Urãenie mernej potreby tepla:

Transcript

1 16 Akumulaãné podlahové kúrenie Popis systému Akumulaãné úsporné kúrenie DEVI je urãené pre podlahy s betónov m podkladom s akoukoºvek povrchovou krytinou. DôleÏitou podmienkou pri voºbe tohto spôsobu vykurovania je overenie, aké dlhé obdobie s nízkou tarifou budeme maè k dispozícii. Obvykle je to osemhodinov noãn ãasov úsek, alebo esèhodinov noãn kombinovan s dvojhodinov m obdobím v priebehu dàa. Elektrické akumulaãné podlahové kúrenie, riadené ekvitermick mi termostatmi novej generácie devireg 700, 750 a 751 aï 754, zaistí vìaka zníïen m sadzbám za el. energiu a ideálnemu regulaãnému reïimu absolútne najlep ie v sledky v úspornosti a pohodlí. Termokáble uloïené v hrubej betónovej vrstve naakumulujú v dobe nízkej tarify potrebné mnoïstvo tepla, ktoré je veºmi citlivo uvoºàované v zostávajúcej ãasti dàa. MoÏnosti pouïitia Akumulaãn spôsob podlahového kúrenia je vhodn pre v etky betónové podlahy. Jedinou podmienkou je robustnej ia skladba podlahy, ktorá vyïaduje väã iu stavebnú v ku. V hody Vysok komfort Príjemne teplá podlaha Bez údrïby Úsporná prevádzka iroké moïnosti pouïitia Men ia potreba vetrania Suchá podlaha bez vlhkosti Urãenie potrebného v konu V tomto kompendiu uvádzame orientaãn v poãet pre urãenie v konu akumulaãného kúrenia. Obdobie nízkej tarify predstavuje ãasov úsek, ktor sa vyuïíva na akumuláciu potrebného mnoïstva tepla. V na ich podmienkach môïeme poãítaè s dodávkou el. prúdu v nízkej tarife 8 hodín denne. Pre akumulaãn spôsob podlahového kúrenia odporúãame in talovaè termokáble deviflex DTIP-18, ktor ch v kon je pribliïne 18 Wm -1. Rozhodujúcim ãiniteºom pre stanovenie merného in talovaného v konu je urãenie mernej spotreby tepla. Pri jej zisèovaní vychádzame z tepelnotechnického v poãtu (celkové tepelné straty objektu Q C podºa STN ). Celková potreba tepla Q N Q C pozri na str. 15. Urãenie mernej potreby tepla: Q N S T q N = [Wm -2 ] Q N prepoãítaná potreba tepla S T vykurovaná plocha VeºkosÈ mernej potreby tepla preukazuje, ãi je dan objekt vhodn pre akumulaãné podlahové kúrenie. In talovan mern v kon akumulaãného systému stanovíme z tabuliek na str. 19 alebo pomocou vzèahu: T q I =. q C [Wm -2 ] O T celkov ãas (24 hodín) O doba nízkej tarify [hod] q C merná tepelná strata [Wm -2 ] Správne dimenzovanie akumulaãného vykurovania nie je len v stanovení merného vykurovacieho v konu. Je potrebné navrhnúè skladbu podlahovej kon trukcie vrátane pouïit ch materiálov a zistenia teplotn ch pomerov v podlahe pri vykurovaní. Súãasne je nutné vziaè do úvahy typ stavby, pouïité materiály v stavebnom celku, nakoºko z t chto prvkov sekundárne sála teplo a ovplyvàujú tepeln reïim vo vykurovanom priestore. Pozri tabuºku na str. 17. Betónová mazanina má pri akumulaãnom podlahovom kúrení funkciu akumulácie tepla a rozloïenia záèaïe. Jej hrúbku je moïné orientaãne stanoviè pomocou nomogramu na str. 17, ktor platí ak je noãné obdobie nízkej tarify dlhé minimálne 6 hodín. Pri pouïití podlahovej krytiny schopnej akumulovaè teplo, napr. prírodná a keramická dlaïba, sa jej hrúbka zapoãítava do celkovej hrúbky betónovej vrstvy. Schéma podlahy s akumulaãn m vykurovaním 1 podlahová krytina 2 betónová vrstva 3 termokáble deviflex 4 teplotn snímaã v ochrannej rúrke 5 v stuï 6 izolácia proti vlhkosti 7 tepelná izolácia 8 izolácia proti spodnej vlhkosti 9 základn betón

