PRENOS ENERGIJE

Toplota je energija koja zbog razlike temperature prelazi iz podruja vie temperature u podruje nie temperature. Postoje tri naina prenosa toplote:

provoenjem (kondukcija) strujanjem (konvekcija) zraenjem (radijacija)

Ako u nekom sredstvu postoji temperaturna razlika, toplotna de energija voenjem prelaziti s mjesta vie temperature prema mjestu nie temperature. Tako se toplota prenosi kroz vrsta tijela. U fluidima (tenostima i gasovima) toplota se obino prenosi konvekcijom. Za razliku od provoenja gdje se prenos toplote ostvaruje molekularnim kretanjem (gibanjem), a samo sredstvo je na miru, pri prenoenju toplote konvekcijom krede se i samo sredstvo. Zato je konvekcija moguda samo u tenostima i gasovima. Provoenje toplote u fluidima dolazi do izraaja samo ako nije mogud prenos toplote konvekcijom. Primjeri prenosa toplote provoenjem i konvekcijom: Toplotna energija iz zagrejane sobe gubi se kroz zid ili prozor i odlazi u atmosferu. Proces prenosa toplote se tu sastoji od prenosa toplote strujanjem vazduha iz sobe prema zidu (konvekcija), od voenja toplote kroz zid i od konvekcije toplote iz zida u atmosferu. U posudi s vodom, ije dno zagrejavamo, toplota se kroz vodu prenosi kretanjem dijelova tenosti (konvekcijom). Centralno grejanje, nastanak vjetrova u atmosferi i sl. su primjeri konvekcije. Pri prijenosu toplote zraenjem (radijacijom) termika energija tijela pretvara se u el. magnetsko zraenje koje tijelo emituje u okolni prostor. Energija koja se zraenjem prenosi od jednog mjesta do drugog bitno zavisi od temeperature tijela. Svako tijelo ugrejano na neku temperaturu emituje toplotno zraenje iji sastav i energija bitno zavise od temperature tijela. Dobar primjer prenosa energije zraenjem je Suneva energija koja na taj nain sa Sunca dolazi na zemljinu povrinu.

PROVOENJE TOPLOTE Kada meu raznim dijelovima nekog sredstva postoji temp. razlika, nastade voenje toplote i energija de prelaziti iz podruja vie temperature. Pri tom se energija prenosi od molekule do molekule, toplota prelazi s jednog kraja na drugi, a samo sredstvo miruje. Drimo li npr. jedan kraj metalnog tapa u ruci, a drugi zagrejavamo osjetidemo da se kroz tap iri toplota. Ukljuimo li el. poret, toplota de se voenjem prenositi od uarene ploe na posudu koja se nalazi na ploi. Voenje toplote kroz plinove (gasove) moe se shvatiti pomodu kinetike teorije toplote. Na mjestima vie toplote srednja kinetika energija molekula je veda nego tamo gdje je temperatura nia. Zbog haotinog kretanja i stalnih sudara molekula, bre molekule predaju dio svoje kinetike energije susjednim sporijim molekulama, a ove opet svojim susjedima i tako se energija prenosi kroz gasove iz podruja vie temperature prema podruju nie temperature. U tenostima se topl. energija prenosi posredstvom elastinih titranja molekula, dok glavnu ulogu u voenju toplote kroz metale igraju slobodni elektroni. Teorija toplotne vodljivosti i njeno mikroskopsko objanjenje prelazi, meutim, okvir ovih skripti, pa demo se samo zadrati na fenomenolokom opisu vodljivosti.

PRENOS ENERGIJE

1

Voenje toplote kroz homogeni materijal moe se raunati pomodu Fourierovog zakona. Da bismo shvatili taj zakon, posmatrajmo voenje toplote kroz tap poprenog presjeka [s]. Pretpostavidemo da temp. u tapu linearno opada od jednog kraja do drugog i da je u svakoj taki odreenog presjeka ista. Takoe demo razmatrati prijenos toplote, to znai da demo pretpostaviti da temperatura bilo koje take sredstva ne zavisi od vremena, ved samo od mjesta u sredstvu.

KONDUKCIJA Toplotna provodljivost nekih materijala

Materijal srebro bakar aluminijum eljezo beton staklo buka cigla zemlja 420 385 205 60 1.3 0.8 0.8 0.7 0.5

Materijal voda azbestni cement drvo guma papir polistiren staklena vuna poliuretanska pjena vazduh 0.6 0,5 0.13 0.15 0.13 0.01 0.035 0.03 0.025

FREON Freon je zbirno ime za vie vrsta plinova koji su se upotrebljavali ili se upotrebljavaju u rashladnim ureajima. Iako pogreno, to ime se poelo upotrebljavati za skoro sve vrste rashladnih medija, bez obzira na hemijski sastav, pa se tako dolo i do apsurdne situacije da se freonom nazovu i neki plinovi poput ugljovodonika: metana ,etana, propana i sl. Freoni su flourovi i hlorovi derivati metana i etana, plinovi iz porodice haloalkana, koji se koriste u rashladnoj tehnici kao rashladni medij. Skradenice za najvanije tipove freona su CFC (eng. prva slova za hlor-flour-ugljenik). HCFC (vodonik-flour-ugljeljnik). Najpoznatiji freoni su R - 12 i R - 22 koji su bili najvaniji u proizvodnji rashladnih ureaja. Freoni su netopljivi u vodi, a prodiru visoko u stratosferu jer su inertni u hemijskim reakcijama. Karakteristike: Freon je nezapaljiv plin bez boje, mirisa i okusa i nije otrovan. To je dokazao Thomas Midgkey udiudi taj plin i ispuhujudi ga u otvoreni plamen svijede. Za svoju svrhu, plin je ispunio sva oekivanja, primjenu nije morao traiti jer je primjena nala njega.

PRENOS ENERGIJE

2

ENTROPIJA (gr. obrt ka unutra) je veliina stanja koja se moe posmatrati kao mjera za vezanu energiju nekog zatvorenog mat. sistema, tj za energiju koja se, nasuprot slobodnoj, vie ne moe pretvoriti u rad. Suprotan pojam je entalpija. Entropija je, dakle, tenja sistema da pree u stanje vede neureenosti sistema. Najveda ureenost sistema je apsolutna nula. Poto ona ne moe da se postigne, prema tredem principu termodinamike (Nernsova teorema) uzima se entropija, a simptomski tei nuli kada temperatura sistema prilazi apsolutnoj nuli. Apsolutna nula je pojam koji oznaava uslovno temperaturu, tj najniu mogudu temperaturu od koje nita ne moe biti hladnije, jer tada u sistemu nema toplotne energije. Prema dogovoru apsolutna nula je tano definisana kao: 0 K na Kelvinovoj skali, koja predstavlja termodinamiku (apsolutnu) skalu i -273.15 C na Celzijusovoj skali

ENTALPIJA je mjera totalne energije termodinamikog sistema. Ona se sastoji od unutranje energije koja je energija neophodna da bi se formirao sistem i koliine energije potrebne da bi se obezbjedio prostor za sistem potiskivanjem njegove okoline i uspostavili njegova zapremina i pritisak.

CENTRALNA I LOKALNA REGULACIJA TOPLOTE Tokom rada centralnih sistema grejanja, zbog promjene klimatskih uticaja (prevashodno temp. spoljnog vazduha i brzine vjetra) toplotne potrebe se stalno mjenjaju. Isporuka toplote iz kotla stalno mora da se prilagoava trenutnim potrebama potroaa. Toplotne potrebe se mjenjaju i u toku dana i u toku grejne sezone. Postavlja se pitanje: kako sistem centralnog grejanja treba da prati te potrebe? Usljed dnevnih i godinjih promjena u potrebama za toplotom potroaa u sistemu daljinskog grejanja potrebno je uskladiti dinamiku isporuke toplote iz toplane. Centralna regulacija koliine toplote koja se isporui u jedinici vremena moe se ostvariti na sl. naine: 1. Promjenom temperature razvodne vode r const., pri konstantnom protoku m = const. 2. Promjenom protoka vode m const., pri konstantnoj temperaturi razvoda r = const. 3. Kombinovano, promjenom oba parametra r = const. i m const.

Prvi nain regulacije omogudava smanjenje isporuene koliine toplote sniavanjem temperature razvodne i povratne vode, to je povoljno sa aspekta smanjenih gubitaka toplote u transportu (cjevovodu). Osim toga, pri odravanju konstantnog protoka povoljna je raspodjela toplote u sistemu (pod uslovom da je cjevna mrea dobro izbalansirana) svaki potroa dobija onu koliinu koja mu je potrebna, u skladu sa trenutnim gubicima. Nedostatak ovog naina regulacije je to kroz sistem cirkulie nepotrebno velika koliina vode tokom cijele sezone, pa su vedi trokovi za pogon cirkulacionih pumpi. Ovaj nain regulacije se primjenjuje kod nas i u velikom broju evropskih zemalja. Smanjenjem protoka vode takoe je mogude ispratiti smanjenje toplotnog konzuma. Primjenom ovog naina regulacije dolazi do smanjenja brzina strujanja u cjevovodu, pa je pad pritiska usljed trenja i lokalnih otpora manji, to dovodi do manjeg napora pumpe i znaajno manje potronje elektrine energije za pogon pumpi i znaajno manje potonje elektrine energije za pogon pumpi (el. energija pumpe se mjenja sa tredim stepenom u odnosu na promjenu protoka). S druge strane, nedostatak ovakvog naina regulacije su povedani gubici toplote u transportu. PRENOS ENERGIJE 3

Lokalna regulacija podrazumjeva odravanje eljene unutranje temperature vazduha u pojedinim prostorima u zgradi. Zbog svojih meusobnih razlika u orijentaciji, namjeni, broju ljudi koji u njima boravi ljudi koji u njima boravi i dobitaka toplote imaju razliite potrebe za isporuenom toplotom. Kada ne postoji lokalna regulacija toplotnog uinka, prostorije orijentisane ka jugu i velikim dobicima od unutranjih izvora se pregrejevaju, pa korisnici esto primjenjuju regulaciju estim provjetravanjem otvaranjem prozora. Najedi nain primjene lokalne regulacije je postavljanje sobnog termostata ili radijatorskih ventila sa termostatskim glavama.

GREJNA TIJELA VRSTE I NAINI ODAVANJA TOPLOTE Grejna tijela predstavljaju jedan od osnovnih el. postrojenja za centralno grijanje. Zadatak grejnog tijela je da prostoriji preda odreenu koliinu toplote koja je jednaka trenutnim gubicima toplote. Toplota koja se proizvodi u kotlu, sistemom cijevi se razvodi do prostorija, a grejno tijelo zatim dovedenu toplotu predaje prostoriji. Ima vie vrsta grejnih tijela, od kojih su u sistemima centralnog grejanja najvie zastupljeni radijatori.

RADIJATORI Radijatori su lankasta grejna tijela, ija konstrukcija omogudava postizanje eljene povrine grejnog tijela kroz spajanje odreenog broja lanaka. Spajanje lanaka se vri pomodu posebnih elemenata nazuvica. Oznaavanje radijatora se obino vri na slijededi nain: n-A/C, gdje je: n - broj lanaka A razmak izmeu prikljuaka C irina radijatora

Kada se radijatori postavljaju u niu ispod prostora, tada je neophodno ostaviti od 70 do 120 mm slobodnog prostora iznad radijatora, kako bi se obezbjedilo opstrujavanje radijatora sobnim vazduhom. Ukoliko nema nie ispod prozora, tada visina radijatora ne smije prelaziti visinu parapetnog zida. Takoe je potrebno ostaviti 20-50 mm praznog prostora izmeu radijatora i spoljnog zida. Maskiranje radijatora postavljanje maske preko njega zbog estetskih ili zatitnih razloga loe je termiko rijeenje, jer je u tom sluaju odavanje toplote smanjeno za 10-30 %. Oblik lanaka zavisi od materijala od koga se radijator izrauje, a to mogu biti: Liveno gvoe elini lim Al legure

PRENOS ENERGIJE

4

Kada se govori o kvalitetu radijatora, poreenje se moe izvriti prema razliitim kriterijumima. Kriterijumi na osnovu kojih se ocjenjuje kvalitet radijatora su slijededi: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Trajnost (otpornost na koroziju) LG, Al; Inertnost (veda masa i vedi sadraj vode veda inertnost); Veliina (specifino odavanje toplote W/); Teina (veda teina skuplja montaa); Izgled (estetski kriterijum induvidualno, stvar ukusa); Cijena.

Nain odavanja toplote Radijatori su dobili naziv po elji konstruktora da odaju toplotu zraenjem. Meutim, oni mnogo vie odaju toplotu konvekcijom zbog oblika lanaka, dok se odavanje toplote zraenjem krede u granicama od 10 - 30 %. Radijator predstavlja dobro rijeenje sa aspekta uslova ugodnosti, pogotovo kada je nii temperaturski reim grejanja i ukoliko su dobro postavljeni u prostoriji. Radijator je najbolje postaviti uz hladnu povrinu, tj na mjestu gdje su najvedi gubici u prostoriji, a to su mjesta ispod prozora, te uz spoljni zid. Fiksiranje (vjeanje) radijatora moe biti: Na konzolu i drae (ede primjenjivano rijeenje); Na noice (rijee se primjenjuju, npr. kada se radijator postavlja uz staklenu povrinu).

