Równoważenie hydrauliczne

 

RÓWNOWAŻENIE HYDRAULICZNE A REGULACJA

            Często mylone są oba pojęcia, które z technicznego punktu widzenia, dzieli istotna różnica. Równoważenie to w prostym ujęciu, dopasowanie przepływów w poszczególnych gałęziach systemu instalacyjnego do warunków obliczeniowych(projektowych), za pomocą zaworów równoważąco-pomiarowych. Natomiast regulacja w systemie hydraulicznym, oznacza takie działanie eksploatacyjne w wyniku którego na bieżąco zmieniany jest przepływ w zależności od potrzeb, dla realizacji założonego celu np. przekazania odpowiedniej mocy przez odbiornik.
W instalacjach HVAC przy realizacji zadania regulacji mocy odbiornika, elementem wykonawczym po stronie hydraulicznej jest zawór regulacyjny(zwany też kontrolnym). Procesem steruje regulator elektroniczny, który za pośrednictwem własnego elementu wykonawczego tj. siłownika zamontowanego na zaworze regulacyjnym, zmienia położenie grzybka zaworu względem gniazda. Dzięki temu dozowana jest odpowiednia wielkość przepływu czynnika w gałęzi odbiornika, zapewniająca przekazanie przez niego odpowiedniej mocy.

            Reasumując, po stronie hydraulicznej za regulację odpowiada zawór regulacyjny, natomiast zawór równoważący ma za zadanie zapewnić odpowiednią wielkości przepływu w warunkach maksymalnego zapotrzebowania. Ostatecznie, aby można było cokolwiek regulować, niezbędne jest w pierwszej kolejności zapewnienie odpowiednich wartości przepływów i różnicy ciśnień w obwodach regulowanych, czyli równoważenie hydrauliczne instalacji. W niezrównoważonych instalacjach mogą występować poważne problemy z regulacją układów, ponieważ nawet najbardziej zaawansowane elektronicznie systemy nie radzą sobie z przeciwnościami, jakie stawia przed nimi mechanika płynów.

Z PRAKTYKI

            W kraju obserwujemy wzrost popularności tzw. „modelu brytyjskiego” w odniesieniu do równoważenia hydraulicznego instalacji w budynkach. Jak wskazuje nazwa, wywodzi się on z Wielkiej Brytanii, gdzie standardowo montażem instalacji zajmuje się jedna firma, natomiast druga, niezależna od wykonawcy, sprawdza i równoważy hydraulicznie instalacje na obiekcie. Dzięki temu inwestor ma gwarancję poprawnej pracy instalacji i wie, że koszty eksploatacyjne są na optymalnym poziomie. W przeciwnym razie należy liczyć się z poważnymi konsekwencjami, gdyż nawet pięknie „opakowana” instalacja może okazać się prawdziwą „Puszką Pandory”. Niektóre źródła podają, że około 2/3 budynków może mieć problemy z klimatem wewnętrznym, a znaczna część z nich spowodowana jest brakiem zrównoważenia hydraulicznego i wadliwym funkcjonowaniem systemów automatycznej regulacji. Wobec tego wzrasta zapotrzebowania na tego typu usługi, a na rynku pojawia się coraz więcej firm zajmujących się tym zagadnieniem. Niestety najczęściej świadczą one usługi na niskim poziomie technicznym. Błędnie zrównoważona instalacja nawet przy zapewnieniu odpowiednich przepływów w obwodach, może generować uciążliwe hałasy, zawory regulacyjne mogą pracować niestabilnie, przez co klimat w pomieszczeniach będzie się wahał, pompy oraz źródła ciepła/chłodu zużyją więcej energii niż zakładano, a na dodatek mogą ulegać częstym awariom.

            Równoważenie hydrauliczne instalacji to skomplikowany technicznie proces i aby wykonać go w sposób optymalny potrzebna jest wiedza i doświadczenie inżynierskie. Dla nas równoważenie hydrauliczne to nie tylko obsługa urządzenia pomiarowego i dopasowanie przepływów, ale ponadto działania mające na celu optymalizację spadków ciśnienia w instalacji oraz ochronę przed hałasem, uwzględniając jak najlepsze warunki pracy dla armatury regulacyjnej i pomp obiegowych oraz efektywność całego systemu. Definiowane przez nas równoważenie hydrauliczne to kompletne uruchomienie instalacji wraz z jej rzetelną oceną w stosunku do zastosowanych rozwiązań projektowych oraz prawidłowości jej wykonania. Ponieważ równoważenie hydrauliczne jest wykonywane na końcu realizacji inwestycji, stanowiąc jednocześnie świadectwo prawidłowego wykonania instalacji, dlatego warto powierzyć je specjaliście, który zagwarantuje, że komfort użytkowania i klimat wewnętrzny zostanie osiągnięty, a sprawność układów będzie na możliwie najwyższym poziomie.

 

STRONA PRAWNA ZAGADNIENIA

            Wielu inspektorów nadzorujących roboty instalacyjne nie jest świadoma, bądź też nie przykłada większej wagi do problematyki równoważenia instalacji. Jak już wspominaliśmy wcześniej, w rezultacie czego najczęściej inwestor otrzymuje produkt wadliwy, który nie tylko nie spełnia swojej funkcji, ale dodatkowo generuje znaczne koszty eksploatacyjne związane ze zużyciem energii oraz z utrzymaniem odpowiedniego stanu technicznego armatury i urządzeń.