2 Akumulaãné podlahové kúrenie 17 PouÏitie nomogramu 1. Od merného tepelného v konu smerom vºavo k dodatkovej dobe nabíjania. 2. Z prieseãníka zodpovedajúcej krivky smerom dole k typu podlahovej krytiny 3. Z prieseãníka smerom doprava k typu stavby 4. Z prieseãníka kolmo hore na horizontálnej osi zistíme vhodnú hrúbku betónovej vrstvy. dodatoãná doba nabíjania 2 h 3 h textil koberce 4 h 5 h Nomogram pre urãenie hrúbky betónovej vrstvy ÈaÏká stavba ºahká stavba ëal ím veºmi dôleïit m faktorom ovplyvàujúcim správnu funkciu akumulaãného podlahového kúrenia je dodrïanie pomerov koeficientov prestupu tepla medzi vykurovanou a nevykurovanou vrstvou. k o k u koeficient prestupu tepla vo vykurovanej vrstve koeficient prestupu tepla v nevykurovanej vrstve Správna funkcia akumulaãného vykurovania je podmienená dodrïaním nasledujúcich pomerov prestupu tepla medzi vykurovanou a nevykurovanou vrstvou: k o 4,0 k u vykurovaná miestnosè je nad vykurovan m priestorom ZávislosÈ prostredia (teploty, ktorá obklopuje vykurovan objekt) a koeficienta prestupu tepla v nevykurovanej vrstve na mernom in talovanom v kone je uvedená v tabuºkách na str. 19. Príklad 1 parkety PVC-filc PVC keramická dlaïba Prepoãítaná potreba tepla Q N = 1560 W VeºkosÈ plochy miestnosti 6 m. 4 m = 24 m 2. Podlahová krytina je navrhnutá keramická dlaïba. Celková doba nízkej tarify je = 8 hodín. Typ stavby je charakterizovan ako veºmi ÈaÏk. Objekt je nad nevykurovanou pivnicou, v ktorej je teplota +5 C. Koeficient prestupu tepla v nevykurovanej vrstve má hodnotu k u = 0,35 Wm -2 K -1. Najskôr urãíme hodnotu mernej potreby tepla: veºmi ÈaÏká stavba 1560 q N = = 65 Wm Aby sme boli schopní posúdiè, ãi vykurovaná plocha bude dostatoãná pre spoºahlivé vykurovanie objektu, uskutoãníme nasledovnú kontrolu. Priemernú hodnotu merného tepelného toku vynásobíme vykurovanou plochou. V na om príklade Q U = S T. q U [W] Q U vyuïiteºn vykurovací v kon podlahy S T vykurovaná plocha [m 2 ] q U mern vyuïiteºn v kon [Wm -2 ], je urãen vzèahom: q U = α. T α súãiniteº prestupu tepla (10 aï 12 Wm -2 K -1 ) T pre akumulaãné kúrenie 6,5 K, pre okrajové zóny 15 K Q U = = 1680 W k o 6,0 k u vykurovaná miestnosè je nad nevykurovan m priestorom k o 6,5 k u vykurovaná miestnosè je v neobstavanom priestore typ stavby merná hustota zastavanej plochy pouïité materiály ºahká pod 400 kgm -3 drevo, sádrokartón ÈaÏká 400 aï 0 kgm -3 pórobetón veºmi ÈaÏká nad 0 kgm -3 kameà, betón, plná tehla