Ploasta grejna tijela Ploasta grejna tijela se uglavnom izrauju od elinog lima. Njihove osnovne karakteristike su mala debljina i velike glatke ili profilisane povrine. Po pitanju toka vode i nainu i velike glatke ili profilisane povrine. Meutim, ploasta grejna tijela nemaju lanke kao radijatori, pa samim tim ni mogudnost dobijanja eljene povrine za odavanje toplote sklapanjem na samom objektu, ved se i isporuuju u fiksnim dimenzijama. Izrauju se u standardizovanim veliinama duina x visina x debljina, i u zavisnosti od toga zavisi njihov toplotni uinak odavanje toplote. Po pitanju dimenzija, trajnosti, montae i inertnosti pri odavanju toplote gotovo su identini kao i radijatori od elinog lima. Njihova prednost u odnosu na eline radijatore je estetika ljepe izgledaju, a zbog svoje male debljine skoro da ne zauzimaju koristan prostor u prostoriji.

lankasti radijatori

tip lanaka broj lanaka

Koliina toplote [W]

PRENOS ENERGIJE

5

Ploasti radijatori

tip radijatora visina radijatora duina radijatora

koliina toplote [W]

Cijevna grejna tijela

Cijevna grejna tijela su sastavljena od vie redova cijevi koje su izloene sobnom vazduhu, kome predaju toplotu preteno konvektivnim putem. Cijevna grejna tijela se koriste u prostorijama koje imaju male gubitke toplote, kao to su kupatila, WC, hodnici, blokirane prostorije (bez spoljnih zidova i prozora)... Materijal za izradu cijevnih grejnih tijela je uglavnom elik, odnosno sama grejna tijela se izrauju spajanjem elinih cijevi na razliite naine. Prenosti cijevnih grejnih tijela je lako odravanje istode (higijenski uslovi), kao i lijep izgled povrine; mogu da se farbaju, nikluju, plastificiraju... U cilju povedanja odavanja toplote cijevna grejna tijela mogu da se orebravaju; s obzirom na koeficijent prelaza toplote sa vrstih tijela na vazduh ima niu vrijednost od koeficijenta prelaza toplote sa vode na vrsto tijelo (zid cijevi), povedanjem spoljne povrine cijevi putem orebrenja postie se bolje odavanje toplote. Meutim, kod orebrenih povrina se javlja problem idenja, pa su narueni higijenski uslovi u prostoriji. Konvektori Konvektori su lamelasti zagrejai vazduha koji se izrauju od orebrenih cijevi (elinih cijevi sa elinim rebrima ili bakarnih cijevi sa aluminijumskim rebrima). Sam zagreja vazduha (izmjenjiva toplote) je smjeten u posebno kudite, koje je konstruisano tako da se pospjeuje prirodna konvekcija. Visina kudita, odnosno razmak izmeu gornjeg i donjeg otvora na kuditu direktno utie na uzgonsku silu koja ostvaruje cirkulaciju vazduha kroz konvektor. Odavanje toplote se odvija iskljuivo konvekcijom (pa su tako i dobili naziv). Toplotni uinak konvektora, odnosno odavanje toplote, zavisi kako od broja osnovnih cijevi razmjenjivaa toplote, tako i od visine kudita. Podeavanja grejnog kapaciteta se moe vriti i sa vodene i sa vazdune strane. Regulacija sa vodene strane se ostvaruje preko regulacionog ventila, obino kvalitativno promjenom temperature vode koja struji kroz zagreja. Regulacija se moe ostvariti i promjenom protoka grejnog fluida. Sa vazdune strane regulacija se vri pomodu aluzina koje se nalaze na izlaznom otvoru za vazduh (na ovaj nain se ne mjenja hidrauliki reim u cijevnoj mrei).

PRENOS ENERGIJE

6

Prednosti konvektora u odnosu na radijatore: 1. 2. 3. 4. kompaktniji su (laki, manje materijala, jeftiniji), estetski ljepi (lijepa maska koja se moe ukolpiti u enterijer), manja inercija (bre stupaju u dejstvo od radijatora), pored centralne regulacije sa vodene strane postoji i lokalna regulacija u samoj prostoriji sa vazdune strane, 5. mogu da izdre vede pritiske (to se javlja u visokim zgradama gdje je velika vrijednost statikog pritiska). Konvekcija: Prenos toplote ili mase konvekcijom je pojava do koje dolazi kada fluid (tenost ili gas) razmjenjuje toplotu (masu) unutar samog sebe, prostim mjeanjem (konvekcijom) materije. Ovaj proces se odvija pod uslovom da postoji razlika temp. unutar samog fluida.

Nedostaci konvektora: 1. Loi higijenski uslovi (teko odravanje istode taloenje praine i njeno podizanje pri radu konvektora), 2. Nema odavanja toplote zraenjem. Najvie iz higijenskih razloga se konvektori danas vie ne koriste za stambene objekte, a vrlo rijetko i za poslovne objekte, a vrlo rijeko i za poslovne objekte i objekte opte i javne namjene. Njihova primjena se danas javlja samo u objektima koji se povremeno greju, kada je potrebno ostvariti brzo zagrejavanje prostora. Meutim, i u tom segmentu ih ima sve manje jer ih potiskuju kaloriferi i vazduno grejanje.

Panelna grejna tijela Panena grejna tijela (ili samo paneli) su grejna tijela sastavljena od neorebrenih cijevnih zmija, koje se postavljaju u graevinsku konstrukciju prostorije. Cijevi se mogu postaviti slobodno u podnoj ploi (oko njih je manji sloj vazduha koji se zagrejava) ili ulivene u beton. Ukoliko se cijevi panela ulivaju u beton vano je da koeficijent temp. irenja cijevi i betona bude priblino isti, kako ne bi dolazilo do pucanja graevinske konstrukcije i samih cijevi. Cijevi od kojih se izrauju paneli mogu biti eline (to je jako rijetko), bakarne i plastine (polietilenske i polipropilenske...). U zavisnosti od toga u koji graevinski element prostorije se ugrauju paneli, razlikuje se: podno (najede), zidno i plafonsko grejanje.

Panel prekriva ceo graevinski element ili njegov vedi deo, tako da kod podnog grejanja pod predstavlja grejno tijelo.

PRENOS ENERGIJE

7

Panelna grejna tijela odaju toplotu: zraenjem na okolne povrine u prostoriji (kod podnog grejanja oko 55% dok kod plafonskog grejanja moe dostidi i 90%), konvekcijom na sobni vazduh (kod podnog oko 45%, a kod plafonskog znatno manji).

Panelna grejanja se uvijek izvode kao niskotemperaturna grejanja poto je povedana povrina za razmjenu toplote, onda se moe idi na niu temp. razliku izmeu grejnog fluida i vazduha u prostoriji.

Podno grejanje je najede primjenjivano panelno grejanje. Kod ovog sistema je znatno bolja raspodjela temp. vazduha po visini prostorije u odnosu na plafonsko grijanje zbog tenje da zagrejan vazduh struji navie. Udio konvektivnog prenosa toplote je vedi nego kod plafonskog i krede se u granicama od 40 - 45 %. Koeficijent prelaza toplote pri konvekciji krede se u granicama = 3.2 - 4.8 W/mK. Slino kao i kod plafonskog grejanja, zbog veliine panela, kapacitet ovakve vrste grejanja je limitiran povrinom poda prostorije u ijem se dijelu postavlja panel. Za razliku od plafonskog grejanja, za podno grejanje se ne moe uvijek korisiti cijela povrina poda, ved samo onaj dio koji nije pokriven namjetajem. Temperatura poda diktirana je higijenskim uslovima i zatite nogu od pretjeranog zagrejavanja. Na osnovu iskustva limitirane su max. temperature poda za podno grejanje: 25C u radnim prostorijama u kojima se dugo boravi stojedi, 28C u stambenim i kancelarijskim prostorijama, 30C u izlobenim i sl. halama, 32C u kupatilima i plivakim bazenima, 35C u prostorijama u kojima se kratko boravi ili kroz koje se samo boravi.

Naini izvoenja panelnog grejanja: Postoji veliki broj tehnikih rijeenja za izvoenje panelnog grejanja, neka od tih rijeenja su patentirana, ali se generalno sva rijeenja mogu podjeliti u dvije grupe: 1. Cijevi su zalivene u beton i direktno predaju toplotu kondukcijom graevinskom elementu, 2. Cijevi su unutar graevinskog elementa, ali su slobodne oko njih je sloj vazduha. Na taj nain zagrejava se vazduh, a toplota se graevinskom elementu predaje posredno konvekcijom i zraenjem. Naini polaganja su takoe razliiti. Dva osnovna tipa su: u vidu serpentina (cijevnih zmija) u vidu pua (spiralno)

PRENOS ENERGIJE

8

Fiksiranje cijevi se vri: pomodu vjealjki (kod plafonskog grejanja), pomodu armature od eline ice, pomodu specijalnih plastinih draa.

Prednosti panelnog u odnosu na radijatorsko grejanje: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Povoljnija raspodjela temp. po zapremini prostorije (podno grejanje), Povoljniji uslovi ugodnosti za boravak ljudi zbog niskotemp. zraenja, Nema podizanja praine, Mogudnost koritenja alternativnih izvora energije (OIE solarne i geotermalne), Nia temp. vazduha za iste uslove ugodnosti uteda energije, Nema vidnih grejnih tijela u prostoriji nema naruavanja enterijera, Mogudnost koridenja za hlaenje tokom ljeta (plafonski paneli).

Nedostaci panelnog grejanja u odnosu na radijatorsko grejanje: 1. Inertan sistem, pa je oteana regulacija, 2. Visoki investicioni trokovi, ako se instalacija ne izvodi tokom graenja, 3. Velika materijalna teta ukolko doe do pucanja cijevi.

SISTEMI CENTRALNOG GREJANJA Ureaji za grejanje Potrebna koliina toplote za grejanje se u prostoriju dovodi preko ureaja za grejanje (ili sistemom za grejanje, ukoliko je u pitanju centralno snabdjevanje toplotom). Trenutni toplotni gubici prostorije se nadoknauju radom ureaja za grejanje. Osnovna podjela grejnih ureaja za grejanje zgrada je na: Pojedinane (lokalne) ureaje za zagrevanje pojedinanih prostorija, Postrojenja za centralno grejanje.

Kada su u pitanju podjele sistema centralnog grejanja, onda se one mogu napraviti prema: 1. 2. 3. 4. Nosiocu toplote (grejnom fluidu); na vodene, parne i vazdune sisteme, Vrsti goriva; na sisteme na vrsto, teno ili gasovito gorivo, Nainu odavanja toplote; na konvenktivno, vazduno i kombinovano, Vrsti izvora toplote; na konvencijalne i nekonvencijalne sisteme.

PRENOS ENERGIJE

9

Osnovna karakteristika lokalnih ureaja je da se nalaze u samoj prostoriji koja se greje. U grejnom ureaju se odvija proces sagorjevanja goriva (vrstog, tenog ili gasovitog) ili pretvaranje nekog drugog oblika u toplotu. Nastala toplota u grejnom ureaju predaje se prostoriji u kojoj se ureaj nalazi. Postoje rijeenja kada se jedan lokalni ureaj moe koristiti i za grejanje dvije prostorije (npr. kada se ureaj postavi u zidu dvije susjedne prostorije), ali je kod ureaja za lokalno zagrejavanje ipak uobiajeno: jedan ureaj jedna prostorija. Kod postrojenja za centralno grejanje je karakteristino to to se na jedan izvor toplote vezuje vedi broj grejnih tijela. Poto se loenje odvija na jednom mjestu centralizovano, onda se i takvi sistemi nazivaju sistemi za centralno grejanje. Postrojenje za centralno grejanje ima tri osnovna elementa (i vedi broj pomodnih ureaja bez kojih ne bi moglo da se radi), a to su: izvor toplote, distribucija toplote i grejna tijela. Dakle, osnovni elementi sistema za centralno grejanje su: 1. IZVOR TOPLOTE (Kotao na vrsto, teno ili gasovito gorivo, obino toplovodni, a moe i parni kotao), 2. DISTRIBUCIJA TOPLOTE (ili razvod toplote, cijevni razvod, cijevna mrea koja slui da se grejni fluid razvede od izvora topl. do grejnih tijela i da se obezbjedi povratak grejnog fluida u kotao zatvoreni sistem), 3. GREJNA TIJELA (ija je funkcija odavanje toplote i zagrejavanje prostorije. Danas je u upotrebi veliki broj razliitih sistema za centralno grejanje. Svaki od sistema ima odreene prednosti i nedostatke i stvar je korisnika da uz pomod projektanata i izvoaa radova odabere onaj sistem koji najbolje odgovara njegovim potrebama i mogudnostima. Kada se govori o kvalitetu ureaja za grejanje, poreenje se moe izvriti prema razliitim kriterijumima. Kriterijumi na osnovu kojih se ocjenjuje kvalitet grejnog ureaja mogu se svesti na est osnovnih kategorija i to: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Funkcionalnost (najvaniji kriterijum), Ekonominost , Higijenski uslovi, Estetika, Bezbjednost, Estetika.

