I vannbårne varmesystemer som omfatter flere boliger kan endringer i trykktap skape utfordringer. Dersom systemet ikke er riktig utformet med høyde for dette, kan dette gi dårlig komfort med for høy innetemperatur, energitap og uønskede lydeffekter.
I vannbårne varmesystemer som omfatter flere boliger har ikke få rørleggere erfart at det forekommer svikt i reguleringen. Den klassiske klagen fra beboerne er enten at det for varmt inne, eller lydeffekter fra fordelerskapet inne i veggen som kan minne om katter i brunst.
Sirkulasjonspumpens reguleringsform er vanligvis konstanttrykkurve til gulvvarmesystemer. Det vil si at når romtermostater sender signal om at tilhørende aktuator skal stenge, vil trykket over fordelerstokken stige tilsvarende reduksjonen at trykkfallet i rørnettet når vannmengden reduseres. Det forutsettes da statiske innreguleringsventiler. Når alle aktuatorer stenger og vannet stopper nesten helt opp, er det ikke trykktap i systemet lenger, og pumpens trykkøkning føres da helt frem til hver fordelerstokk. I følge «Veiledning for vannbåren gulvvarme» P-794 utgitt av Standard Norge, vil en aktuator kun klare å holde igjen 35-40 kPa.
Det vil si at når et varmesystem for flere boliger er dimensjonert for et trykktap ved fullt pådrag som er høyere enn hva aktuatorene klarer å stenge for, vil det lekke vann gjennom dem. Selv om enkelte pumper krever en liten bløding, er ikke dette i nærheten av nok til å skape nok trykktap.
- Dette er ikke noe uvanlig fenomen, og inntreffer gjerne når varmebehovet går ned på vårparten for alle leilighetene, mens for de som bor nærmest teknisk rom kan dette oppstå hele året. Hvis systemet ikke har en evne til å tilpasse seg dette ved å redusere trykket over fordelerstokken, er sirkuset i gang. For høy innetemperatur, energitap og noen ganger ulyder, er det som følger i kjølvannet, forteller David Zijdemans, som nylig har tatt fram dette som et klassisk eksempel på feil design i en ny kursserie i vannbåren gulvvarme.
Figur 1 Prinsippetegningen til høyre viser trykktap ved fullt pådrag hvor alle aktuarorer er åpne. Til venstre vises hva som skjer når alle aktuatorene stenger og pumpen gir fast trykkløft. Illustrasjon: David Zijdememans
Foranledningen til at dette skjer, er at systemene først og fremst er designet for å fungere med fullt pådrag slik som vises til høyre i Figur 1. Her er trykktapet ved fullt pådrag på eksempelvis 70 kPa. Når alt er åpent og varmebehovet er høyt, fordeles vannet i riktig mengde til alle leilighetene og det er trykkfall i rør, komponenter og statiske innreguleringsventiler.
- Hvis et antall leiligheter eller rom stenges ned og systemet ikke kompenserer for dette, som vist til venstre i Figur 1, vil altså noen aktuatorer ikke klare å holde igjen og slipper gjennom vann, og man får energilekkasje og ufrivillig oppvarming av rom. Dette kan også foregå i stillhet, uansett blir resultatet at man bruker energi som det ikke er behov for. Sånn sett er det en fordel med lyder, da vet man at noe ikke er som det skal være, forklarer Zijdemans.
De mest ekstreme tilfellene forekommer når anlegget er feil innregulert slik at pumpen har for høy trykkøkning, og når vanntemperaturen ikke er utekompensert. Vanlige dynamiske ventiler gjør det faktisk også verre siden de vil gi høyere trykktap i systemet og vil åpne når vannmengden reduseres.
Den verste innreguleringsfeilen gjørs ofte når det er montert en strupeventil på hovedløpet. Sirkulasjonspumpen stilles til eksempelvis 100 kPa konstant trykkøkning, og så strupes ventilen inntil vannmengden blir riktig. Det er altså å trå gasspedalen i bånn, og så brukes bremsen til å regulere farten med.
- Denne måten å bygge det opp på er en arv fra den «trykkløse fordelerstokktiden», og når man ikke hadde noen form for regulering av pumpa bortsett fra turtall. Disse ventilene skal stå helt åpne og kun brukes som et målepunkt. Men siden de fleste pumpene måler vannmengde nøyaktig nok, er denne ventilen helt overflødig og kun fordyrende.
Problemet med lekkasje i aktuatorventilene med utilsiktet oppvarming og støy som resultat, kan både reduseres og fjernes med ulike tiltak.
Én metode er å opprettholde sirkulasjonen og dermed trykktapet i systemet slik at ikke trykkdifferansen over fordelerstokken øker i samme grad.
Det kan gjøres med en bypass på fordelerstokken som vises i Figur 2, eller andre steder ute i anlegget.
