τοποθέτηση inverter κυκλοφορητή και όχι αδίκως.
Αυτός ο φόβος όμως αδικεί τα προτερήματα που μπορεί να μας δώσει ένας τέτοιος κυκλοφορητής που δεν είναι άλλα από την εξοικονόμηση ενέργειας, σωστής παροχής και στρωτής ροής του νερού σε μεταβαλλόμενα συστήματα.
Η ρύθμισή τους παρουσιάζει δυσκολίες αλλά και ιδιαιτερότητες στις οποίες θα προσπαθήσω παρακάτω να παρουσιάσω.
Τι πρέπει να γνωρίζει ένας υδραυλικός πριν την τοποθέτηση ενός κυκλοφορητή;
Την παροχή (δηλαδή την ποσότητα νερού που πρέπει να στείλει στα θερμαντικά σώματα της εγκατάστασης) αλλά και το μανομετρικό, (δηλαδή τις αντιστάσεις που παρουσιάζονται κατα την ροή του νερού μέσα στις σωλήνες, σώματα, λέβητα αλλά και όλα τα εξαρτήματα).
Ας αρχίσουμε πρώτα με την παροχή.
Η παροχή υπολογίζεται βάσει της ισχύος των εγκατεστημένων θερμαντικών σωμάτων και ποτέ βάσει της ισχύος του λέβητα.
Αν για παράδειγμα έχουμε μία πενταόροφη πολυκατοικία με ένα διαμέρισμα ανά όροφο και το σύνολο της ισχύος όλων των σωμάτων είναι 75000 θερμίδες δεν κάνουμε τίποτα άλλο παρά να διαιρέσουμε την ισχύ των σωμάτων με την διαφορά θερμοκρασίας που επιθυμούμε να έχουν τα σώματα από την προσαγωγή στην επιστροφή. Η θερμοκρασιακή διαφορά συνήθως είναι 15 βαθμούς.
Κάνοντας αυτή την απλή πράξη βρίσκουμε ότι 75000/15=5000 λίτρα ανά ώρα.
Έχουμε βρει ότι στην παραπάνω πολυκατοικία θα πρέπει να στείλουμε πέντε κυβικά νερό για να μας αποδώσουν τα σώματα τις θερμίδες τους.
Φανταστείτε σε αυτή την πολυκατοικία να έχει υπερδιαστασιολογιστεί ο λέβητας και να έχει τοποθετηθεί ένας 150.000 θερμίδων όπως συχνά συναντούμε.
Αν εμείς υπολογίζαμε την παροχή βάσει του λέβητα και όχι των σωμάτων θα καταλήγαμε να επιλέξουμε έναν κυκλοφορητή ο οποίος θα έστελνε την διπλάσια παροχή από την απαιτούμενη.
Αυτό σημαίνει κόστος στον κυκλοφορητή, κόστος στην κατανάλωση ρεύματος, μεγάλες ταχύτητες ροής νερού με θορύβους και ζημιές στην εγκατάστασή μας.
Το μανομετρικό όμως για να βρεθεί χρειαζόμαστε την βοήθεια των φίλων μας των μηχανολόγων.
Υποθέτουμε ότι στο παραπάνω παράδειγμα όλα τα διαμερίσματα είναι τα ίδια με ίδια παροχή και ίδιο μανομετρικό από το κολλεκτέρ του και μέσα.
Τι αλλάζει;
Αλλάζει το μανομετρικό στην κεντρική στήλη.
Άλλες αντιστάσεις παρουσιάζει μία στήλη όταν έχει να μεταφέρει ένα κυβικό νερό για να λειτουργήσει ένα διαμέρισμα και άλλη κάθε φορά που μπαίνει σε λειτουργία ακόμα ένα διαμέρισμα.
Όλο αυτό τον πρόλογο τον έκανα για να σας παρουσιάσω παρακάτω τα συμπεράσματά μου όταν έχουμε να λειτουργήσουμε πέντε διαμερίσματα μία με έναν κυκλοφορητή σταθερών στροφών και μία με έναν inverter.
Τα δεδομένα που έχουμε είναι τα εξής:
Πέντε διαμερίσματα με μονοσωλήνια σύνδεση όπου σε ταυτόχρονη λειτουργία απαιτούν 5 κυβικά νερό με 5 μέτρα μανομετρικό.
Στο παράδειγμα η κεντρική στήλη είναι σχετικά μικρή και παρουσιάζει μεγάλη διαφορά πίεσης ανάλογα με τα διαμερίσματα που ζητούν ταυτόχρονα. Η διαφορά πίεσης επιλέχτηκε τυχαία μισό μέτρο διαφορά κάθε φορά που αλλάζει η παροχή.
Στο πρώτο διάγραμμα έχουμε έναν κυκλοφορητή τops 40/7 μονοφασικό στην δεύτερη σκάλα.
Παρατηρήστε προσεκτικά ότι όταν λειτουργούν και τα 5 μαζί ο συγκεκριμένος κυκλοφορητής ενώ εμείς του ζητάμε 5 κυβικά νερό αυτός θα μας δώσει σχεδόν 5,4.