Funkcionalnost grejnog tijela podrazumjeva da ureaj moe da zadovolji toplotne potrebe objekta u svim eksploatacionim uslovima. Pod dobrom funkcionalnodu se takoe smatra i dobra regulacija toplotnog uinka na nain da odavanje toplote ureaja odgovara trenutnim gubicima toplote u cilju odravanja konstantne zadate temperature vazduha u prostoriji. Ekonominost je karakteristika koja se uvijek uzima u obzir. Grejanje je troak za korisnika koji tei da taj troak bude to manji, pri emu se smatra da je zadovoljena funkcionalnost. Trokovi grejanja se dijele na investicione i eksploatacione. Investicioni trokovi podrazumjevaju cijenu ugradnje samog PRENOS ENERGIJE 10

postrojenja za grejanje, dok se eksploatacioni trokovi odnose na cijenu utroenog goriva/energije (radne snage, odravanja, osiguranja) tokom grejne sezone. Razvijene su veoma sloene metode za ocjenu rentabilnosti investicije, koje mogu biti statike i dinamike. esto se radi tehno ekonomska analiza koja de doprinijeti utedi u potronji energije sistema, onda se period otplate rauna kao kolinik cijene godinje utede energije i cijene kotanja dodatne opreme koja omoguduju utedu. Smatra se da je investicija isplativa ukoliko je rok otplate manji od 5 godina.

Higijenski uslovi obuhvataju: Postizanje zone ugodnosti za ljude koji borave u prostoriji ravnomjerno zagrejavanje prostorije po povrini i dubini, Povoljan odnos toplote predate zraenjem i konvekcijom, Kvalitet (istoda) vazduha u prostoriji (podrazumjeva da je u prostoriji osim termikih, parametara, obezbjeeno i provjetravanje, da nema produkata sagorijevanja i da nema podizanja praine usljed intenzivnijeg strujanja vazduha).

Estetika podrazumjeva da se ureaji za grejanje dobro uklapaju u enterijer. Smatra se da ureaji za grejanje nisu ukras prostorije, ved nuno zlo, tako da to manje treba da remete unutranji izgled prostorije. Od ureaja za grejanje se, u tom smislu, zahtjeva da zauzimaju to manje korisnog prostora u prostoriji i da se uklapaju u unutranju arhitekturu objekta (po izgledu, boji, a ponekad se i maskiraju ukoliko se ne mogu uklopiti u enterijer). Estetski izgled ureaja za grejanje ponekad moe odluujudi parametar pri izboru. Maskiranje grejnih ureaja u naelu je termiki loe rijeenje i primjenjuje se samo kada su estetski razlozi dominantni. U sluajevima strogih zahtjeva u izgledu prostorije, kada se uobiajeni grejni ureaji ne uklapaju u enterijer, bolje je orijentisati se na klimatizaciju (vazduno grejanje), koja se moe odlino maskirati (kanali voeni u sputenoj tavanici i elementi za ubacivanje vazduha se lijepo uklapaju u enterijer). Bezbjednost ureaja za grejanje jeste njihova odlika koja se odnosi na opasnosti koje se mogu javiti prilikom njihovog koridenja. Opasnosti su: poar, prodor dimnih gasova u prostoriju, eksplozija sudova pod pritiskom (kotla, pedi, rezervoari), pucanje instalacije (izlivanje vode). Dananji ureaji za grejanje na takvom tehnikom nivou mogu da pruaju izuzetno dobru bezbjednost. Pri projektovanju svih centralnih sistema za grejanje postoje posebni propisi koji se odnose na zatitu od poara i koji se moraju primjeniti u projektu. Prije izvoenja instalacije, projekat obavezno, pored ostalih saglasnosti, mora dobiti saglasnost protivpoarne policije. Ekologija, odnosno ekoloki aspekti ureaja za grejanje podrazumjevaju da ureaj to manje naruava ivotnu sredinu. Elementi vani za okolinu su: - izbor goriva, - kvalitet sagorjevanja i kontrola rasejavanja produkata sagorjevanja, - filtriranje produkata sagorjevanja prije izbacivanja u atmosferu, - lokacije deponija ljake i sl.

PRENOS ENERGIJE

11

Imajudi u vidu svih 6 navedenih kriterijuma, generalni je stav da u urbanim sredinama (gusto naseljenim) centralno grejanje ima niz prednosti u odnosu na pojedinane ureaje za grejanje. Prednosti su: bolji (ravnomjerniji) raspored temperature vazduha po prostoriji, mogudnost grejanja sporednih prostorija, vedi kotlovi imaju bolji stepen iskoridenja bolje iskoridenje goriva i bolju regulaciju rada kotla, to uzrokuje ujedno i manjim zagaenjem okoline, rad velikih kotlova nadgleda kvalifikovano osoblje, manje priljanje stanova i zgrade, manje broj dimnjaka u zgradi, manji transportni trokovi goriva, manje angaovanje korisnika prostorija.

Nedostaci centralnog grejanja u odnosu na lokalne ureaje za grejanje su: vedi investicioni trokovi loija lokalna regulacija, naroito ako se iskljui grejanje u pojedinim stanovima.

Zbog svih navedenih prednosti sistema centralnog grejanja u odnosu na lokalne uraaje za grejanje, danas je primjena postrojenja za centralnog grejanje (ukljuujudi i daljinsko grejanje kao najiri pojam centralnog grejanja) veoma rasprostranjena, naroito u vedim gradovima.

POJEDINANI (LOKALNI) UREAJI ZA GREJANJE Osnovna podjela lokalnih ureaja za grejanje prema vrsti goriva energije: pedi na vrsto gorivo, pedi na teno gorivo, pedi na gasovito gorivo, ureaji za grejanje koji koriste elektrinu energiju. PEDI NA VRSTO GORIVO kamini, zidane pedi, metalne pedi (bunkerske i trajnoarede).

PRENOS ENERGIJE

12

Kamin predstavlja ognjite koje je otvoreno prema prostoriji, to dovodi do povedane opasnosti od pojave poara i prodora dimnih gasova u prostoriju. Toplota se predaje uglavnom zraenjem otvorenog plamena visoke temperature. Akumulaciona sposobnost kamina nije velika, tako da ubrzo po gaenju plamena prestaje i grejanje. U kaminima se kao gorivo koristi drvo, pa je stepen iskoridenja jako mali ( = 10 - 30 %). Kamini zadovoljavaju estetski kriterijum jako se lijepo mogu uklopiti u prostor, ak mogu biti i ukras u prostoriji. U naim klimatskim uslovima klasini kamini se mogu koristiti samo kao dopunski izvor grejanja. Meutim, kao i vedina ureaja i kamini su tehniki uznapredovali tako da moderni kamini imaju vedi stepen iskoridenja, kontrolu intenziteta sagorjevanja, vede akumulacione sposobnosti, povedano odavanje toplote itd. Zidane pedi su bile jako rasprostranjene tokom 60-ih i 70-ih godina prolog vijeka. Najpoznatije su kaljeve pedi. Ove pedi imaju znatnu sposobnost akumulacije toplote. Sa unutranje strane su obloene samotnim ploama, tako da mogu grejati i vedi broj sati (12 16 h) nakon to se prekine loenje. Kao gorivo u ovim pedima se moe koristi drvo i ugalj. Stepen iskoridenja goriva se krede oko 50% (max. 80%). Karakteristika ovih pedi je da imaju povoljan odnos odavanja toplote konvekcijom i zraenjem. Estetski su takoe zadovoljeni i ove pedi mogu jako lijepo izgledati i biti izraene od kaljeva razliitih boja i teksture. Trajnoarede pedi su kod nas uglavnom bile Kreka Vesso pedi. Ove pedi ispod metalnog kudita imaju amotni ozid, pa je na taj nain povedana akumulacija toplote i sniena temperatura povrine pedi. Na taj nain je znaajno poboljan odnos koliine toplote odate konvekcijom i zraenjem. Akumulacija goriva je takoe prisutna kod ovih pedi, tako da njihovo loenje ne zahtjeva veliko angaovanje dovoljno je ubaciiti gorivo u ped jednom do dva puta u toku dana. Imaju dobro i potpuno sagorjevanje, pa se stepen iskoridenja goriva kod njih krede od 75 - 85%. Svaka ped mora biti vezana za dimnjak. Pravilo je: jedna ped jedna dimna cijev. Dimnjaci mogu biti zidani i montani. Zidani dimnjaci su uglavnom od opeke i poeljno je da njihova unutranjost bude glatka (jer je manji otpor strujanju gasova i manje prljanja povrina pepelom) ili neomalterisana, jer se malter kruni i otpada na visokim temperaturama. Montani dimnjaci se izrauju od amota obino su krunog poprenog presjeka (14, 16, 18, 20...).

PEDI NA TENO GORIVO Pedi na teno gorivo se kod nas esto nazivaju nafta pedi, mada ustvari koriste ekstra lako ulje za loenje. Odavanje toplote se preteno odvija konvektivnim putem, jer je metalno loite obavijeno i metalnim kuditem (uglavnom iz higijenskih i estetskih razloga). Kod ovih pedi je, za razliku od ureaja koji koriste vrsto gorivo, mnogo bolja regulacija. Stepen korisnosti se krede oko 80%. Mana ovih pedi je prisutnost nepoeljnih mirisa koji se javljaju usljed isparenja iz rezervoara, prodiranja dimnih gasova ili usljed prosipanja goriva pri punjenju. PEDI NA GASOVITO GORIVO Pedi na gasovito gorivo mogu da koriste prirodni (zemni) gas ili teni (propan butan). Kod ovih pedi odnos date toplote konvekcijom i zraenjem moe biti veoma razliit u zavisnosti od konstrukcije pedi (reflektorske, sa usijanim elementima sa cijevnim grijaima vazduha itd.). Zajednika karakteristika je visok stepen iskoridenja goriva od oko 85%, kao i dobra regulacija. Pri potpunom sagorjevanju prirodnog gasa produkti sagorjevanja su CO i vodena para. PRENOS ENERGIJE 13

Prednosti ovih ureaja su: istoda u radu, jednostavnost rukovanja i dobra regulacija. Nedostaci su: opasnost od poara i opasnost od trovanja gasom.

UREAJI ZA GREJANJE KOJI KORISTE EL. ENERGIJU Grejalice, Kaloriferi, Termoakumulacione pedi, Klimatizeri (split sistemi, topl. pumpe).

El. ureaji se bitno razlikuju u mnogim elementima od ureaja za grejanje koji rade sagorjevanjem konvencionalnog goriva. Prednosti su: - Visoka cijena energije (kod nas nije toliko, koliko je to izraeno u razvijenim zapadnim zemljama) - Sa aspekta drutva u cjelini, veoma je neracionalno koristiti el. energiju za grejanje Elektrine grejalice koriste efekat zegrejavanja provodnika (usljed otpora provoenja el. energije). Toplota se preteno odaje zraenjem i ovi ureaji nemaju nikakvu sposobnost akumulacije toplote, tako da iz mree vuku struju onda kada je grejanje potrebno, a picevi potronje el. energije i toplote se esto podudaraju, to je nepovoljno (viskoka tarifa). Kaloriferi su ureaji za grejanje koji imaju ugraen ventilator kojim se ostvaruje prinudno strujanje sobnog vazduha preko elektrinog grejaa i time se pospjeuje prelaz toplote. Odaju toplotu konvektivnim putem. Nemaju mogudnost akumulacije toplote. U odnosu na grejalice, imaju nepovoljnije higijenske aspekte i usljed prinudnog strujanja vazduha dolazi do podizanja praine u prostoriji. Inae, osim elektrinih, kaloriferi mogu imati i toplovodne grejae. Termoakumulacione pedi imaju ispunu od magnezijumskih opeka izmeu elektrinog grejaa i metalnog kudita, tako da imaju veliku mod akumulacije toplote. Ped se puni tokom nodi u doba jeftinije tarife el. energije, a toplotu odaje preko dana kada postoje potrebe za grejanjem. Klimatizeri (topl. pumpe) kao prevenstvenu ulogu imaju zadatak hlaenja tokom ljeta, ali mogu da rade i u reimu toplotne pumpe tokom hladnijih dana kada greju. Naziv split sistem potie od eng. rijei sa znaenjem podjeljen, jer se ureaj sastoji iz dvije jedinice: spoljne i unutranje. Po svojoj koncepciji ureaj se sastoji od kompresora, kondenzatora, isparivaa i prigunog ventila. Radni fluid je freon. Kompresorsko kondenzatorska jedinica je spoljna jedinica, dok se ispariva nalazi u unutranjoj jedinici. U reimu hlaenja, tokom ljeta, freon se kondenzuje u kondenzatoru predajudi toplotu spoljnom vazduhu, a isparava u isparivau i toplotu isparavanja oduzima od vazduha u prostoriji. Vazduh iz prostorije se uvodi u unutranju jedinicu sa eone strane, a ubacuje nazad u prostoriju sa donje strane ureaja. U reimu grejanja, kondenzator i ispariva mjenjaju uloge u unutranjoj jedinici se vri kondenzacija freona i toplota kondenzacije se predaje vazduhu u prostoriji, dok se isparavanje odvija u spoljnoj jedinici. Ovi ureaji ne mogu da rade pri jako niskim temperaturama u spoljnoj jednici. Dakle, pomenuti ureaji ne mogu da rade pri izraeno niskim temperaturama (niim od -50C), jer dolazi do stvaranja inja na spoljnoj jednici i spreavanja razmjene toplote. S obzirom da su potrebe za grejanjem najvede tokom najniih spoljnih temperatura, ovi ureaji se mogu koristiti za dogrejavanje u prelaznim periodima, na poetku i na kraju sezone. Klasini klimatizeri rade tako to zagrejavaju ili hlade sobni vazduh. PRENOS ENERGIJE 14