Figur 2 Eksempel på en gulvvarmefordeler med bypass. Kilde: Uponor[/caption]
Ulempen med denne løsningen er at man trenger mer vannmengde når alle aktuatorer er åpne slik at det må tas ut større sirkulasjonspumpe. Man bruker mer pumpeenergi og får høyere returtemperatur i systemet, noe som vil gi lavere COP for varmepumper. Den andre løsningen er et hakk bedre, den er å legge inn en trykkdifferanseventil mellom fordelerstokkene. Denne vil ved økende trykkforskjell mellom tur og retur i selve skapet åpne og slippe vannet forbi, og kan stilles inn til at skapet alltid har en konstant trykkforskjell på alle kursene. Den virker derfor som en selvregulerende bypass og stilles til å åpne ved eksempelvis 5 kPa høyere trykkdifferanse enn hva som vil oppstå ved fullt pådrag. Figur 3 viser et eksempel.
Figur 3 Eksempel på en gulvvarmefordeler med bypass med trykkdifferanseventil som åpner ved 5 kPa over trykktapet i gulvvarmerørene.
Når varmebehovet øker og aktuatorene åpner vil ventilen igjen stenge. En slik løsning vil hindre uønsket trykk i kursene men krever økt pumpeenergi, den vil gi økt varmetap fordi den slipper varmtvann forbi stokkene, og vil dermed tidvis gi høyere returtemperaturer som også i systemet, noe som reduserer energieffektiviteten om man har varmepumpe, forklarer Zijdemans.
En annen metode som kan hjelpe i et problemanlegg, er å bytte reguleringsform til proporsjonaltrykkstyring på pumpa. Da vi den senke trykkøkningen ved redusert vannmengde. Dette er den vanligste reguleringsformen i radiatoranlegg.
Skal man oppnå både stabilt trykkfall over fordelerstokkene og samtidig bruke minst mulig energi, er det i dag bare én løsning som gir fullgodt resultat ifølge Zijdemans. Dette er en differansetrykkregulator som ved hjelp av to ventiler, en på utgående og en på inngående kurs i fordelerskapet, regulerer differansetrykket seg imellom.
- Dette er dynamiske ventiler som stilles til ønsket trykkdifferanse over fordelerstokken. Når trykket stiger, vil ventilen strupe og alltid sørge for at trykket er konstant. De jobber på lag med aktuatorene forklarer Zijdemans.
Figur 4 Prinsipptegning som viser differansetrykkregulator på fordelerstokk. Det vises her STAD/STAP fra IMI som et eksempel. Illustrasjon: David Zijdemans.
Med en trykkdifferanseventil på alle skapene vil en sirkulasjonspumpe alltid få den lettest mulige jobben med å opprettholde trykket i systemet, man får størst mulige temperaturforskjell på tur og returledning, som er en stor fordel dersom man har koblet en varmepumpe eller fjernvarme til systemet.
På større anlegg er dette ofte nok, og det trengs ikke ytterligere innreguleringsventiler. Kanskje det da ikke blir så fordyrende?
I vannbårne varmesystemer som omfatter flere boliger har ikke få rørleggere erfart at det forekommer svikt i reguleringen. Den klassiske klagen fra beboerne er enten at det for varmt inne, eller lydeffekter fra fordelerskapet inne i veggen som kan minne om katter i brunst.
Sirkulasjonspumpens reguleringsform er vanligvis konstanttrykkurve til gulvvarmesystemer. Det vil si at når romtermostater sender signal om at tilhørende aktuator skal stenge, vil trykket over fordelerstokken stige tilsvarende reduksjonen at trykkfallet i rørnettet når vannmengden reduseres. Det forutsettes da statiske innreguleringsventiler. Når alle aktuatorer stenger og vannet stopper nesten helt opp, er det ikke trykktap i systemet lenger, og pumpens trykkøkning føres da helt frem til hver fordelerstokk. I følge «Veiledning for vannbåren gulvvarme» P-794 utgitt av Standard Norge, vil en aktuator kun klare å holde igjen 35-40 kPa.
Det vil si at når et varmesystem for flere boliger er dimensjonert for et trykktap ved fullt pådrag som er høyere enn hva aktuatorene klarer å stenge for, vil det lekke vann gjennom dem. Selv om enkelte pumper krever en liten bløding, er ikke dette i nærheten av nok til å skape nok trykktap.
- Dette er ikke noe uvanlig fenomen, og inntreffer gjerne når varmebehovet går ned på vårparten for alle leilighetene, mens for de som bor nærmest teknisk rom kan dette oppstå hele året. Hvis systemet ikke har en evne til å tilpasse seg dette ved å redusere trykket over fordelerstokken, er sirkuset i gang. For høy innetemperatur, energitap og noen ganger ulyder, er det som følger i kjølvannet, forteller David Zijdemans, som nylig har tatt fram dette som et klassisk eksempel på feil design i en ny kursserie i vannbåren gulvvarme.
Figur 1 Prinsippetegningen til høyre viser trykktap ved fullt pådrag hvor alle aktuarorer er åpne. Til venstre vises hva som skjer når alle aktuatorene stenger og pumpen gir fast trykkløft. Illustrasjon: David ZijdememansForanledningen til at dette skjer, er at systemene først og fremst er designet for å fungere med fullt pådrag slik som vises til høyre i Figur 1. Her er trykktapet ved fullt pådrag på eksempelvis 70 kPa. Når alt er åpent og varmebehovet er høyt, fordeles vannet i riktig mengde til alle leilighetene og det er trykkfall i rør, komponenter og statiske innreguleringsventiler.