3 18 Akumulaãné podlahové kúrenie V prípadoch, keì vopred nepoznáme celkové plochy v ktor ch budú uloïené termokáble, musíme kalkulovaè s vyuïiteºnosèou plochy podlahy 0,85. Pokiaº je vypoãítaná merná potreba tepla niï ia neï 70 Wm -2, je potrebné mern in talovan v kon prepoãítaè koeficientom C, pozri tab. na str. 18. Po prepoãítaní koeficientom 0,96 sa vykurovací v kon dostane na hodnotu 1613 W, ão je pre ná príklad vyhovujúce. Pre stanovenie koneãnej hrúbky betónovej vrstvy pouïijeme nomogram. Nezabudneme prekontrolovaè pomer koeficientov prestupu tepla pre vykurovanú a nevykurovanú vrstvu. merná potreba tepla koeficient obmedzenia q N [Wm -2 ] C 70 1, , , , , , ,75 vhodné, aby boli obidva vykurovacie systémy navzájom blokované. Okrajové kúrenie musí byè zapojené na priamov hrevnú vykurovaciu sadzbu. Príklad 2 Pre prípady, keì sú merné tepelné straty (a t m aj merná potreba tepla) relatívne veºké, môïeme pouïiè okrajové vykurovanie. Sú to miesta kde sa ºudia obvykle dlho nezdrïujú a preto teplota povrchu podlahy môïe byè vy ia (aï 35 C). Ob vacia izba s veºk m presklenn m oknom má pôdorysnú plochu 31 m 2. Celková prepoãítaná potreba tepla Q N = 2485 W. Obdobie s nízkou tarifou je hod. Objekt je charakterizovan ako ÈaÏká stavba, povrchovou krytinou sú parkety. Z vy ie uveden ch hodnôt vypl va, Ïe merná potreba tepla je q N = 80 Wm -2. Na pokrytie tepeln ch strát nám ch ba mnoïstvo tepla Q Z : Q Z = Q N - Q U = = 385 W Q U = q U. S T = = 2 W Z toho vypl va, Ïe plocha vykurovania okrajovej zóny bude 385 S TI = = 4,8 m 2 80 Aby sme dodrïali technické a hygienické limity, po prepoãítaní poãtom hodín dodávky prúdu, in talujeme na celej ploche (30 m 2 ) mern v kon q I = Wm -2, (k u = 0,8 pozri tab. na str. 19). T mto v konom nepokryjeme tepelné straty a preto vyuïijeme dodatoãné vykurovanie v okrajovej zóne pod oknom na ploche 4,8 m 2. Mern in talovan v kon v okrajovej zóne bude 200 Wm -2. Súãet v konov akumulaãného kúrenia a okrajovej zóny spoºahlivo zaistí tepelné pohodlie v akomkoºvek poãasí. Okrajové vykurovanie musí maè samostatnú reguláciu. Hrúbka betónovej vrstvy zistená pomocou nomogramu bude 9,5 cm. Okrajové zóny Okrajové vykurovacie zóny majú opodstatnenie len ak sú lokalizované pri stene s veºkou presklennou plochou, resp. vonkaj ími dverami. Vytvoria v t chto miestach tepelnú clonu vyrovnávajúcu zv ené tepelné straty. Termokáble okrajového vykurovania ukladáme cca 20 mm pod povrchom podlahy do max. írky 1 m. Vykurovací v kon okrajovej zóny nesmie prekroãiè 250 Wm -2. Pre reguláciu tohoto r chlo reagujúceho priamov hrevného kúrenia sú vhodné termostaty s kombináciou priestorového a podlahového teplotného snímaãa. Okrajová vykurovacia zóna musí maè vïdy samostatnú reguláciu! Ak sa vykurovanie okrajovej zóny nain taluje nad akumulaãn m vykurovaním (2. rovina, pozri obr. na str. 18), je q U = T. α S T plocha s nain talovan mi termokáblami KeìÏe tepeln v kon vykurovanej plochy je men í neï spotreba tepla, je nutné ch bajúce mnoïstvo doplniè dodatoãn m vykurovaním. In talovan v kon v okrajovej zóne môïe byè max. 20 % z celkovej prepoãítanej potreby tepla v danej miestnosti. Q Z = 0, = 497 W Ak dodatoãn vykurovací v kon in talujeme ako vykurovanie v okrajovej zóne, vypoãítame jeho tepeln v kon z rozdielov mern ch tepeln ch v konov okrajovej zóny a akumulaãného kúrenia 150 Wm Wm -2 = 80 Wm -2 kde 150 Wm -2 je max. vyuïiteºné mnoïstvo tepla uvoºnené podlahou v okrajovej zóne a 70 Wm -2 je vyuïiteºn mern v kon akumulaãného kúrenia ( T. α) Schéma akumulaãného vykurovania s okrajovou vykurovacou zónou 1 podlahová krytina 2 betónová vrstva 3 termokáble deviflex okrajovej vykurovacej zóny 4 teplotn snímaã okrajovej zóny v ochrannej rúrke 5 termokáble deviflex akumulaãného vykurovania 6 teplotn snímaã akumulaãného vykurovania 7 v stuï 8 izolácia proti vlhkosti 9 tepelná izolácia 10 izolácia proti spodnej vlhkosti 11 základn betón