GEOTERMALNA ENERGIJA Toplotna energija koja je akumulirana u podzemnim vodama naziva se HIDROGEOTERMALNA energija. Da bi se podzemne vode smatrale toplotnim izvorom, potrebno je da njihove temperature budu vede od 10C. Geotermalna energija spada u obnovljiv izvor energije i u razliitoj je mjeri prisutna svuda. Samim tim je ekoloki najopravdanija njena upotreba, a gledano ekonomski je i najpovoljnija jer nam dolazi besplatno. Dakle, toplotne pumpe su ureaji pomodu kojih se toplotna energija prenosi iz jedne u drugu sredinu, a za taj prenos topl. energije utroi energiju koja je nekoliko puta manja od prenijete. Tako npr. toplotna pumpa Geoterm 18 ulae oko 5 kWh na ulazu, da bi se na izlazu dobila ukupna toplotna energija od 18 kWh. U tehnikoj praksi toplotne pumpe se najede koriste za: Grejanje i hlaenje prostora Rekuperaciju toplotne energije

Toplotna pumpa je, dakle, ureaj koji moe toplotnu energiju da transportuje iz spoljanje okoline u zgradu ili iz zgrade u spoljanju okolinu. Gledano sa stanovita investicije u toplotnu pumpu moe se odmah zakljuiti da se u naem klimatskom podruju ovaj ureaj veoma racionalno koristi jer se u zimskom periodu koristi za grejanje, a u ljetnjem periodu za hlaenje prostora. TIPOVI TOPLOTNIH PUMPI U zavisnosti od sredine iz koje se preuzima toplotna energija i sredine u koju se ona prenosi, postoji vie tipova toplotnih pumpi. Najeda su dva osnovna tipa: vazduh vazduh, te voda voda. Mada su, u neto rijeoj upotrebi i njihove kombinacije.

TOPLOTNA PUMPA TIPA: VODA VODA Toplotna pumpa koja koristi vodu kao toplotni izvor i vodu kao toplotni ponor, uzima energiju iz vode i prenosi je takoe u vodu u drugom prostoru. Kada se kao toplotni izvor koristi podzemna voda koja je cijele godine na temperaturi od 14 do 16C optimizacijom parametara toplotne pumpe postie se maksimalni koeficijent korisnog dejstva u toku cijelog perioda upotrebe. Ovaj tip toplotne pumpe u kombinaciji sa podnim sistemom grejanja i hlaenja daje najpogodnije rezultate i sve vie se koristi u svijetu. Grejanje putem toplotne pumpe je ekonomski i energetski najefikasniji sistem za grejanje i hlaenje prostora. Toplotna energija se moe uzeti iz podzemnih voda koje su na temperaturi od oko 14C tokom cijele godine. Iz izbuenog bunara voda se vodi u toplotni izmjenjiva u kome se dio toplote iz podzemne vode prenosi u freon koji tada isparava. Djelimino ohlaena voda se vrada u drugi bunar koji je iste dubine kao i prvi tako da se tokovi podzemni h voda ne poremeduju. Freon koji je sada u gasovitom stanju sabija se kompresorom i tada otputa latentnu prenijetu toplotu i predaje je vodi koja cirkulie kroz kondenzator i podni sistem cijevi u zgradi.

PRENOS ENERGIJE

15

Prednosti ovakvog sistema za grejanje i hlaenje su slijedede: Preko 70 % energije potrebne za grejanje prostora dobija se iz podzemne vode besplatno u toku cijelog vijeka eksploatacije toplotne pumpe, Podni sistem za grejanje i hlaenje u kombinaciji sa toplotnom pumpom i sunanim kolektorima je potpuno ekoloki nain koridenja energije, Toplotna pumpa za grejanje ili hlaenje ukljuuje se na poetku grejne sezone, a iskljuuje se na kraju. Time se postie najbolji energetski uinak i prostor je zagrejan na eljenu temperaturu tokom cijelog tog perioda. Isto vai i za period hlaenja prostora, Podno grejanje omogudava racionalnije koridenje prostora zbog toga to nema potrebe za postavljanjem radijatora. To prua mogudnosti za maksimalno prilagoavanje enterijera potrebama i vizuelnom utisku, Ugodan osjedaj prijatne toplote u bilo kojem dijelu grejnog prostora omogudava da se temperatura prostora odrava na 2 - 3C nioj temperaturi u odnosu na druge klasine sisteme grejanja, Sniavanje temperature ivotnog ili radnog ambijenta u prosjeku za 1C donosi energetsku utedu od 5 do 6 %, Jednokratnom investicijom se rijeava i grejanje prostora, Poreenjem cijena toplotne pumpe i podnog sistema grejanja i hlaenja sa kotlovskim i radijatorskim sistemom ukazuje da je investicija u podno grejanje sa toplotnom pumpom neznatno veda od klasinog sistema . Uteda goriva je dugogodinja dobit naroito kada se uzme u obzir trend povedanja cijena svih goriva, Ravnomjerno zagrejavanje cjelokupnog prostora dovodi do minimalnog strujanja ime se drastino smanjuje prisustvo praine u vazduhu to umanjuje ili eliminie alergijske tegobe, Ugodna temperature poda od 22 - 27C ne izaziva nikakve zdravstvene probleme i omoguduje noenje lake porozne obude to smanjuje zamor i povedava ugodnost.

Najpovoljniji trenutak za odluivanje o sistemu grejanja novog objekta je trenutak poetka njegovog projektovanja. Tada je investicija najmanja, a rezultati najbolji. Kod postojedih objekata sistem grejanja je najpovoljnije promjeniti ako se planira ili izvodi temeljna rekonstrukcija, popravka ili adaptacija. Ako u objektu postoji nezadovoljavajudi sistem grejanja ili je gorivo isuvie skupo, prelazak na toplotnu pumpu sa podnim grejanjem je najskuplje , ali se dobija najkvalitetnije rijeenje i trajno zadovoljstvo. Svi objekti koji se grade na lokacijama gdje se pretpostavlja ili zna da postoje podzemne vode su idealni, tj pogodni za primjenu toplotnih pumpi. kole, obdanita, domovi za stara lica, hoteli, industrijski objekti, stambeni objekti, kao i objekti u kojima nije poeljno da se vide grejna tijela su idealni za primjenu ovog sistema grejanja i hlaenja.

SISTEMI TOPLOVODNOG GREJANJA PRENOS ENERGIJE 16

Sistemi toplovodnog grejanja rade sa toplom vodom kao nosiocem toplote do max. temperature 110C. Voda se zagrejava u kotlovima i kroz cijevnu mreu se dovodi do grejnih tijela u prostorijama gdje se hladi, a zatim se ponovo vrada u kotao na zagrejavanje.

Podjele se mogu napraviti na bazi kriterijuma: Prema sili koja osigurava cirkulaciju vode: gravitaciona i pumpna; Prema nainu voenja cjevovoda: jednocijevna i dvocijevna; Prema poloaju razvodne horizontalne cijevne mree: sa gornjim i donjim razvodom; Prema vezi sa atmosferom: otvorena i zatvorena toplovodna grejanja.

U sistemu gravitacionog grejanja strujanje vode kroz cijevnu mreu ostvaruje se usljed uzgonske sile, prirodnim putem, odnosno bez mehanike energije. Sva grejna tijela na istom nivou (istom padu) nalaze se na istoj visinskoj razlici u odnosu na kotao, pa prema tome imaju i isti rapoloivi napor Hrasp. Meutim, duina cijevne mree kojom je grejno tijelo povezano sa kotlom (strujni krug) razlikuje se za skoro svako grejno tijelo. Izborom odg. prenika cijevi dionica u strujnom krugu tei se ka tome da ukupan pad pritiska (usljed trenja lokalnih otpora) bude jednak raspoloivom naporu to vai za sve strujne krugove. Strujni krug ine sve deonice cijevne mree od kotla do grejnog tijela i od grejnog tijela nazad do kotla ime je formiran jedan zatvoreni krug u kome struji grejni fluid. Cirkulaciona pumpa se na shemama postavlja u gl. razvodni vod, iza kotla, to obezbjeuje natpritisak u vedem dijelu instalacije. Pumpa se moe postaviti i u gl. povratni vod, pa se tada vedi dio instalacije nalazi u potpritisku. Izgled polja pritiska u mrei zavisi od mjesta povezivanja ekspanzionog suda sa instalacijom. Inae, cirkulaciona pumpa ima ulogu transporta tople vode u zatvorenom sistemu grejanja. Npr. topla voda iz kotla dovodi se do grejnih tijela, a zatim se ohlaena vrada u kotao. Radijatorski ventili su postavljeni na razvodnim prikljucima grejnih tijela i imaju ulogu smanjenja protoka kroz grejno tijelo ili potpuno zatvaranje iskljuivanje grejnog tijela iz sistema. Radijatorski navijci se postavljaju na povratnim prikljucima grejnih tijela. Slino kao i regulacioni ventil na vertikalama i radijatorski navijci mogu imati dvostruku ulogu: zatvaranje odvajanje grejnih tijela od mree ukoliko se eli izvriti bilo kakva intervencija na grejnom tijelu ili njegova zamjena (u paru se zatvaraju sa radijatorskim ventilima) i regulisanje kada se vri balansiranje mree, pa je potrebno izvriti priguenje na grejnom tijelu (povedati otpor strujanju u strujnom krugu posmatranog grejnog tijela). Kod velikih sistema ovo je vrlo vana funkcija. Trokraki mjeni ventil je regulacioni ventil koji ima ulogu centralne regulacije rada sistema. Mjeanjem povratne i razvodne vode u pogonskom odnosu sniava se temperatura razvodne vode i time se ostvaruje kvalitativna centralna regulacija rada sistema. Vazduna mrea se vodi na isti nain kao i kod gravitacionog grejanja kada je u pitanju otvoren sistem, ali nema cijevnih petlji, ved se na vertikale postavljaju ventili koji su sasvim malo otvoreni. Razlog za to je vedi natpritisak u sistemu pumpnog u odnosu na gravitaciono grejanje. Drugi nain odzraavanja, koji je takoe esto u primjeni je postavljanje odzranih ventila (radijatorskih) na sva grejna tijela.

PRENOS ENERGIJE

17

Terminom daljinsko grejanje oznaavamo centralizovano snabdjevanje toplotom vedeg broja potroaa tzv. niskotemperaturske toplote. Potroai toplote u sistemu daljinskog grejanja mogu biti postrojenja centralnog grejanja, provjetravanja, klimatizacije, postrojenja za pripremu tople sanitarne vode, kao i razliiti ureaji koji koriste toplotu. U praksi se jo koristi i naziv toplifikacija, koji nije odgovarajudi. Najkorektniji izraz bi bio daljinsko snabdjevanje toplotom (jer osim potreba za grejanjem postoje i dr. potroai toplote), ali je uobiajen izraz daljinsko grejanje. Podjela sistema daljinskog grejanja moe se izvriti prema nekoliko osnova: Podjela sistema prema namjeni: - Komunalni sistemi (stambene, poslovne, javne zgrade) - Industrijski sistemi (razne fabrike) Podjela prema podruju snabdjevanja toplotom: - Blokovski (odreeni br. zgrada na manjoj grad. teritoriji), - Reonski ili gradski (manji gradovi ili veda grad. podruja), - Oblasni ili regionalni (grad i okolna naselja). Podjela prema nosiocu toplote: - Vodeni sistemi - Parni sistemi Izvor toplote su obino parni ili vrelovodni kotlovi na vrsto, teno ili gasovito gorivo. Za transport nosioca toplote (radnog fluida) koristi se posebna cijevna mrea toplovod (ili parovod), koja se najede izvodi kao podzemna. Cijevi toplovoda ili parovoda moraju biti dobro termiki izolovane kako bi se sprijeili (tj sveli na najmanju mjeru) gubici toplote od izvora do potroaa. Toplotna podstanica je element sistema u kome se vri primopredaja toplote izmeu sistema daljinskog grejanja i kudne instalacije. Oprema unutar toplotne podstanice sastoji se od termotehnikog (mainskog) i elektroenergetskog dijela. Termotehnika instalacija sadri sve elemente neophodne za rad podstanice kao to su izmjenjiva toplote (kod indirektnog prikljuenja), cirkulacione pumpe, ureaj za odravanje pritiska ili ekspanzioni sud, armaturu, sigurnosnu opremu i opremu za automatsku regulaciju sistema. Elektroenergetski deo toplotne podstanice obuhvata energetsku opremu (osigurae, kontaktore, prekidae i indikaciju rada) opremu za mjerenje i regulaciju (raunsku jedinicu za mjerenje utroene energije i napajanje transmitera, te komunikacionu opremu). Kotlovi su ureaji u kojima se vri sagorjevanje goriva i pretvaranje hemijske energije goriva u toplotu. Dobijena toplota se predaje radnom fluidu, koji moe biti voda, vodena para, vazduh ili termalno ulje.