- Hvis et antall leiligheter eller rom stenges ned og systemet ikke kompenserer for dette, som vist til venstre i Figur 1, vil altså noen aktuatorer ikke klare å holde igjen og slipper gjennom vann, og man får energilekkasje og ufrivillig oppvarming av rom. Dette kan også foregå i stillhet, uansett blir resultatet at man bruker energi som det ikke er behov for. Sånn sett er det en fordel med lyder, da vet man at noe ikke er som det skal være, forklarer Zijdemans.
De mest ekstreme tilfellene forekommer når anlegget er feil innregulert slik at pumpen har for høy trykkøkning, og når vanntemperaturen ikke er utekompensert. Vanlige dynamiske ventiler gjør det faktisk også verre siden de vil gi høyere trykktap i systemet og vil åpne når vannmengden reduseres.
Den verste innreguleringsfeilen gjørs ofte når det er montert en strupeventil på hovedløpet. Sirkulasjonspumpen stilles til eksempelvis 100 kPa konstant trykkøkning, og så strupes ventilen inntil vannmengden blir riktig. Det er altså å trå gasspedalen i bånn, og så brukes bremsen til å regulere farten med.
- Denne måten å bygge det opp på er en arv fra den «trykkløse fordelerstokktiden», og når man ikke hadde noen form for regulering av pumpa bortsett fra turtall. Disse ventilene skal stå helt åpne og kun brukes som et målepunkt. Men siden de fleste pumpene måler vannmengde nøyaktig nok, er denne ventilen helt overflødig og kun fordyrende.
Problemet med lekkasje i aktuatorventilene med utilsiktet oppvarming og støy som resultat, kan både reduseres og fjernes med ulike tiltak.
Én metode er å opprettholde sirkulasjonen og dermed trykktapet i systemet slik at ikke trykkdifferansen over fordelerstokken øker i samme grad.
Det kan gjøres med en bypass på fordelerstokken som vises i Figur 2, eller andre steder ute i anlegget.
Figur 2 Eksempel på en gulvvarmefordeler med bypass. Kilde: Uponor[/caption]Ulempen med denne løsningen er at man trenger mer vannmengde når alle aktuatorer er åpne slik at det må tas ut større sirkulasjonspumpe. Man bruker mer pumpeenergi og får høyere returtemperatur i systemet, noe som vil gi lavere COP for varmepumper. Den andre løsningen er et hakk bedre, den er å legge inn en trykkdifferanseventil mellom fordelerstokkene. Denne vil ved økende trykkforskjell mellom tur og retur i selve skapet åpne og slippe vannet forbi, og kan stilles inn til at skapet alltid har en konstant trykkforskjell på alle kursene. Den virker derfor som en selvregulerende bypass og stilles til å åpne ved eksempelvis 5 kPa høyere trykkdifferanse enn hva som vil oppstå ved fullt pådrag. Figur 3 viser et eksempel.
Figur 3 Eksempel på en gulvvarmefordeler med bypass med trykkdifferanseventil som åpner ved 5 kPa over trykktapet i gulvvarmerørene.
Når varmebehovet øker og aktuatorene åpner vil ventilen igjen stenge. En slik løsning vil hindre uønsket trykk i kursene men krever økt pumpeenergi, den vil gi økt varmetap fordi den slipper varmtvann forbi stokkene, og vil dermed tidvis gi høyere returtemperaturer som også i systemet, noe som reduserer energieffektiviteten om man har varmepumpe, forklarer Zijdemans.
En annen metode som kan hjelpe i et problemanlegg, er å bytte reguleringsform til proporsjonaltrykkstyring på pumpa. Da vi den senke trykkøkningen ved redusert vannmengde. Dette er den vanligste reguleringsformen i radiatoranlegg.
Skal man oppnå både stabilt trykkfall over fordelerstokkene og samtidig bruke minst mulig energi, er det i dag bare én løsning som gir fullgodt resultat ifølge Zijdemans. Dette er en differansetrykkregulator som ved hjelp av to ventiler, en på utgående og en på inngående kurs i fordelerskapet, regulerer differansetrykket seg imellom.
- Dette er dynamiske ventiler som stilles til ønsket trykkdifferanse over fordelerstokken. Når trykket stiger, vil ventilen strupe og alltid sørge for at trykket er konstant. De jobber på lag med aktuatorene forklarer Zijdemans.
Figur 4 Prinsipptegning som viser differansetrykkregulator på fordelerstokk. Det vises her STAD/STAP fra IMI som et eksempel. Illustrasjon: David Zijdemans.Med en trykkdifferanseventil på alle skapene vil en sirkulasjonspumpe alltid få den lettest mulige jobben med å opprettholde trykket i systemet, man får størst mulige temperaturforskjell på tur og returledning, som er en stor fordel dersom man har koblet en varmepumpe eller fjernvarme til systemet.
På større anlegg er dette ofte nok, og det trengs ikke ytterligere innreguleringsventiler. Kanskje det da ikke blir så fordyrende?