4 Akumulaãné podlahové kúrenie 19 Stanovenie v konu podºa umiestnenia plochy V tabuºkách sú uvedené maximálne vykurovacie v kony v závislosti od typu priestoru nachádzajúceho sa pod predmetnou vykurovanou plochou. normovaná vnútorná teplota vykurovanej miestnosti normovaná vnútorná teplota miestnosti (priestoru) pod vykurovanou miestnosèou celková doba nízkeho tarifu v hodinách údaje pre: - = 0 K 8 hod. 9 hod. 10 hod. 11 hod. 12 hod. 13 hod. 14 hod. 15 hod. 16 hod. 17 hod. 18 hod. 19 hod. 20 hod. 21 hod. 22 hod. 23 hod. 24 hod. údaje pre: - = 5 K 8 hod. 9 hod. 10 hod. 11 hod. 12 hod. 13 hod. 14 hod. 15 hod. 16 hod. 17 hod. 18 hod. 19 hod. 20 hod. 21 hod. 22 hod. 23 hod. 24 hod. údaje pre: - = 15 K 8 hod. 9 hod. 10 hod. 11 hod. 12 hod. 13 hod. 14 hod. 15 hod. 16 hod. 17 hod. 18 hod. 19 hod. 20 hod. 21 hod. 22 hod. 23 hod. 24 hod Povrchy podláh Na spodnú betónovú vrstvu cca 4 aï 6 cm hrubú (v závislosti od celkovej hrúbky) nain talujeme termokáble. Pre zaistenie dobrého priºnutia ìal ej betónovej vrstvy, ktorou sa zalieva termokábel, doporuãujeme aplikovaè penetraãn náter. Termokáble pre prípadné okrajové vykurovanie in talujeme na druhú betónovú vrstvu (pozri obr. na str. 18). Na betónovú plochu koeficient prestupu tepla k U [Wm -2 K -1 ] 0,8 0,6 0,5 0,45 0,4 0,35 0,25 [Wm -2 ] [Wm -2 ] [Wm -2 ] so zabudovan m termokáblov m akumulaãn m kúrením je moïné poloïiè prakticky v etky typy podlahov ch krytín. Je dokonca v hodnej ie ak pouïitá podlahová krytina má väã í tepeln odpor, max. v ak 0,18 m 2 KW -1. Tepelná brzda Väã í tepeln odpor ãi uï podlahovej krytiny, alebo vrchnej betónovej vrstvy (napr. betón s prídavkom perlitu), je v prípade akumulaãného spôsobu vykurovania veºmi Ïiadúci. Vytvorí sa tak tepelná brzda, ktorá nedovolí r chle vysálanie akumulovaného tepla. Max. prípustná teplota betónovej vrstvy v mieste uloïenia termokáblov je 65 C. Pre pokládku podlahov ch krytín a spú Èanie akumulaãného vykurovania platia obdobné podmienky ako pre priamov hrevné podlahové kúrenie. VÏdy sa informujte o vlastnostiach podlahovej krytiny u v robcu, resp. dodávateºa. Regulácia Pri akumulaãnom kúrení sa odvod tepla uskutoãàuje s ãasov m oneskorením vzhºadom k nabíjaniu. Je preto nutné zaistiè, aby regulaãn systém závisel od vonkaj ej teploty a zostatkového tepla v podlahe. Sériou ekvitermick ch termostatov devireg 700, 750, 751 aï 754 dostáva uïívateº ovládanie, ktoré znaãne zjednodu uje nároãnosè obsluhy a zvy uje presnosè riadenia pomocou funkcie Fuzzy Logic. Termostaty v závislosti od vonkaj ej teploty a zostatkového tepla v podlahe stanovia potrebnú dobu nabíjania a to od zaãiatku, resp. konca doby nízkej tarify. Fuzzy Logic Pojem Fuzzy znamená neostr, nejasn v zmysle väã ej tolerancie alebo vôle namiesto pevne daného.

