Internetová poradna i-EKIS / odpověď
7.4.15 / dotaz č. 56389
Dobrý den pane inženýre,
chci Vás požádat o radu ohledně následujících záležitostí:
a) rád bych se zeptal (pro potřeby zpracování PENB), kde lze získat informace o účinnosti sdílení a distribuce tepla topidly jako jsou starší typy plynových topidel (např. GAMAT 461 nebo 4000), nebo stará kamna na dřevo?
b) Uvažuji správně, že když se jedná o lokální zdroje tepla, tedy distribuční vzdálenost od zdroje ke koncovému prvku sdílení je prakticky nulová, tak učinnost distribuce dosahuje až 100%?
c) Dále bych Vás chtěl požádat o vysvětlení rozdílu mezi těmito způsoby regulace topných těles v místnostech:
1) P-regulátor (1K)
2) P-regulátor (2K)
3) PI-regulátor
4) PI-regulátor s optimalizací
Předem velmi děkuji za odpověď
chci Vás požádat o radu ohledně následujících záležitostí:
a) rád bych se zeptal (pro potřeby zpracování PENB), kde lze získat informace o účinnosti sdílení a distribuce tepla topidly jako jsou starší typy plynových topidel (např. GAMAT 461 nebo 4000), nebo stará kamna na dřevo?
b) Uvažuji správně, že když se jedná o lokální zdroje tepla, tedy distribuční vzdálenost od zdroje ke koncovému prvku sdílení je prakticky nulová, tak učinnost distribuce dosahuje až 100%?
c) Dále bych Vás chtěl požádat o vysvětlení rozdílu mezi těmito způsoby regulace topných těles v místnostech:
1) P-regulátor (1K)
2) P-regulátor (2K)
3) PI-regulátor
4) PI-regulátor s optimalizací
Předem velmi děkuji za odpověď
Dobrý den,
pro účely PENB jsou typické hodnoty sdílení a distribuce tepla v TNI 730331. Co se týká účinnosti distribuce, budou mít lokální plynová topidla (GAMAT) i kamna na dřevo účinnost 100%. U těchto systémů vytápění neexistují rozvody. Nejsou tedy realizovány žádné tepelné ztráty rozvody. U účinnosti sdílení energie na vytápění mezi systémem sdílení energie na vytápění a vytápěnou zónou je u těchto topidel situace trochu složitější. V TNI 730331, která vychází z ČSN EN 15316-2-1, jsou sice uvedeny v tabulce A.21 typické hodnoty sdílení pro jednotlivé systémy vytápění, v nich ale najdeme pouze teplovodní systémy, systémy elektrického vytápění a systémy teplovzdušné, pro bytové domy jen s centrální regulací. Systém vytápění pomocí lokálních topidel zde není. Dále jsou v TNI podrobnější způsoby stanovení v odstavcích A.1.4.1 a A.1.4.2. Ani zde však nenajdeme vhodné hodnoty pro lokální topidla. S TNI 730331 si tedy v tomto případě nevystačíme. V aplikaci ENERGETIKA DEKSOFT (www.stavebni-fyzika.cz) je stanovena hodnota 85% pro ostatní systémy vytápění neuvedené v TNI 73 0331. Tato hodnota by měla mít oporu v nějaké normě nebo odborné publikaci, bohužel osobně neznám přesný zdroj. Každopádně použití hodnoty 85% nebude vzdálené od reality a pro PENB bude hodnota dostačující.
Ještě k těm regulátorům:
Proporcionální regulátory (P) jsou nejjednodušší regulátory. Pracují pouze jako zesilovač regulační odchylky. Regulovaná veličina je např. výkon. U statických soustav pracuje tento regulátor s trvalou regulační odchylkou (čili udržuje sledovaný parametr – teplotu – v požadovaných mezích maximální možné odchylky) Na základě měřené veličiny (teploty) a na základě předem vloženého algoritmu závislosti výkonu na teplotě, reguluje tepelný výkon. Měřená hodnota charakteristickým způsobem kmitá kolem žádané hodnoty. Regulační odchylku lze snížit zmenšením hystereze (amplituda odchylky měřeného parametru od požadovaného parametru). To se však projeví častějším spínáním výkonových (akčních) členů, což má nepříznivý vliv na životnost elektromechanických spínačů (např. relé, stykače apod.) -> tzv. cyklování tepelných zdrojů. Převedeno na OT, tak u nich lze volit P regulátor (1K) nebo (2K). Každý termostatický ventil má svou charakteristiku průtoku v závislosti na regulaci vzrůstu teploty v regulovaném prostoru. Katalogová hodnota činitele kv [m3/h] termostatického radiátorového ventilu P (2K) pro OT je udávána pro tzv. pásmo proporcionality vymezené zdvihem 2K. (Vzroste-li teplota v regulované místnosti o více jak 2K vůči nastavené a ustálené teplotě v místnosti, tak se ventil zcela uzavře). Na základě měřené odchylky (teploty v interiéru) se v tomto případě realizuje (reguluje) zdvih termostatického ventilu. Tuto hodnotu lze tedy pojmenovat jako „jmenovitý rozdíl teplot regulátoru potřebný k úplnému uzavření termostatického radiátorového ventilu (TRV)“. Analogicky pro P (1K). Zjistíme z technických údajů k instalovaným TRV.