inverter 1.jpg
Οταν όμως ζητάει ένα διαμέρισμα ενώ εμείς του ζητάμε 1 κυβικό αυτός θα μας δώσει 1.5 σχεδόν 50% παραπάνω από αυτό που ζητάμε.
Στη δεύτερο διάγραμμα έχουμε έναν κυκλοφορητή inverter τον οποίο τον έχουμε ρυθμίσει να μας κρατάει σταθερό το μανομετρικό στα 5 μέτρα όσα διαμερίσματα και να μας ζητάνε.
Στην ρύθμιση του κυκλοφορητή αυτό συμβολίζεται dp-c.
Εδώ θα δούμε ότι:
Όταν μας ζητάνε και τα 5 διαμερίσματα μαζί αυτός θα μας δώσει ακριβός 5 κυβικά που ζητάμε. Οταν ζητάει ένα διαμέρισμα ενώ εμείς του ζητάμε 1 κυβικό αυτός θα μας δώσει 1300 λίτρα.
Στο τρίτο διάγραμμα έχουμε τον ίδιο κυκλοφορητή αλλά αυτή την φορά τον έχουμε ρυθμίσει με μανομετρικό 5 αλλά καθώς αλλάζει η παροχή να μειώνεται και το μανομετρικό...
Στην ρύθμιση του κυκλοφορητή αυτό συμβολίζεται dp-v.

inverter 3.jpg
Οταν μας ζητάνε και τα 5 διαμερίσματα μαζί αυτός θα μας δώσει 5 κυβικά. Όταν ζητάει ένα διαμέρισμα ενώ εμείς του ζητάμε 1 κυβικό αυτός θα μας δώσει 1000 λίτρα ακριβώς αυτό που ζητάμε.
Είναι σχεδόν μία τέλεια επιλογή για το παραπάνω δίκτυο.
Θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι αυτό δεν συμβαίνει πάντα αλλά προέκυψε βάσει του παραπάνω δικτύου. Εμείς οι τεχνικοί θα πρέπει πάντα κατά την γνώμη μου να μιλάμε με μηχανολόγο αν θα επιλέξουμε dpv ρύθμιση.
Θεωρώ ότι μία dp-c ρύθμιση στο μέγιστο μανομετρικό που πιστεύουμε εμπειρικά ότι έχει μία εγκατάσταση εγκυμονεί λιγότερο ρίσκο για μας να υπολειτουργεί.
Το τελικό μου συμπέρασμα είναι πως άμα είχα μία τέτοια περίπτωση με αυτά τα δεδομένα θα επέλεγα τον inverter κυκλοφορητή και θα τον ρύθμιζα στα 5 μέτρα σε dp-v ρύθμιση.
Συζητώντας με φίλους μηχανολόγους στο φόρουμ www.monachos.gr αναρωτηθήκαμε πολλές φορές ποια θα ήταν η καλύτερη ρύθμιση για μία κοινή πολυκατοικία. Η Dp-c ή Dp-v;
Ενας από τους μηχανολόγους μου είχε πει σε μία τηλεφωνική κουβέντα που είχαμε πως προτιμάει η κεντρική του στήλη να την υπολογίζει σε μεγάλη διατομή για να μην του παρουσιάζει μεγάλες διαφορές στην πτώση πίεσης ασχέτως πόσα διαμερίσματα είναι σε λειτουργία.
Αυτό με κέντρισε να ψάξω λίγο και να υπολογίσω τι πράγματι με συμφέρει σε περίπτωση πολυκατοικίας με μεγάλη κεντρική στήλη.
Στο παρακάτω παράδειγμα έχω πάρει λοιπόν μία αρκετά κοινή πενταόροφη πολυκατοικία 10 διαμερισμάτων με την κεντρική στήλη ευρύχωρη.
Τα αριστερά διαμερίσματα είναι 100 τετραγωνικών και τα δεξιά 80.
Σε όλα τα διαμερίσματα έχει τοποθετηθεί ρυθμιστική βάνα ώστε όλα να παρουσιάζουν την ίδια πτώση πίεσης εντός διαμερισμάτων η οποία έχει επιλεγεί τυχαία στα 3 μέτρα...

