Zabezpečenie požadovaného objemového prietoku v danom okruhu

Vykurovacia alebo chladiaca sústava je navrhovaná vždy za nominálnych podmienok   na nominálny (menovitý) prietok a nominálnu (menovitú) tlakovú stratu. Ak by sme uvažovali, že sústava bude pracovať s konštantným prietokom, k hydraulickej stabilizácii takejto sústavy je použitie manuálnych vyvažovacích ventilov ako sú napr. HERZ Strömax GM, HERZ Strömax 4017 alebo HERZ Strömax GMF tým správnym riešením.  Z dôvodu efektívneho využívania energií a optimalizácii hospodárnosti sústavy sa na regulačné ventily koncových spotrebičov inštalujú termostatické hlavice alebo termo(servo)pohony, ktoré na základe individuálnych požiadaviek užívateľov, prípadne na základe tepelných ziskov v jednotlivých priestoroch regulujú otváraním a uzatváraním kuželky regulačného ventilu potrebný prietok vody do koncových spotrebičov. V reálnej prevádzke je potom prietok média o 50 – 70% nižší ako je menovitý prietok. Pokles prietoku spôsobí pokles tlakovej straty sústavy a nárast dispozičného tlaku, ktorý sa prenáša na manuálne regulačné ventily, čo sa výrazne prejaví na znižovaní ich autority. Ventil s príliš malou autoritou už nedokáže správne systém regulovať. K hydraulickej stabilite sústavy s premenlivým prietokov je správne použiť automatické vyvažovacie ventily ako sú napr. regulátor tlakovej diferencie HERZ 4002 / 4007 a regulátor objemového prietoku HERZ 4001 / 4006 a 4006 SMART. Zároveň však nesmieme zabudnúť, že správne fungovanie dymanickej sústavy nám v plnej miere môžu zabezpečiť aj manuálne vyvažovacie ventily a kombinácii s automatickými vyvažovacími ventilmi.

Ako pracuje regulátor objemového prietoku?
Regulátor objemového prietoku (obr.č.1) plní funkciu manuálneho vyvažovacieho ventilu v sústave s konštantným prietokom, tzn. udržiava nastavený požadovaný prietok média do systému za ním. Vzhľadom k tomu, že je osadený v dymanickej sústave, túto svoju funkciu, udržiavať konštantný prietok, plní na základe rozdielu dispozičných tlakov pred a za ventilom, čiže pracuje ako regulátor tlakovej diferencie. Požadovaný hmotnostný prietok udržiava na konštantnej úrovni počas všetkých prevádzkových stavov. Pre správnu funkciu  ROP  je nutné, aby bol dodržaný min. dispozičný tlak pred ventilom vyplývajúci z návrhu ventila.

Obr.č.1

Technické rozdielnosti regulátorov objemového prietoku HERZ.
Regulátory objemového prietoku HERZ môžeme rozdeliť do dvoch skupín a to podľa umiestnenia v sústave. Prvú skupinu tvoria regulátora objemového prietoku HERZ 4001 A HERZ 4006.

Obr.č.2

Tieto ventily vzhľadom na ich vyšší regulačný rozsah umiestňujeme do sústav na hlavné odbočky k jednotlivým okruhom, prípadne pred vzduchotechnické jednotky. Na obr.č.1 sú znázornené možnosti použitia. Na stúpačke 1 máme umiestnené Fan Coilové jednotky, pred ktoré sú inštalované 3-cestné rozdeľovacie ventily s pohonom napojeným na regulátor priestorovej teploty. Na sekundárnej strane (3-cestný ventil – Fan Coil) je premenlivý hmotnostný prietok, na primárnej strane (3-cestný ventil – zdroj) je hmotnostný prietok konštantný. Na stúpačku je umiestnený ROP HERZ 4001, ktorý zabezpečuje tento konštantný prietok, ktorý je ďalej správne prerozdelený medzi Fan Coilové jednotky manuálnym vyvažovacím ventilom. Na stúpačke 2 je typický príklad   polyfunkčného objektu, kedy pri samotnom návrhu sústavy sú známe len tepelné straty alebo tepelné zisky jednotlivých prevádzok, na základe ktorých je k dispozícii len potrebný hmotnostný prietok. V týchto prípadoch umiestňujeme na odbočky k jednotlivým prevádzkam práve HERZ regulátor objemového prietoku 4001 alebo 4006, na ktorom nastavíme tento požadovaný prietok. Základný rozdiel medzi ROP HERZ 4001 a ROP HERZ 4006 je v tom, že na ROP HERZ 4006 je možné osadiť pohon, ktorý v spojení s regulátorom priestorovej teploty riadi pretekajúce množstvo média do systému podľa individuálnych požiadaviek užívateľa prevádzky. Na stúpačke 3 sú osadené vzduchotechnické jednotky a konštantný prietok pre ich výmenníky zabezpečuje ROP HERZ 4001.

Druhá skupina regulátorov objemového prietoku HERZ 4006 SMART  je určená priamo pred koncové spotrebiče ako sú napr. jednotky Fan Coil, pričom môže byť opatrený pohonom prepojením s regulátorom priestorovej teploty.

Obr.č.3

Návrh regulátora objemového prietoku.
Návrh regulátora objemového prietoku je veľmi jednoduchý. Na základe požadovaného výkonu spotrebiča a na základe teplotného spádu v sústave určíme hmotnostný prietok.

Príklad:
Požadovaný výkon jednotky Fan Coil – 4880 W
Teplotný spád – 20 K

Pre výpočet hmotnostného prietoku vychádzame zo vzťahu:

kde:
q_m = hmotnostný prietok (kg/h)
P =  požadovaný tepelný výkon spotrebiča (kW)
c =   merná tepelná kapacity vody (kJ/kg.K) c = 4,2 kJ/kg.K 
Δt = teplotný spád v sústave – 20 K

Pomocou nomogramov (obr.č.4), ktoré sú súčasťou technického listu, zvolíme správnu dimenziu ventila a aj jeho prednastavenie. Doporučená pracovná oblasť je cca. 25 – 75 % z regulačného rozsahu ventila.

Obr.č.4

Jediným limitujúcim faktom pri voľbe správnej dimenzie ventila je minimálny požadovaný diferenčný tlak pre ventilom, ktorý pre správnu funkciu ventila musí byť dodržaný. V prípade jeho nedodržania sa kuželka ventilu úplne otvorí a ventil sa bude správať ako štandardný 2-cestný ventil s pohonom.
Pri osadený pohonu na regulátor objemového prietoku HERZ 4006 alebo HERZ 4006 SMART je potrebné, aby autorita ventilu bola vyššia ako 0,3, inak bude ventil pracovať v režime ON/OFF (otvor/zatvor). Aby bolo zabezpečené efektívne a správne fungovanie ventilu s pohonom s plynulou reguláciou je potrebné, aby jeho autorita bola vyššia ako 0,5. Ideálny stav nastane ako autorita ventilu bude rovná 1.

Prednastavenie regulátora objemového prietoku.  
Prednastavenie ROP vykonáme pomocou nastavovacieho kľúča. Hodnoty prednastavenia sú zobrazené v percentách na telese ventila. Ventil montujeme do vratného potrubia, pričom musíme rešpektovať smer prúdenia ventilu vyznačeného na telese ventila. Montážna poloha je ľubovoľná.