Proporcionálné-integrační regulátory (PI). Odstranění trvalé regulační odchylky a zvětšení přesnosti regulace se dosáhne doplněním P regulátoru „astatickým“ členem, jehož výstupní signál se trvale mění s rychlostí úměrnou vstupnímu signálu, to znamená „integračním členem (I)“. K vyjádření velikosti integrační složky požíváme časovou integrační konstantu, definovanou jako dobu, po které po připojení „vzruchu“ ve tvaru skoku na vstup regulátoru dosáhne integrační složka stejné hodnoty jako složka proporcionální. Odtud PI regulátory. PI regulátor patří k nejpoužívanějším typům regulátorů v technice elektrických pohonů. Vzniká propojením proporcionálního a integračního členu. Převedeno na OT: TRV s PI regulátorem tzv. harmonizuje (odstraňuje trvalou odchylku) měřené veličiny v důsledku dodávky regulace potřebného výkonu z OT také v závislosti na vlivu změny výkonu v průběhu času na sledovaný parametr (teplotu). Zda-li OT, resp. TRV má PI regulátor zjistíme z technických údajů k instalovaným TRV. PI regulátor s optimalizací ve smyslu ČSN EN 16 316-2-1 znamená např. doplnění PI regulátoru o čídlo přítomnosti osob v regulované místnosti apod.
S přáním hezkého dne
Tomáš Kupsa
pro účely PENB jsou typické hodnoty sdílení a distribuce tepla v TNI 730331. Co se týká účinnosti distribuce, budou mít lokální plynová topidla (GAMAT) i kamna na dřevo účinnost 100%. U těchto systémů vytápění neexistují rozvody. Nejsou tedy realizovány žádné tepelné ztráty rozvody. U účinnosti sdílení energie na vytápění mezi systémem sdílení energie na vytápění a vytápěnou zónou je u těchto topidel situace trochu složitější. V TNI 730331, která vychází z ČSN EN 15316-2-1, jsou sice uvedeny v tabulce A.21 typické hodnoty sdílení pro jednotlivé systémy vytápění, v nich ale najdeme pouze teplovodní systémy, systémy elektrického vytápění a systémy teplovzdušné, pro bytové domy jen s centrální regulací. Systém vytápění pomocí lokálních topidel zde není. Dále jsou v TNI podrobnější způsoby stanovení v odstavcích A.1.4.1 a A.1.4.2. Ani zde však nenajdeme vhodné hodnoty pro lokální topidla. S TNI 730331 si tedy v tomto případě nevystačíme. V aplikaci ENERGETIKA DEKSOFT (www.stavebni-fyzika.cz) je stanovena hodnota 85% pro ostatní systémy vytápění neuvedené v TNI 73 0331. Tato hodnota by měla mít oporu v nějaké normě nebo odborné publikaci, bohužel osobně neznám přesný zdroj. Každopádně použití hodnoty 85% nebude vzdálené od reality a pro PENB bude hodnota dostačující.
Ještě k těm regulátorům:
Proporcionální regulátory (P) jsou nejjednodušší regulátory. Pracují pouze jako zesilovač regulační odchylky. Regulovaná veličina je např. výkon. U statických soustav pracuje tento regulátor s trvalou regulační odchylkou (čili udržuje sledovaný parametr – teplotu – v požadovaných mezích maximální možné odchylky) Na základě měřené veličiny (teploty) a na základě předem vloženého algoritmu závislosti výkonu na teplotě, reguluje tepelný výkon. Měřená hodnota charakteristickým způsobem kmitá kolem žádané hodnoty. Regulační odchylku lze snížit zmenšením hystereze (amplituda odchylky měřeného parametru od požadovaného parametru). To se však projeví častějším spínáním výkonových (akčních) členů, což má nepříznivý vliv na životnost elektromechanických spínačů (např. relé, stykače apod.) -> tzv. cyklování tepelných zdrojů. Převedeno na OT, tak u nich lze volit P regulátor (1K) nebo (2K). Každý termostatický ventil má svou charakteristiku průtoku v závislosti na regulaci vzrůstu teploty v regulovaném prostoru. Katalogová hodnota činitele kv [m3/h] termostatického radiátorového ventilu P (2K) pro OT je udávána pro tzv. pásmo proporcionality vymezené zdvihem 2K. (Vzroste-li teplota v regulované místnosti o více jak 2K vůči nastavené a ustálené teplotě v místnosti, tak se ventil zcela uzavře). Na základě měřené odchylky (teploty v interiéru) se v tomto případě realizuje (reguluje) zdvih termostatického ventilu. Tuto hodnotu lze tedy pojmenovat jako „jmenovitý rozdíl teplot regulátoru potřebný k úplnému uzavření termostatického radiátorového ventilu (TRV)“. Analogicky pro P (1K). Zjistíme z technických údajů k instalovaným TRV.
Proporcionálné-integrační regulátory (PI). Odstranění trvalé regulační odchylky a zvětšení přesnosti regulace se dosáhne doplněním P regulátoru „astatickým“ členem, jehož výstupní signál se trvale mění s rychlostí úměrnou vstupnímu signálu, to znamená „integračním členem (I)“. K vyjádření velikosti integrační složky požíváme časovou integrační konstantu, definovanou jako dobu, po které po připojení „vzruchu“ ve tvaru skoku na vstup regulátoru dosáhne integrační složka stejné hodnoty jako složka proporcionální. Odtud PI regulátory. PI regulátor patří k nejpoužívanějším typům regulátorů v technice elektrických pohonů. Vzniká propojením proporcionálního a integračního členu. Převedeno na OT: TRV s PI regulátorem tzv. harmonizuje (odstraňuje trvalou odchylku) měřené veličiny v důsledku dodávky regulace potřebného výkonu z OT také v závislosti na vlivu změny výkonu v průběhu času na sledovaný parametr (teplotu). Zda-li OT, resp. TRV má PI regulátor zjistíme z technických údajů k instalovaným TRV. PI regulátor s optimalizací ve smyslu ČSN EN 16 316-2-1 znamená např. doplnění PI regulátoru o čídlo přítomnosti osob v regulované místnosti apod.
S přáním hezkého dne
Tomáš Kupsa