inverter 6.jpg
Ήθελα να δω πως θα συμπεριφερόταν μία τέτοια πολυκατοικία όταν λειτουργούσαν όλα τα διαμερίσματα μαζί και πως θα συμπεριφερόταν όταν λειτουργούσε ένα μόνο διαμέρισμα των 100 τετραγωνικών μία με κυκλοφορητή σταθερών στροφών μία με ηλεκτρονικό και σε dpv και σε dpc ρύθμιση.
Τα αποτελέσματα μιλάνε απο μόνα τους. Ο ηλεκτρονικός κυκλοφορητής σε ρύθμιση σταθερού μανομετρικού dpc υπερέχει των πάντων σε αυτή την περίπτωση.
Στο παρακάτω διάγραμμα μπορούμε να δούμε την πτώση πίεσης που παρουσιάζει μία μεγάλη κεντρική στήλη καθώς μία λειτουργεί για όλα τα διαμερήσματα και μία για ένα στον δεύτερο όροφο.
Κάποια πράγματα που θα πρέπει ακόμα να γνωρίζουμε σχετικά με τους inverter κυκλοφορητές είναι:
• Ηλεκτρονικοί κυκλοφορητές οι οποίοι προσαρμόζουν τις στροφές τους ανάλογα με τη ζήτηση με κριτήριο το μανομετρικό (Δp) δεν πρέπει να συνεργάζονται με βαλβίδες διαφορικής πίεσης αφού το ένα αναιρεί τη λειτουργία του άλλου.
• By-pass πρέπει να υπάρχει αν δεν θέλουμε να διακόψουμε αμέσως την κυκλοφορία του κυκλοφορητή όταν δεν υπάρχει πια ζήτηση (π.χ. εξαιτίας κινδύνου υπερθέρμανσης του λέβητα).
• By-pass πρέπει να υπάρχει αν δεν εξασφαλίζεται μια ικανοποιητική ελάχιστη παροχή του κυκλοφορητή (5-10% της ονομαστικής του) σε συνθήκες πολύ μικρής ζήτησης.

inverter 5.jpg
• Προσοχή: Η πτώση πίεσης του by-pass δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από την πτώση πίεσης στους παράλληλους κλάδους αυτονομίας, αλλιώς το νερό θα περνάει ανεξέλεγκτα από εκεί χωρίς να ικανοποιούνται κλάδοι και χωρίς να μειώνει στροφές ο ηλεκτρονικός κυκλοφορητής.
• Ο ηλεκτρονικός κυκλοφορητής σταματάει από μόνος του όταν κλείσουν όλες
οι βάνες αυτονομίας;
• Όχι, ο ηλεκτρονικός κυκλοφορητής συνεχίζει να εργάζεται γιατί δεν μπορεί να ξέρει αν είναι κάτι ανοιχτό ακόμα ή όχι, αν υπάρχει κάπου by-pass ή όχι. Αντιλαμβάνεται μόνο μανομετρικό, δηλαδή διαφορική πίεση.
• Διακόπτει μόνο τη λειτουργία αν δεχτεί τέτοια εντολή (π.χ. από πίνακα αυτονομίας, μέσω υδροστάτη, χρονοδιακόπτη, BMS, κλπ.)
• Παράγει ακόμα το μανομετρικό που του έχουμε ζητήσει και συνεπώς δεν πέφτει ούτε στις ελάχιστες δυνατές στροφές του! (Εξαίρεση αποτελεί η ενεργοποίηση του Autopilot.)
(Πηγή: http://www.ashrae.gr/ Bozatzidis.pdf).
Διαβάζοντας τα παραπάνω από τον φίλο μηχανολόγο της Wilo καταλαβαίνουμε ότι βαλβίδες διαφορικής πίεσης με inverter κυκλοφορητές δεν μπορούν να συνεργαστούν.
Αν υποθέσουμε ότι για αποθέρμανση του λέβητα έχουμε το γνωστό γεφύρωμα στην κορυφή της στήλης γίνονται σκούρα τα πράγματα.
Θα πρέπει να γνωρίζουμε την πτώση πίεσης του bypass έτσι ώστε να ρυθμιστεί να παρουσιάζει σχεδόν τη ίδια πτωση πίεσης με τα διαμερήσματά μας. Πράγμα δύσκολο.
Αν έχει επιλεγεί για αποθέρμανση να παραμένει η τελευταία ηλεκτροβάνα ανοιχτή τότε δεν υφίσταται η παραπάνω δυσκολία.
Τελικό συμπέρασμά μου είναι ότι όταν επιθυμούμε να αντικαταστήσουμε έναν κυκλοφορητή σταθερών στροφών με έναν inverter για να ωφεληθούμε από τα προτερήματα του inverter, με εξοικονόμηση ενέργειας και γλυκιάς λειτουργίας της ροής του νερού στην εγκατάσταση, ο υδραυλικός θα πρέπει να συνεργαστεί με έμπειρο μηχανολόγο προς όφελος του πελάτη και καλής λειτουργίας του συστήματος.
Υ.Γ. H παραπάνω ανάλυση παρουσιάστηκε στο τεχνικό φόρουμ www.monachοs.gr και με παρότρυνση πολλών φίλων μηχανολόγων την προώθησα και για δημοσίευση στο περιοδικό «ο Υδραυλικός».
Θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους μηχανολόγους του φόρουμ και ιδιαίτερα τον κ। Βαρβαγιάννη Γεώργιο για την βοήθεια και γνώση που μου προσέφεραν απλόχερα.

πηγη:http://www.udravlikos.gr/