5 20 Akumulaãné podlahové kúrenie Spôsob práce funkcie sa pribliïuje k logickému mysleniu. UmoÏÀuje zohºadniè subjektívne skúsenosti v systéme riadenia. Pri tradiãn ch ekvitermick ch termostatoch treba nastaviè rôzne parametre podºa poãasia a doby odberu ruãne. Pri termostatoch série devireg 700, 750, 751 aï 754 tieto úlohy preberie funkcia Fuzzy Logic tak, Ïe upravuje charakteristiky nabíjania, prispôsobí zaãiatok nabíjania, ãas poklesu a ãas vybíjania samostatne, podºa aktuálneho poãasia. V praxi to znamená, Ïe po jednorazovom nastavení na zaãiatku prevádzky môïete na zariadenie zabudnúè. Funkcia devireg So zmenou vonkaj ej teploty sa mení hodnota odporu priestorového teplotného snímaãa NTC. Túto hodnotu zaznamenáva centrálna riadiaca jednotka devireg 700 (750) a odovzdáva v závislosti od nastavenia hodnoty E1 a hodnôt E2, E3, E4 vytvoren ch funkciou Fuzzy Logic, riadiacu veliãinu ako tzv. pravouhlé napätie s rôznou dæïkou cez svorky Z1 Z2 pre aï pripojen ch nabíjacích regulátorov devireg Dopredná/oneskorená regulácia Princíp fungovania doprednej regulácie je v tom, Ïe riadiaca jednotka dáva pokyn k nabíjaniu od zaãiatku doby nízkej tarify a to na potrebn ãas. Pri oneskorenej regulácii sa potrebná doba nabíjania v rámci doby s nízkou tarifou poãíta od ãasu skonãenia nízkej tarify. Dopredná regulácia sa dá dosiahnuè krátkym spojením svoriek 3 a 6 na centrálnej riadiacej jednotke devireg 700 (750). Ak svorky nie sú prepojené, automaticky sa nastaví charakteristika oneskorenej regulácie. Doprednú reguláciu volíme v prípade ak sú nabíjacie obdobia rovnako dlhé, alebo ak sú zaãiatky a konce nabíjacích období ãasovo nepravidelné (posunuté o viac ako dve hodiny). Pri doprednom riadení je ako v chodzia smerodajná veliãina v luãne vonkaj ia teplota. Oneskorenú reguláciu volíme vo v etk ch ostatn ch prípadoch a je moïné ju tieï nastaviè pripojením signálu HDO na svorku 4. Uvedenie do prevádzky Ak nastavíte gombík E1 na jednotke devireg 700 (750) asi na 20 sekúnd do polohy reset, vymaïú sa v etky uloïené údaje a vonkaj í teplotn snímaã sa odpojí. Táto funkcia umoïàuje prvé pozvoºné vyhrievanie betónovej vrstvy bez ohºadu na vonkaj iu teplotu. Regulaãné gombíky noc aj deà v ak musia byè na podruïn ch nabíjacích regulátoroch devireg otoãené vpravo na doraz. Teraz je potrebné gombík E6 nastaviè na najniï iu teplotu (20 C) a denne ho zvy ovaè o jeden aï dva stupne, k m povrch podlahy nedosiahne teplotu 30 C. Tento postup uvedenia do prevádzky by mal trvaè asi jeden t ÏdeÀ. Regulácia prevádzky Na centrálnej riadiacej jednotke devireg 700 (750) je potrebné nastaviè hodnotu E1 na takú vonkaj iu teplotu, pri ktorej by vykurovací systém mal nabíjaè na % (zodpovedajúcu klimatickému pásmu). Na kaïdom ìal om podruïnom nabíjacom regulátore devireg 751 aï 754 sú pre uïívateºa dva regulaãné prvky noc a deà, ktoré sú znázornené symbolmi mesiaca a slnka. Nastavením na doraz vºavo alebo vpravo oproti stredovej pozícii je moïné zníïiè, resp. zv iè nabíjacie mnoïstvo tepla o cca 30 % podºa vlastného pocitu tepelnej pohody. Nastavenie podlahového teplotného snímaãa na základnú teplotu sa uskutoãàuje gombíkom E6 