PRENOS ENERGIJE

18

Ako je radni fluid vazduh, kao to je sluaj sa vazdunim grejanjem, onda je zagrejavanje vazduha obino indirektno, preko izmjenjivaa toplote, a ako je direktno, onda se ede koriste pedi za zagrejavanje vazduha nego kotlovi. Vazduh je lo kao radni medijum, jer ima malu vrijednost specifinog toplotnog kapaciteta u odnosu na vodu. Ako bi dolo do kratkotrajnog prekida u protoku (prestanka strujanja vazduha), temperatura vazduha u kotlu bi naglo porasla, pa bi moglo dodi do pregrejavanja i otedenja materijala kotla. U tehnici grejanja, u postrojenjima za centralno i daljinsko grejanje, mnogo ede se koriste toplovodni i vrelovodni kotlovi nego parni, jer se danas skoro iskljuivo primjenjuje centralno toplovodno grejanje. Kotlovi koji se koriste u sistemima centalnog grejanja mogu biti jako razliitih veliina i kapaciteta. Za male instalacije esto se koriste i el. toplovodni kotlovi, iji se kapaciteti kredu od 6 - 24 KW za etano grejanje stanova i manjih porodinih kuda. Kotlovi na vrsto i teno gorivo kapaciteta od 20 - 30 KW uglavnom kod porodinih kuda, a u gradskim toplanama, u sistemima daljinskog grejanja koriste se kotlovi kapaciteta do 50 MW. U posljednje vrijeme se puno radi na povedanju stepena korisnosti kotla i to na sl. nain: usavravaju se konstrukciona rijeenja, rade se precizniji prorauni, koriste se novi materijali i tehnologije za izradu elemenata kotla.

Kako bi se to bolje iskoristila energija sadrana u gorivu, neophodno je da kotao bude u potpunosti prilagoen gorivu. To ne znai samo poznavanje vrste goriva vrsto, teno ili gasovito, ved i specifinosti svake od vrsta goriva toplotnu mod, hemijski sastav, udio jalovine itd. Osim toga, ukoliko je u pitanju vrsto gorivo potrebno je poznavati vrstu uglja (lignit, kameni, mrki ugalj ili briketi i peleti od biomase) kao i na in sagorjevanja u loitu (u sloju, na reetki nepokretnoj ili pokretnoj, u prahu, specijalni gorionici i mlinovi za ugljeni prah kao dodatna oprema; u fluidizovanom sloju materijal ispuni sloj, veliina estica uglja itd.) S druge strane, korisnici kotla bi eljeli da imaju to fleksibiilniji kotao u kome bi mogli da sagorjevaju razliito gorivo, npr. ono koje je trenutno najjeftinije ili ono koje je dostupno na tritu. Proizvoai kotlova obino deklariu da se njihov kotao moe koristiti za sva goriva ukoliko je u pitanju sagorjevanje vrstog goriva na reeci, a za teno i gasovito se mogu naknadno ugraditi odgovarajudi gorionici. Jasno je da takav kotao ne moe imati visok stepen korisnosti, jer je konstrukcija kotla za vrsto i teno gorivo jako razliita. Svaki kotao je prilagoen odreenoj vrsti goriva i samo tada ima max. Specifinosti goriva odreuju specifinosti konstrukcije kotla, kao npr. za goriva sa visokim procentom volatila (isparljivih gorivih materija) potrebno je dovoditi sekundarni vazduh radi potpunijeg sagorjevanja, kvalitetni ugljevi (koks, antracit i kameni) mogu dobro i potpuno da sagorjevaju u sloju, kotlovi za teno i gasovito gorivo mogu se lake regulisati, pa su i prekidi u radu kod njih mnogo jednostavniji, el. kotlovi su potpuno razliiti od kotlova na konvencionalno gorivo, vie su nalik bojlerima, nego kotlovima za sagorjevanje goriva.

PRENOS ENERGIJE

19

Kondenzacioni kotlovi su kotlovi kod kojih se toplota sadrana u vodenoj pari i dimnim gasovima koristi putem kondenzacije. Donja toplotna mod (Hd) je toplota osloboena procesom sagorjevanja goriva bez dodatnog iskoridenja toplote kondenzacije vodene pare (dimni plinovi su svedeni na standardno stanje, a vodena para se ne kondenzuje). Kod goriva koja u svom sastavu sadre vodonik, pa iz istog razloga u dimnim gasovima sadre vodenu paru, razlikuje se gornja topl. mod od donje topl. modi. Gornja toplotna mod (Hg) predstavlja toplotu osloboenu procesom sagorjevanja goriva sa dodatnim iskoridenjem toplote kondenzacije vodene pare (dimni plinovi su svedeni na standardno stanje, a vodena para se kondenzuje). Gornja topl. mod veda je od donje za koliinu toplote kondenzacije vodene pare sadrane u dimnim gasovima. Cijevna mrea u sistemima centralnog grejanja ima funkciju povezivanja izvora toplote sa grejnim tijelima u sistemu. Postoje razliiti sistemi povezivanja instalacije grejanja, kao npr. dvocijevni sistem sa gornjim i donjim razvodom, jednocijevni sistemi horizontalni i vertikalni, sa kratkom vezom i bez nje. Svaka cijevna mrea u sistemima centralnog grejanja ini jedan zatvoreni strujni krug, odnosno povezuje izvor toplote sa grejnim tijelima inedi zatvoren sistem. Sainjena je od cijevi koje mogu biti od razliitih materijala i svaka cijev u strujnom krugu istog prenika i protoka fluida naziva se deonica. Cijevna mrea se moe podjeliti na dvije cjeline: - razvodnu - povratnu cijevnu mreu Kod toplovodnog grejanja grejni fluid je voda koja kroz razvodnu cijevnu mreu struji na temperaturi tr (90, 80C), a vrada se ohlaena povratnom mreom na temperaturi tp (70, 60C), nakon predaje toplote u grejnom tijelu. Prenici odgovarajudih deonica razvodne i povratne cijevne mree kod toplovodnog grejanja priblino su jednaki. U zavisnosti od toga da li je strujanje vode u sistemu prirodno ili prinudno, razlikuje se: gravitaciono pumpno grejanje

Kod gravitacionog grejanja cirkulacija vode u sistemu se odvija prirodnim putem, tj uticajem zemljine tee zahvaljujudi razliitim gustinama vode u razvodnom i povratnom dijelu cijevne mree. Kada se u cjevovod postavlja pumpa koja omogudava strujanje fluida u sistemu, onda se koristi naziv pumpno grejanje. Deonica je svaka cijev istog prenika i protoka fluida u jednom strujnom krugu. Cijevna mrea se moe podjeliti i prema poloaju u sistemu i to na: - Glavni usponski vod, koji spaja kotao i horizontalnu razvodnu mreu, analogno glavnom usponskom vodu postoji i glavni povratni vod, koji spaja horizontalnu povratnu mreu sa kotlom. - Horizontalna razvodna mrea se prostire od korjena svih vertikala u sistemu i uvijek se vodi pod nagibom od 3% (kako bi se mogao izdvojiti vazduh i odvesti iz sistema). Analogno razvodnoj, postoji i povratna horizontalna mrea. PRENOS ENERGIJE 20

-

-

Usponski vodovi vertikale su cijevi koje se vode od horizontalne mree, verikalno po visini objekta i koje prolaze u blizini grejnih tijela. Vertikale se mogu voditi du spoljnih zidova ili skriveno u ljebovima u zidu Prikljuci (razvodni i povratni) povezuju grejna tijela sa vertikalom. I prikljuci se izvode pod nagibom.

Postoje i dijelovi cijevne mree koji ne slue za osnovnu funkciju cirkulaciju grejnog fluida, ali imaju svoju ulogu i predstavljaju sastavni dio sistema za centralno grejanje: Sigurnosni vodovi razvodna i povratna sigurnosna cijev, koje su povezane sa ekspanzionim sudom; nekada ulogu razvodne sigurnosne cijevi moe da preuzme i gl. usponski vod, ali ako ispunjava odreene zahtjeve propisane za sigurnosne cijevi. Drenana mrea postoji u sistemima parnog grejanja; Obilazni vodovi (by-pass).

-

MATERIJALI ZA IZRADU CIJEVNE MREE U tehnici grejanja koriste se cijevi od sl. materijala: elika (eline avne i beavne cijevi) Bakra Plastike (razne vrste plastinih cijevi)

Najede su u primjeni crne eline cijevi: beavne i avne. Obje vrste cijevi se ugrauju u veliinama prenika od 10 1000 mm. Oznaavanje cijevi standardnih veliina: - Prema nazivnom preniku ND ili DN-u u col-ima (npr. 3/8" = 10 mm) - Prema nazivnoj veliini NV to odgovara vie prenika cijevi - Prema nazivnom otvoru Takoe se propisuje i nazivni pritisak to odgovara max. radnom pritisku za koji je odreena cijev predviena: - Za kudne instalacije NP6 (pritisak od 6 bara) - Za primarnu mreu toplovoda NP25 Bakarne savitljive cijevi koriste se za podno grejanje, kao i plastine cijevi koje se izrauju do standardnog prenika 12, 14, 15, 16, 18, 20 itd. Bakarne savitljive cijevi koriste se za podno grejanje, kao i plastine cijevi koje se izrauju od standardnog prenika 300. Plastine cijevi vedih prenika (110, 200, 300) esto se koriste i zastupljene su zbog dobre otpornosti na koroziju. Cijevi od vjetakih materijala: - Termoplastine (PVC, PB, PE, PP...) - Termostabilne (epolsi staklo, poliester staklo) PRENOS ENERGIJE 21

Zadatak izolacije je da se gubici toplote svedu na minimalne vrijednosti ili da se iz drugih razloga ogranii povrinska temperatura cijevi. Ugrauje se na kotlovima, rezervoarima tople vode, cjevovodima, armaturi, izmjenjivaima toplote i ureajima smjetenim u negrejanim prostorijama. Dimenzionisanje debljine izolacije moe biti izvreno po razliitim kriterijumima: - Da se ostvari ekonomski optimalno snabdjevanje toplotom (ulaganja u izolaciju trebaju biti opravdana utedom na toploti u toku vremena rada postrojenja), - Da se osigura promjena temperature grejnog fluida u odg. granicama, - Da se ogranii uticaj na okolinu (npr. ogranieno zraenje, ograniena povrinska temperatura dodir).

VIESLOJNE CIJEVI Vieslojne cijevi kao kombinacija metal-plastika (PE Al - PE) imaju dobre osobine i plastinih i metalnih cijevi. Kao plastine cijevi, vieslojne imaju prednosti: Otpornost prema koroziji, Otpornost na hemikalije, Zvuna izolovanost, Termika izolovanost, Glatka povrina (mali pad pritiska usljed trenja), Mala teina, Brza i laka montaa.

Kao metalne cijevi, vieslojne cijevi imaju i slijedede dobre osobine: Nepropustljive su za kiseonik, Mali koeficijent temp. irenja, Veda mehanika vrstoda, Otpornost na vie temperature i pritiske.

Primjena vieslojnih cijevi je iroka: 1. 2. 3. 4. Razvod sanitarne i pijade vode (hladna i topla voda PTV), Grejanje (podno i radijatorsko, = 110C, p max.= 10 bar.), Hlaenje (klizalita, ledene dvorane, = -50C), Procesna industrija.