            Obecnie w krajowym systemie prawnym, równoważenie hydrauliczne w stosunku do instalacji płynnych nie jest wymagane. Wprawdzie istnieją normy europejskie traktujące o procedurach odbiorowych w instalacjach grzewczych i chłodniczych tj. PN-EN 14336 oraz PN-EN 378-2, jednak ich stosowanie nie jest obowiązkowe. Normy te określają ogólne wymogi w stosunku do uruchomienia i odbioru instalacji, a także parametry jakie powinna ona spełniać, aby została dopuszczona do eksploatacji. Równoważenie hydrauliczne znalazło się natomiast na liście przedsięwzięć służących poprawie energetycznej w „Obwieszczeniu Ministra Gospodarki z dnia 21 grudnia 2012r., w sprawie szczegółowego wykazu przedsięwzięć służących poprawie efektywności energetycznej”. Równolegle trwają prace nad wprowadzeniem do polskiego sytemu prawnego obowiązkowego stosowania przytoczonych norm, a także stworzenie odpowiednich wytycznych dla procedur uruchomieniowych. Jednak droga do tego jest długa, a potrzeby szybkich zmian już dziś są duże. Dlatego pomimo „dziury” w przepisach, zwracamy uwagę na problematykę uruchomień instalacji i zachęcamy do korzystania z w/w norm, wszystkich uczestnikom procesu budowlanego, od projektantów, przez inspektorów nadzoru, aż po inwestorów.

            Na Świecie problematyka niezrównoważonych instalacji nie jest niczym nowym, jednak kraje wysokorozwinięte, poprzez lata bolesnych doświadczeń wprowadziły w swój system prawny konieczność wykonywania takich procedur wg ściśle określonych wytycznych np. CIBSE(Licencjonowany Instytut ds. Usług Inżynierskich w Budownictwie), które nadają im rolę nadrzędną w całym procesie budowlanym. Procedury odbiorowe mają na celu przede wszystkim zagwarantowanie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa, wydajności energetycznej, emisji CO2 oraz efektywnego funkcjonowania systemu hydraulicznego poprzez zapewnienie właściwej równowagi pomiędzy poszczególnymi obiegami hydraulicznymi, a pozostałymi komponentami systemu. Takie działania umożliwiają uzyskanie optymalnej wydajności przy zapewnianiu warunków komfortu wewnętrznego wszystkim użytkownikom.

                 

DIAGNOSTYKA HYDRAULICZNA(TROUBLESHOOTING)

            Prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja grzewcza bądź chłodnicza, powinna być eksploatowana bez większych problemów przez co najmniej 10 lat. W tym czasie instalacja powinna pracować w optymalnych dla niej warunkach, aby zapewnić długotrwałą pracę wszystkich jej komponentów. Żeby to osiągnąć niezbędnymi warunkami są: właściwe jej zaprojektowanie i wykonanie, zrównoważenie hydrauliczne, prawidłowe utrzymanie ciśnienia oraz zapewnienie odpowiedniej jakości wody w instalacji(uzdatnianie i odpowietrzenie). Pomimo tego, że jest to wiedza powszechna, wiele instalacji ma poważne problemy i awarie już w pierwszych latach po uruchomieniu. Użytkownicy narzekają na brak komfortu cieplnego oraz hałasy z instalacji, koszty eksploatacyjne są dużo wyższe od przewidywanych, a ponadto odnotowuje się zwiększoną awaryjność urządzeń i armatury. Spowodowane jest to błędami:
• na etapie projektowania np. błędne założenia, nieprawidłowe obliczenia itd.,
• na etapie wykonawczym, takimi jak celowa rezygnacja bądź zamiana urządzeń i armatury, nieodpowiedni jej montaż, a w szczególności przez pomijanie procedury rozruchowej przed oddaniem instalacji do eksploatacji.           

            Praktyka pokazuje, że obecnie występuje wysokie zapotrzebowanie na „leczenie chorych" instalacji. Stąd równie często co równoważeniem, zajmujemy się również diagnostyką hydrauliczną instalacji(ang. troubleshooting) tj. badaniem i oceną ich stanu technicznego pod względem hydraulicznym oraz sprawności przekazywania ciepła. Wykonujemy specjalistyczne pomiary i obliczenia, przeprowadzamy wizje obiektu oraz wywiady z użytkownikami, a także „prześwietlamy” dokumentację projektową. Wszystkie zebrane dane analizujemy, wyodrębniając przyczyny problemów oraz ich skutki. Następnie sugerujemy potrzebę i kierunek optymalnych zmian naprawczych bądź modernizacyjnych, poprawiających komfort użytkowania oraz usprawniających działanie systemu instalacyjnego. Naszą wizytówkę stanowi rzesza zadowolonych klientów, którym pomogliśmy uporać się z różnymi problemami technicznymi w instalacjach HVAC, nierzadko beznadziejnymi, wymagającymi długotrwałych badań oraz kłopotliwych i kosztownych reperacji.