podºa údajov v tabuºke na str. 20, v rozpätí od 20 do 60 C. Funkcia devireg 700 (750) V závislosti od ãasu uvedenia prístroja do prevádzky sa naãítajú doby dodávky elektrického prúdu do pamäte a to poãas doby 36 hodín. Poãas tejto doby pracuje zariadenie v reïime so závislosèou od vonkaj ej teploty a zostatkového tepla. Z rôznych dæïok doby dodávky prúdu a prestávok medzi nimi prístroj rozozná, noãnú a dennú dodávku prúdu a správne ich zoradí, k m prípadne nenastanú iné periódy dodávok prúdu. Príklad Noãná dodávka prúdu je od do 5.00 hod. Dodatoãná dodávka od do hod. âas uvedenia do prevádzky v kon [Wm -2 ] povrch podlahy nastavenie E kameà 35 C koberec 40 C kameà 40 C koberec 45 C nad 175 kameà 45 C nad 175 koberec 50 C

6 Akumulaãné podlahové kúrenie 21 Dopredná regulácia HDO RESET Noc 11 hod. DeÀ 11 hod. RESET Noc 11 hod. Oneskorená regulácia je hod. Vnútorn ãasov ãlen zaznamená 3 hodiny po uvedení do prevádzky prv ãas dodávky prúdu ( ) a po ìal ích 8 hodinách dodávku od do 5.00 hod. KeìÏe táto dodávka je dlh ia, od zaãiatku nasledujúceho cyklu sa nastaví ako noãná a vytvorí sa krivka nabíjania (pozri obr. na str. 21). StrmosÈ tejto krivky závisí od nastavenia hodnoty E1 a od v chodzieho bodu E2, vytvoreného funkciou Fuzzy Logic. Podºa vonkaj ej teploty sa tento bod posúva medzi 16 aï 20 C, aby sa dosiahlo optimálne prispôsobenie nabíjacej krivky pri meniacej sa vonkaj ej teplote. StrmosÈ nábehovej hrany ãasu poklesu E3, ktor sa môïe pohybovaè od 4,5 do 11 hodín, sa odãíta z dæïky ãasu noãnej dodávky a uloïí do pamäte. Táto krivka urãuje ãasové pomery poãas noãného nabíjania. Rovnako sa bude postupovaè aj pri dodatoãnom nabíjaní v odpoludàaj om ãase. StrmosÈ dennej charakteristiky sa vo svojom pätnom bode pomocou Fuzzy Logic posunie tak, Ïe fiktívny okamïik vybíjania E4 môïe byè medzi 24 a 36 hodinami, ak poãítame od zaãiatku zníïenej tarify (dodávky). To priamo ovplyvàuje intenzitu denného dobíjania. Rovnak m spôsobom sa postupuje i v priebehu dodatoãného obdobia nabíjania. Regulátor môïe zaznamenaè max. 6 nabíjacích období v priebehu 24 hodín. V etky informácie sa ukladajú do internej pamäte. Pri doprednom riadení sa za rozhodujúcu veliãinu povaïuje len vonkaj ia teplota. Riadiaca veliãina Z1 Z2 Centrálnym prístrojom vytvorená riadiaca veliãina je digitálny signál vo forme tzv. pravouhlého napätia, ktorého hodnoty sú 0 V (L = low, nízka) alebo 12 V (H = high, vysoká). V dæïke signálu sú informácie o vonkaj ej teplote, ãase a HDO signále áno/nie. DæÏka jednej periódy je zvyãajne 25,6 sekundy. H L H L H L 0,3 sek 0,3 sek 0,3 sek Premenné: Perióda 25,6 sek 25,3 sek Prevádzkov stav: zariadenie bez HDO signálu L = 0,3 sek. Perióda 25,6 sek 0,1 sek = 1 % Nab. 10 sek = % Nab. Prevádzkov stav: zariadenie s HDO signálom, ãlenenie ãasu 11 aï 22 hod. (denná prevádzka). DæÏka signálu L je v dennej prevádzke 0,3 sek. plus 0,1 sek. na % stupàa nabíjania. 12,8 sek Perióda 25,6 sek Premenné: 0,1 sek = 1 % Nab. 10 sek = % Nab. Prevádzkov stav: zariadenie s HDO signálom, ãlenenie ãasu 0 aï 11 hod. (noãná prevádzka). DæÏka signálu L je v noãnej prevádzke 12,8 sek. plus 0,1 sek. na % stupàa nabíjania.