PRENOS ENERGIJE

22

SIGURNOSNI UREAJI Sigurnosni ureaj vodenih kotlova je ekspanzioni sud. Prilikom zagrejavanja vode od temperature okoline do radne temperature, njena zapremina se povedava, stvarajudi tzv. viak vode, koji prima upravo ekspanzioni sud. Funkcije ekspanzionog suda u sistemu su: - Omogudava irenja vode prilikom zagrijavanja (primanje vika vode), - Odravanje hidrostatikog pritiska, - Isputanje vazduha iz instalacije grejanja (samo kod otvorenog suda). Otvoreni ekspanzioni sud je najede cilindrinog oblika i postavlja se u najvioj taki u sistemu centralnog grejanja (na tavanu). Potrebna zapremina otv. ekspanzionog suda izraunava se na sl. nain: V= (max. min.)Vw koef. zaprem. irenja vode (I/K) Vw zaprem. vode u sistemu max. min (max. i min. temperatura vode)

Zapreminsko irenje vode u temp. opsegu od 4 - 100C iznosi oko 4,3 %, pa se zbog toga usvaja pojednostavljeni nain odreivanja otv. ekspanzionog suda: V= 0,0045Vw V = 1,2 1,5 QGT 10 za radijatorsko grejanje V = 1,5 2,0 QGT 10 za podno grejanje V = 0,5 0,8 QGT 10 za konvektorsko grejanje Zatvoreni ekspanzioni sud se koristi kada nema tehnikih mogudnosti za postavljanje otv. ekspanzionog suda i sve ede je u primjeni. Takoe se koristi kada je potrebno odravati vii pritisak u sistemu. Postoje razliite vrste i konstrukcije ekspanzionih sudova u zavisnosti od veliine samog sistema centralnog grejanja, kada su u pitnaju instalacije najede je u primjeni ekspanzioni sud sa membranom. Pri zagrejavanju vode u kotlu voda se iri i kroz sigurnosnu cijev ulazi u vodeni dio suda. Voda potiskuje membranu ka vazdunom dijelu, tako da dobija prostor za ekspanziju. Membrana potiskuje vazduh i pritisak u vazdunom dijelu se neznatno podie. Kada grejanje prestane, voda se hladi, smanjuje zapreminu pa pritisak vode opada. Tada pritisak vazduha iz vazdunog dijela suda potiskuje vodu nazad u sistem. Kotlarnica je prostorija u koju se smjeta kotao za centralno grejanje, kao i sva prateda oprema. Kotlarnica po svom poloaju moe biti podrumska i krovna (rijetko, u sluajevima kada se koristi gasovito gorivo). Dimenzije kotlarnice moraju biti takve da mogu da obezbjede: - Pravilnu montau kotla i opreme, - Lako rukovanje i pristup kotlu, - Nesmetane popravke i rad na odravanju.

PRENOS ENERGIJE

23

Pod u kotlarnici se obino izvodi kao plivajudi temelj, betonski temelj, betonski fundament koji je odvojen od zidova, kako se ne bi prenosila buka kroz objekat. U zavisnosti od veliine postrojenja, razliiti su i zahtjevi za opremljenost kotlarnice u smislu: Dovoda vode, Nivoa osvjetljenosti, Ventilacije kotlarnice, Hem. pripreme vode, Pomodne prostorije, Opreme za gaenje poara itd.

Ukoliko je kotao na vrsto gorivo, onda uz kotlarnicu obino ide i skladite uglja (ugljara) i deponija ljake. Ako je kotao malog kapaciteta, onda je ugljara u samoj zgradi i to veoma blizu kotlarnice (najede susjedna prostorija). Kada su u pitanju kotlovi vedeg kapaciteta, onda je pogodno da pod ugljare bude u nivou plafona kotlarnice, kako bi se obezbjedilo lake dopremanje uglja u kotlarnicu. U velikim sistemima toplanama, skladita uglja su van samog objeta u kome su smjeteni kotlovi. Ako se radi o kotlovima na teno gorivo, onda je potreban rezervoar za gorivo koji moe biti dnevni (kod vedih sistema) ili sezonski (koji mora da obezbjedi rezerve goriva za najmanje dva mjeseca ili cijelu grejnu sezonu). U rezervoarima za mazut mora postojati zagrejavanje mazuta kako bi se pri niskim temperaturama mogao transportovati do kotlarnice. Dimnjak predstavlja obavezni element u svim kotlarnicama na konvencijalna goriva. Kada su u pitanju manje kotlarnice, primjenjuje se orijentacioni proraun za izraunavanje potrebnog presjeka dimnjaka:

F = povrina poprenog presjeka (cm) = empirijski faktor srazmjernosti koji uzima u obzir koliinu produkata sagorjevanja koju proizvodi odreeno gorivo ( = 0,017 za teno i = 0,034 za vrsto) Qk = kapacitet kotla h = visina loita kotla do dimnjaka

Kvalitativna regulacija je karakteristina za sisteme kod kojih se temperatura mjenja u zavisnosti od spoljne. Protoci su konstantni. Sistemi sa kvantitativnom regulacijom imaju promjenljive protoke koji zavise od temperaturske razlike u sistemu i od uregulisanosti sistema. Toplotne mree sa vodom kao nosiocem toplote se dijele na magistralne i razvodne. U magistralne spadaju cjevovodi koji spajaju izvore toplote sa rejonima potroaa toplote, kao i meusobno. Nosilac toplote dolazi iz magistralnih u razvodne i kroz njih se predaje kroz centralne ili lokalne podstanice prema potroaima.

PRENOS ENERGIJE

24

Toplotni konzum je ukupno instalisana snaga za projektne uslove (Q kom.) Unutranje temperature po prostorijama variraju u granicama od 15 - 22C. U prosjenim se objektima najvedi broj prostorija greje na 20C i vie je onih ija je temperatura ispod ove vrijednosti (hodnici, pomodne prostorije), nego iznad (kupatilo), te se kao srednja temperatura administrativnih, stambenih i dr. zgrada sl. namjene, moe usvojiti temperatura od 19C. U dosadanjoj praksi vai kriterijum, naroito za gradske sredine, da se poinje i zavrava sa grejanjem onda kada je prvi, odnosno posljednji put u sezoni zime i prelaznim mjesecima srednja temperatura tri uzastopna dana ravna 12C ili nie od nje.

JEDNOCIJEVNI SISTEM GREJANJA Jednocijevni sistem grejanja je u usporedbi sa dvocijevnim, klasinim sistemom, imao neke nedostatke zbog kojih nije naao iru primjenu, a izvodi se u vodoravnim cirkulacionim krugovima. S obzirom na povedane otpore u svakom krugu preporuuje se da u jednom krugu toplotni kapacitet ne bude vedi od 10.000 W 12.000 W. Osnovna prednost ovog sistema je ta to se razvodne cijevi vuku kroz pod pa se instalacija ne vidi, te dolazi do vedih uteda u materijalu potrebnom za razvod instalacija, bakarne ili vieslojne cijevi u instalaciji. Preporuuje se taan proraun otpora sistema, zbog specifinosti. Voda najvie temperature polazi iz pedi kotla prema radijatoru, tu se ohladi za 3C, pa zatim odlazi do drugog gdje se opet ohladi za 3C itd., tako da do svakog slijededeg stie sve hladnija. Zato su prvi radijatori u krugu manji, dok su zadnji vedi. Dimenzionisanje cijevovoda kod jednocijevnih sistema Potisni i povratni vod grejnog elementa kod jednocijevnih sistema je povezan u grejno kolo preko iste cijevi. U zatvorenim sistemima protok se grana na armaturi grejnog tijela. Pri max. protoku od 100% sva voda se grana na armaturi grejnog tijela, npr. konvektori, podno ili zidno grejanje. Pri temperaturi priblino 0C u grejnom tijelu, mnogo je povoljnije razdvojiti protok. Upotreba cirkulacionih jednocijevnih sistema i prikljuenim tijelima preporuuje se za ugradnju prilikom renoviranja starijih objekata i kod novih sa etanim (grejanje sa sopstvenom regulacijom)grejanjem. Jednocijevni sistemi su preporuljivi za razliite grejne zone. Inae, ulazna temperatura za slijededi grejni element (radijator) je jednaka ulaznoj temperaturi za prethodni element V, umanjen za hlaenje medijuma . V = V -

PRENOS ENERGIJE

25

Prednosti su: Materijalna uteda u cijevima, Preko prigunih i radijatorskih ventila, vri se, gotovo konstantno regulisanje protoka Nije potrebno razbijanje podova Uz to je i najjeftiniji i najjednostavniji sistem grejanja

Nedostaci su: Potrebna je veda potisna visina pumpe Toplotno opteredenje pojedinih grejnih tijela mora biti posebno regulisano

Kod prinudne cirkulacije 100% protoka u deonici prolazi kroz grejno tijelo. Pri 100% protoka vie vode prolazi kroz grejna tijela, tako da se ona bre hladi predavanjem toplote. Tako m raste. Kod prvih grejnih tijela bide veda, a kod narednih manja. Gubici pritisaka u jednocijevnim sistemima su 2 - 4 puta vedi nego u konvencijalnim grejnim sistemima. Potrebno je usvojiti poetno toplotno opteredenje od 10 - 15 KW podijeljeno u dvije ili vie grejnih zona. Cjevovod se moe postavljati i u horizontalnoj i u vertikalnoj ravni. Kod vertikalno postavljenih cjevovoda napajanje toplom vodom je mogude izvesti sa donje ili sa donje strane i oba su rijeenja iroko primjenjena. Kod horizontalno instaliranog cjevovoda napajanje toplom vodom je mogude izvesti samo preko pragova vrata. Pad temperature na grejnim tijelima bi trebalo da bude to je mogude vedi, kako bi se izvrila dobra regulacija raspodjele toplote. Prednosti horizontalnog cjevovoda su: Uteda i mogudnost regulacije Manje grubih radova na podovima Olakano odravanje

Jednocijevni sistem grejanja mora imati pumpu za savladavanje najvedih otpora (najudaljenije deonice). Protok se dobija kao zbir svih pojedinanih protoka u kolima, dok se otpor u cjevovodu odreuje prema najnepovoljnijoj deonici. Treba napomenuti i to da se ne ugrauje vie od 7 grejnih tijela po grejnom kolu. Cijev dimenzije 18 x 1 moe biti obloena izolacionom oblogom, kako bi se umanjilo odavanje toplote preko cijevi. Protok vode preko ventila na grejnom tijelu dijeli se na dio koji prolazi kroz grejni element i dio koji cirkulie u zatvorenom kotlu. Ti se ventili podeavaju na odreenu vrijednost, npr. 35 % protoka ide preko grejnog kola. U praksi se jo uvijek koriste, tj ugrauju regulacioni ventili bez pretpodeavanja, tako da je koliina vode koja prolazi kroz posljednji radijator u nizu veda nego kroz prvi. Tako se prva oblast pregrijava, dok je druga pothlaena. Isto tako, i veliki sistemi funkcioniu na isti nain, s tim da je za prostorije sa jednakim potrebama za toplotnom energijom, potrebno obezbjediti jednaka grejna tijela i ekvivalentne dimenzije prikljunih armatura. Pritisak se u sistemu obezbjeuje pumpom.

PRENOS ENERGIJE

26

TICHELMANNOV SISTEM je dvocijevni sistem gdje svaki radijator na istom spratu ima istu ukupnu duinu distribucije cijevi. U Tichelmannovom sistemu su toplotne cijevi (npr. kotlovnice, solarni paneli) polaza i povrata jednako udaljene, tako da je zbir duina cijevi polaza i povrata priblino jednak . Smisao toga je da svi radijatori imaju podjednake gubitke, tj. da su izloeni istom protoku to uzrokuje jedinstveno, jednako zagrejavanje za vie udaljenih radijatora. Glavni nedostatak je taj to je cijena ugradnje visoka, zbog koje se rijetko upotrebljava u domadinstvima. Inae, ovaj sistem dvocijevnog grijanja je dobio ime po Albertu Tichelmannu, njemakom ininjeru koji je posebnu panju pridavao prouavanju zagrejavanja vodom.

OTVORENI I ZATVORENI SISTEM GREJANJA Zatvoreni sistem grejanja ima ekspanzionu posudu za regulaciju pritiska, dok otvoreni sistem ima posudu na najviem dijelu (obino je to tavan) i kod pada pritiska treba puniti vodu i posmatrati vani kada se voda izlije po crijepu, to je pouzdan znak da je sistem pun. Dakle, ako je grejanje na kruto gorivo (drvo, ugalj...), zatvoreni sistem je skuplji jer zahtjeva termiko osiguranje pedi, pretpritisni ventil i ekspanzionu posudu. Naravno, postoje i neki uslovi. Ako domadinstvo ima hidrofor (ureaj koji omoguduje dopremanje vode na vie visine iz cisterne, bunara, vodovoda. Rade na pritisku od najmanje 8 atmosfera, a moe dopremati vodu i do 80 m visine. Hidrofor je najbolje smjestiti na najnii nivo, recimo u podrum). Sistem bi morao biti otvoreni jer nema vode za ohlaivanje kotla kad nestane struje. Takoe, dosta toga zavisi i od vrste kotla. Sistem grejanja u zatvorenom sistemu cirkulacije, npr. ima konstantnu koliinu vode koja se pomodu pumpe krede kroz sistem od bojlera do grejnih tijela, zatim se preko sistema cijevi vrada iz grejnih tijela u bojler. Kroz sistem prolazi tano onoliko vode koliko isporuuje pumpa. Nije od znaaja ni povedanje nivoa vode u sistemu, jer de visinska razlika sigurno biti savladana. Pod uticajem gravitacione sile ohlaena voda dolazi do grejnih tijela. Uticaj sile Zemljine tee uzima se u obzir samo ako znaajno utie na napor pumpe. Slian sluaj se moe javiti pri vrlo niskom radnom pritisku ili sistemima za grejanje visokih zgrada. Radijator pri normalnim uslovima: 75/65/20C

Postoje razliiti naini predregulisanja, a najefektnija je mikropredregulacija preko dvostrukog vretena, jer se u praksi, primjenom dimenzija cijevi ne postie neki efekat. Dakle, smanjenje poprenog presjeka otvora ventila vri se pomjeranjem konusnog klipa prema sjeditu ventila. Hidraulino balansiranje treba biti izvreno tako da sistem funkcionie kao jedinstvena cjelina, npr. ako temperatura pada, sva grejna tijela koja uestvuju u zagrejavanju prostorije moraju dobiti adekvatno povedane koliine vode. Pri izboru radijatorskih ventila moraju se razmotriti teh. uslovi (protok, dif. pritisak ), kao i konstrukciona ogranienja (nie, due deonice, pregrade). Dimenzionisanje ventila se vri na osnovu nominalnog protoka vode potrebnog grejnom tijelu. PRENOS ENERGIJE 27

Cirkulaciona pumpa ima, kao to smo ved naveli, ulogu transporta tople vode u zatvorenom sistemu grejanja. Kapacitet iste je koristan protok isporuen kroz izlazni popreni presjek odvoda pumpe. Izraunava se prema emisiji toplote na strani korisnika i toplotnim gubicima pri distribuciji. Q= predati toplotni fluks, toplotni gubici, razlika temp. u potisnom i povratnom vodu, spec. topl. kapacitet, gustina (voda pri 80C ima gustinu = 971.6).

Potisna visina H je visina do koje je pumpa u mogudnosti da podigne vodeni stub, tj slobodnu povrinu tenosti. H= I = duina cjevovoda *m+ R pad pritiska [Pa/m] gustina *kg/m+ (voda pri 80C; = 971.6) g ubrzanje Zemljine tee *m/s+

Imamo dvije vrste cirkulacionih pumpi. To su pumpe sa rednim i sa paralelnim vezivanjem. Ako je potrebno postidi veliki protok sa relativno malom potisnom visinom, preporuljivo je koridenje vie paralelno vezanih pumpi. Izbor pumpe bi trebalo da bude izvren tako da se radna taka nalazi u srednjoj tredini karakteristike pumpe. Pumpe se preteno ugrauju redno, tj ulazni i povratni vod su u istoj liniji. Male pumpe (nom. dimenzije do 100 mm) su smjetene u spiralno kudite izraeno od sivog ili visokokvalitetnog elinog lima. Za pumpe koje se koriste u sistemima za grejanje, postoje dva konceptna rijeenja: - Pumpe sa nezatidenim motorom (potapajude) - Pumpe sa prirubnicom (suve) Kod potapajudih pumpi svi pokretni dijelovi se nalaze u vodi, a zaptivanje se vri, relativno uspjeno, pomodu zaptivaa, dok voda koja se potiskuje slui kao mazivo motora (rotora). Ove pumpe karakterie beuman rad i gotovo da nije potrebno nikakvo odravanje. Snage pumpe se kredu od 10 W do 2,5 KW. Kod suvih pumpi zaptivanje se postie prstenastom zaptivkom (od keramikih materijala). Buka koja nastaje pri radu suvih pumpi je mnogo veda nego kod potapajudih. Suve pumpe obino imaju snagu od 0,75 KW.

PRENOS ENERGIJE

28

Ugradnja: Dovodna grana pumpe bi trebalo da ima to je mogude manje otpora kako bi se ostvarili povoljni uslovi za nesmetan protok. Kod potapajudih pumpi od velikog je znaaja mjesto instaliranja, jer voda koja se upotrebljava za grejanje istovremeno slui i kao mazivo i kao rashladno sredstvo. Pumpi se kod horizontalne ugradnje mora obezbjediti stalan dotok vode. Kod vertikalne, ponaanje pumpe u radu moe postati nestabilno i dovesti do unitavanja pumpe. Postavljaju se kao redne, te kao paralelne, kao to je ved navedeno.

TERMINI & DEFINICIJE Toplotni izvori su postrojenja u kojima se raspoloiva primarna energija uglja, kao i pogonskog goriva, transformie u toplotnu i predaje u toplotnu grejnom fluidu, tj vodi. Cirkulaciono postrojenje Potrebni pritisci u toplifikacionom sistemu za savladavanje hidraulikih otpora u kotlarnici, vrelovodnoj mrei i primarnim dijelovima podstanica, odravaju se u jednom stepenu pomodu cirkulacionih pumpi i dijela opreme namjenjene za odravanje pritiska u sistemu, tzv. diktir postrojenje. Dakle, diktir postrojenje slui za odravanje pritisaka u sistemu (da bi statiki pritisak u svakom mjestu na mrei bio sa sigurnodu iznad pritiska zasidenja koji odgovara lokalnoj temperaturi, odnosno da bi se sprijeilo izdvajanje gasova i obezbjedio dozvoljeni radni pritisak) sastoji se od tri pumpna agregata i pratede opreme namjenjene za ove potrebe. Kalorimetar je sprava koja slui za mjerenje utroka toplotne energije koji se ugrauju kod potroaa. Prije svakog kalorimetra, ugrauje se i hvata neistoda na rastojanju od 5D - 8D, a iza njega 2D - 3D (D unutranji prenik). Transduktor je neka vrsta senzora koja se koristi za detektovanje parametara u jednoj i izvjetavanje o njoj u drugoj formi energije (obino kao elektrini ili digitalni signal). Biomasa se odnosi na ivudu materiju biljnog ili ivotinjskog porijekla, koja se moe koristiti kao gorivo ili za industrijsku proizvodnju. Ostaci i otpad iz poljoprivrede (slama, kukuruzovina, stabljike...), zatim ivotinjski otpad i ostaci (izmet i sl.) Pirolitiki kotao je postrojenje koje vri rasplinjavanje biomase, drva, drvenog uglja u drvni plin (vrsta sintetikog plina), a sastoji se uglavnom od ugljikovog monoksida (CO) i vodonika (H). Pirolitiki kotao se nekad koristio kao pogon i za motorna vozila. Peletni kotao, kao to sama rije kae, koristi pelet kao gorivo. Drveni pelet su standardizovano oblikovani tapidi proizvedeni od biomase. Proizvode se od suve piljevine ili umske biomase. Promjera su od 6 - 8 mm i duine od 10 - 30 mm. Imaju vrlo nizak sadraj vlage (ispod 10%), to omogudava vrlo visoku uinkovitost sagorijevanja. Upotrebljavaju se u pedima za grejnje stambenih objekata ili za proizvodnju el. energije kao zamjenu za plin.

PRENOS ENERGIJE

29

Pojam upravljanja i pojam regulisanja sistema Pojam upravljanja i pojam regulisanja nije jedno te isto. Kod regulisanja, upravljaki sistem stalno prima informaciju o izlaznoj veliini od mjernog sistema, dok kod upravljanja, upravljaki sistem nema informaciju o izlazu od mjernog sistema.

Osnovne karakteristike postojede dvije kotlovske jedinice u kotlarnici u Pridjelu su: Tip Proizvoa Toplotni kapacitet Godina proizvodnje Izvedba kotla Armatura kotla Radni medijum Temp. reim kotlova Pogonsko gorivo Granulacija Donja toplotna mod Reetka PLP ureaj Protok vode kroz kotao Pad pritiska u kotlu Visina dimnjaka Visina kotla VKSR-25 TPK Zagreb = 29 [MW] 1984 NP25 NP25 Vrela voda 145/110C Lignit - Stanari Kocka =6963[KJ/kg] Kosa Ne koristi se jer nema sitnog uglja 720 [m/h] = 1,5 [bar] 65 [m] 11,5 *m+ = 2 x 29 = 58 [MW]

Ukupni kapacitet postojedih topl. izvora je

Postojedi radni parametri sistema: Temp. reim u potisnom vodu ( ): < 145 const. C Temp. reim u povratnom vodu ( ): < 75 const. C Pritisci (na pragu toplane) u polaznom vodu ( ): 6,5 6,7 [bar] Pritisci (na pragu toplane) u povratnom vodu ( ): 2 - 3,1 [bar] Snaga topl. konzuma 92,58 [MW]

Gubitak pritiska, sa vodene strane, u postrojenjima toplane (u najnepovoljnijem krugu vrelovodni kotao od 29 MW) je oko 2 2,3 bara.

PRENOS ENERGIJE

30

Sistem regulacije Iako su toplotne podstanice indirektnog tipa opremljene opremom za regulaciju temperature u sekundarnom krugu (kudnoj instalaciji) sa ugraenim prolaznim (ili adaptiranim trokrakim) el. motornim ventilima, regulacija sistema vri se promjenom temperature vode kao nosiocem toplotne energije u zavisnosti od spoljne temperature po kliznom dijagramu temperaturnog reima 145/75C, sa prekidima u radu u toku nodi ili sa blagim pojavama i odlikama kvantitativnog sistema kada se postigne stacionarni reim, odnosno kada se kroz vrelovodnu mreu plasira dovoljna ili veda koliina toplote od trenutnih potreba. Postojede sagledavanje problema ukazuje na nedovoljnu razliku pritisaka za sve podstanice prikljuene na vrelovodni sistem, naroito one koje su na udaljenim dijelovima mree, to ima za posljedicu neujednaen kvalitet grejanja po zgradama. Ukoliko u tim uslovima i regulatori temperature nisu podjednako i racionalno podeeni tada se ove negativne posljedice jo vie uvedavaju. Dakle, u osnovi je regulacija sistema u dnevnom reimu rada i dosadanjem periodu bila kvalitativna ili kvalitativno kvantitativna, sa izraenijim prekidima u radu u toku nodi.

Potreban protok vode u potisnom i povratnom vodu (

i

, odnosno , )

Potreban protok vode u vrelovodnoj mrei, pored toplotnog opteredenja, zavisi i od naina regulacije vode kao nosioca toplotne energije. Promjenom protoka mijenja se gubitak napora (gubitak pritiska) u potisnom i povratnom vodu ( i , odnosno , ) vrelovodne mree, a samim tim i raspoloivi napor (raspoloiva razlika pritisaka) u krajnjoj taki mree na prikljuku potroaa (H, odnosno P). Za normalan rad topl. podstanica neophodno je da postoji dovoljna raspoloiva razlika pritisaka. Za indirektne toplotne podstanice ta razlika ne bi trebalo da bude ispod 0,6 bara. Na svim regulatorima temperature u toplotnim podstanicama potrebno je temperaturu vode u sekundarnom krugu u nodnom reimu (od npr. 21 sat uvee do 6 sati ujutro) podesiti da bude nia od date temperature u dnevnom reimu. Stepen redukcije u velikoj mjeri zavisi od karakteristika zgrada, ali je u prvoj fazi realno da to smanjenje temperature bude vede od 5 - 10C, pri viim spoljnim temperaturama manja redukcija u odnosu na dnevni reim, a pri niim spoljnim temperaturama do 10C (ne vie od 15C). Pradenjem potronje topl. energije i promjene unutranjih temperatura po zgradama mogude je preciznije odrediti stepen redukcije. Na osnovu obavljenih balansiranja i prethodno dobijenih rezultata zakljuuje se: 1) Stvarno topl. opteredenje je manje od topl. konzuma za oko 20 25% u odnosu na toplotni konzum, tako da se raspoloivim kapacitetima mogu postidi neto vede mogudnosti u stvarnim uslovima nego to se to moe zakljuiti na osnovu projektnih parametara. Npr., potrebna snaga kotlova za spoljnu temperaturu koja oznaava poetak, odnosno kraj sezone (+12C) je = -14,1 do -18,5 [MW] Spoljna temp. do koje nominalni nazivni kapacitet postojedih kotlova moe da zadovolji potrebe konzuma: = -11 do - 4,5 [C]. Spoljna temperatura pri kojoj je dovoljna raspoloiva snaga jednog kotla za zadovoljenje potreba postojedeg konzuma... = 4,5 - 7,5 [C]. PRENOS ENERGIJE 31

Veda snaga, odnosno via spoljna temperatura vai u uslovima postojanja vie negativnih uticaja koji utiu na povedanje topl. gubitaka prilikom dimenzionisanja grejnih sistema (prekid u radu, uticaj vjetra i sl.) 2) Kako kapacitet topl. izvora (postojedih kotlova) zadovoljava potrebe postojedeg konzuma za spoljne temperature vazduha do -5 do - 11C (pod pretpostavkom da nema zastoja u radu kotlova zbog njihovog radnog vijeka i vedih opteredenja) uz maksimalnu kontrolu rada topl. podstanica i bez dnevnih prekida u radu sistema moe se obezbjediti minimum u kvalitetu isporuke topl. energije. Za spoljne temperature vazduha ispod - 10C u duem vremenskom periodu (nekoliko dana ili vie) toplifikacioni sistem ne moe udovoljiti svojoj namjeni bez povedanja kapaciteta topl. izvora. Imajudi u vidu podatke o klimatskim uslovima u Doboju, mogudnost pojave spoljnih temperatura niih od -5C u relativno duem periodu (decembar, januar ili februar) postoji, pa se nedostatak kapaciteta topl. izvora ne moe zanemariti, niti smatrati beznaajnim. 3) Kapacitet postojedih cirkulacionih pumpi ne odgovara potrebama, kako postojedeg konzuma, tako ni stvarnom topl. opteredenju, naroito ne za postojedi temperaturni reim 145/75C const. 4) Vrelovodna mrea u osnovi je dobro dimenzionisana, u pojedinim dijelovima ak i predimenzionisana, a na nekim mjestima je poddimenzionisana. Vrelovodni prikljuci koji su poddimenzionisani i koji su blie magistralnom cjevovodu, odnosno toplani, ne predstavljaju problem. Naprotiv, prirodnija je regulacija mree, a za due deonice koje su na krajevima mree ne moe se smatrati da nema uticaja na isporuke toplotne energije, pogotovo ako se ima u vidu ogranien kapacitet cirkulacionog postrojenja. Deonice koje imaju povedan specifini linijski pad pritiska, ako pripadaju magistralnom cjevovodu ili se nalaze na poetku magistralnih ogranaka u postojedim uslovima, ne mogu se smatrati kritinim, ali se zbog mjesta na kojem se nalaze i uticaja na gubitak pritiska u vedem dijelu mree, o njima mora voditi rauna prilikom povedanja toplotnog konzuma na dijelu mree koji se snabdjeva toplotnom energijom preko istih. 5) Postoji vedi broj zgrada koje su neposredno prikljuene na magistralni cjevovod, to se u dobro organizovanim mreama izbjegava. 6) Toplotne podstanice su u relativno dobrom stanju. U osnovi su dobro koncipirane i opremljene opremom koja obezbjeuje da se radom toplotnih podstanica moe upravljati. U nekima je nivo opreme bolji i prua vede mogudnosti za racionalnije rukovanje. 7) Prema podacima iz pregleda topl. snaga prikljuenih podstanica moe se zakljuiti da je izvjestan broj podstanica predimenzionisan, to sasvim sigurno utie na kvalitet regulacije radnih parametara u njima. U kojoj mjeri to ima veze sa perspektivnim razvojem konzuma u neposrednoj blizini tih podstanica u ovom trenutku ne moemo kvalitetno da zakljuimo, ali razlika izmeu raspoloivog kapaciteta toplotnih podstanica i snaga prikljuenih potroaa je evidentno velika kod vedeg broja podstanica. Dakle, ukupno posmatrano, namede se zakljuak da je toplifikacioni sistem u Doboju u relativno dobrom stanju za prilike u okruenju, ali je potrebno da se u to irem dijapazonu spoljnih temperatura obezbjedi normalna isporuka toplotne energije i za nova prikljuenja.

PRENOS ENERGIJE

32

Kratkoronim mjerama je mogude otkloniti neke od uzroka za probleme u isporuci toplotne energije i ublaiti negativne posljedice do kojih neminovno moe da doe. 1. Kao iznueno rijeenje, potrebno je promijeniti reim rada toplifikacionog sistema tako to de se korekcijom postojedeg temp. reima smanjiti protok vode kroz vrelovodnu mreu i time smanjiti gubitak pritiska u njoj, odnosno stvoriti uslovi da se postojedim cirklulacionim pumpama moe transportovati posebna koliina vode kao nosioca topl. energije do svake podstanice. Za spoljne temperature nie od -7C (zbog nedostatka kapaciteta u kotl. postrojenjima, a vodedi rauna da ne dolazi do nepotrebnih preopteredenja kotlova, odravati temp. vode u potisnom vodu vrelovodne mree do max. 125C. 2. Pri spoljnim temp. niim od 0C prekid u radu sistema nodu treba izbjegavati. U mjeri u kojoj se odri vii temp. nivo u sistemu, utoliko de se smanjiti vrna snaga prilikom startovanja u jutarnjim satima i obezbjedide se ujednaenija temperatura u grajnim prostorijama, to de uticati na smanjenje nepotrebnog povedavanja protoka u sistemu. Kao mjera ispod koje ne treba dozvoliti da se voda u sistemu ohladi, bilo da se radi o dnevnom ili nodnom reimu rada, moe da bude temperatura vode u povratnom vodu vrelovodne mree (ulaz u kotlarnicu) jednaka temperaturi sekundarne vode za temp. reim 80/60C. Drugim rijeima, kada sistem ne radi, ne treba dozvoliti da temperatura primarne vode padne ispod vrijednosti povratnih temperatura sekundarne vode za navedeni temp. reim. 3. Izvriti kontrolu rada svih topl. podstanica i reima podeenih na elektronskim regulatorima temperature koji su ugraeni u podstanicama. Tom prilikom na ne elektronskim regulatorima temperature koji su ugraeni, podesiti da za spoljne temperature - 7C temperature sekundarne vode ne budu vie od vrijednosti datih za temp. reim 90/70C, niti nie od vrijednosti datih za temp. reim 80/60C. Koji od ova dva reima de vie odgovarati zavisi od karakteristika zgrade, kriterijuma prilikom dimenzionisanja instalacija i sl., a moe se utvrditi dugotrajanim i sistematskim pradenjem rada podstanica. Za spoljne temperature nie od -7C (zbog nedostatka kapaciteta u topl. izvorima i ujednaavanja uslova za rad svih podstanica), a vodedi rauna da podstanice blie toplani ne budu u povoljnijem poloaj od onih koje su vie udaljene, ograniiti temperaturu vode u potisnom vodu kudnih instalacija do max. 70C, odnosno (57 - 70C zavisno od karakteristika zgrade i saznanja steenih pradenjem rada pojedinanih podstanica u duem periodu). Na svim regulatorima temperature u topl. podstanicama potrebno je temperaturu vode u sekundarnom krugu u nodnom reimu (od npr. 21h uvee do 6h ujutro) podesiti da bude nia od predviene temperature u dnevnom reimu. Stepen redukcije zavisi od karakteristika zgrada, ali se moe smatrati da je realno da to smanjenje temp. vode bude za 5 do 10C, pri viim spoljnim temperaturama do 10C (ne vie od 15). Pradenjem potronje topl. energije i promjene unutranjih temperatura po zgradama mogude je preciznije odrediti stepen redukcije. Izvriti i ostale kontrole ispravnosti opreme u podstanicama ukljuujudi i zaprljanost izmjenjivaa toplote, hvataa neistode i sl. Tradicionalni proraun: Za dobru regulaciju moramo uzeti u obzir dvije izuzetno vane osobine regulacije, a to su autoritet regulacionog ventila i jednakost pritiska ispred svakog ogrijevnog rashladnog tijela. Zbog navedenog moramo izraunati potrebnu vrijednost regulacionog ventila i tretirati cijeli hidrauliki sistem kao jednu jedinicu.

PRENOS ENERGIJE

33

Balansiranje: Iako je potrebno podeavanje runih ili automatskih balans ventila po tradicionalnom proraunu, prije predaje objekta na upotrebu korisnik mora biti siguran da je svuda u instalaciji uspostavljen potreban protok. Zbog toga moramo provjeriti protok na mjernim mjestima i izvriti korekciju ako je potrebno. Takoe, povremeno je potrebno izvriti tzv. ponovno balansiranje, npr. zbog promjena dimenzija ili namjene nekih prostorija, promjene topl. gubitaka i dobitaka u zgradi i sl. Posebna procedura balansiranja gdje se koristi partnerski ventil za kompenzaciju promjena na runom balans ventilu, naziva se metoda kompenzacije. Dobar autoritet: Autoritet je odnos diferencijalnih pritisaka, odnosno odnos pada pritiska na regulacionom ventilu i raspoloivog diferencijalnog pritiska. A= Autoritet je dobar ako je vrijednost veda od 0,5 0,6 Konstantan protok je protok u sistemu ili kroz ogrijevno tijelo/rashladno tijelo koji se ne mijenja u svim radnim reimima. Promjenljiv protok: Protok u sistemu se neprekidno mijenja prema trenutnom opteredenju. On zavisi od vanjskih faktora kao to su sunce, unutranji topl. dobici, br. osoba u prostoriji... Partnerski ventil: dodatni runi balans ventil je potreban za svaku granu da bi se pravilno izvelo balansiranje. Diferencijalni pritisak je razlika u pritisku izmeu bilo koje dvije take u kontinuiranom sistemu, tj u razliitim takama fluida. Bernoulijeva jednaina: Zbir dinamikog, statikog i poloajnog pritiska je konstantan.

Regulator diferencijalnog pritiska ima zadatak automatske kontrole razlike pritisaka. Reg. dif. pritisaka je regulator proporcionalnog dejstva i radi bez upotrebe dodatnih izvora energije. Prelivni ventil moe u malim sistemima vrlo uspjeno zamjeniti rad regulatora dif. pritiska uz dosta nie trokove. Potisni i povratni vod su u ovom sluaju povezani preko prelivnog ventila. Svako prekoraenje max. dozvoljenog pritiska na prelivnom ventilu otvara ventil i deo vode iz potisnog voda se mjea sa vodom iz povratnog voda. Na ovaj nain dif. pritisak nije regulisan, ved je ogranien. Sindrom malog t; skoro svi sistemi za polaz hladne vode imaju tekode zadrati projektne temperature pri parcijalnom opteredenju problem poznat kao sindrom malog t. Uopteno, moemo redi kako se isti odnosi na razliku temperatura izmeu polaznog voda (voda koja izlazi iz centralnog rashladnog postrojenja i ide u objekat) i povratnog voda (voda koja se vrada iz objekta i ulazi u centralno rashladno postrojenje).

PRENOS ENERGIJE

34

Postoji nekoliko uzroka za sindrom malog t: Upotreba trokrakih regulacionih ventila. trokraki reg. ventili po svojoj prirodi kratko spajaju polazni i povratni vod, to uzrokuje da temp. vode u povratnom vodu bude nia od projektovane. Loe izabrani prolazni regulacioni ventil sa neodgovarajudim balansiranjem sistema. Nepravilno dimenzionisan prolazni regulacioni ventil moe imati, kada je potpuno otvoren, vedi protok od projektovanog. Pogreno podeavanje regulacionog sistema.

-

-

Mjere prevencije: Ne koristiti trokrake reg. ventile u sistemima sa promjenljivim protokom (modulirajuda regulacija) Upotreba trokrakog reg. ventila se preporuuje samo kao drugo pozicioniranog, ali se i ta primjena ograniava samo kao drugo pozicioniranog, ali se i ta primjena ograniava samo na mala ogrijevna/rashladna tijela. Preporuuju se prolazni reg. ventili sa ugraenim regulatorom dif. pritiska. Funkcija regulacije pritiska u reg. ventilima eliminie pojavu prekomjernog protoka i zato eliminie pojavu sindroma malog t. Pojava prekomjernog protoka: Svi sistemi su projektovani za nominalne uslove (100% opteredenja) gdje projektanti raunaju visinu pumpe po pravilu: pad pritiska u najnepovoljnijem krugu jednak je zbiru padova pritiska u cjevovodu, ogrijevnim/rashladnim tijelima, balans ventilima, regulacionim ventilima i dr. elementima u sistemu (hvataima neistode, mjeraima protoka i sl.) U oba tradicionalna sistema moramo osigurati dovoljno pritiska za regulacione ventile kako bismo osigurali njihov dobar autoritet. Evidentno je da de ogrijevna/rashladna tijela blia pumpi imati vedi raspoloivi pritisak. U ovakvoj situaciji se nepotrebni pritisak mora smanjiti pomodu runih balans ventila. Sistem radi dobro pri 100% opteredenja. Karakteristika regulacionog ventila se definie preko pada pritiska na ventilu. Pri potpuno otvorenom ventilu pad pritiska se odreuje uglavnom preko diferencijalnog pritiska u voru, a gubici pritiska na spojevima i cijevima su najvedi. To je najmanji pad pritiska na ventilu Zatvaranjem ventila, pada pritisak na spojevima i u cijevima na nulu, dif. pritisak raste i tu se javlja najveda vrijednost pada pritiska na regulacionom ventilu = KDD. Promjena karakteristike ventila zavisi od hidraulinih uslova i geom. dimenzija upravljanog sistema. Odnos max. i min. vrijednosti pada pritiska izraava se preko autoriteta ventila.

-

PRENOS ENERGIJE

35

Pritisak u sistemu Pritisak sistema ili statiki pritisak sistema, definisan kao natpritisak u sistemu i zavisi od konstrukcije samog sistema. Razlikujemo dvije vrste sistema: Otvoreni sistem Zatvoreni sistem pod pritiskom

Pritisak sistemu u velikoj mjeri utie na pumpe i ventile u sistemu. Ukoliko je pritisak u sistemu suvie nizak, moe prouzrokovati buku izazvanu kavitacijom u sistemu. Ovo je naroito problem sa visokim temperaturama. Ukoliko se koristi pumpa sa mokrim r