Ταχύτητα ροής σε ενδοδαπέδια

[kodimis]

Να σας ρωτήσω κάτι για τη ροή του νερού σε κύκλωμα ενδοδαπέδιας.. Φαντάζομαι ότι θα υπάρχουν πολλοί παράμετροι, αλλά χοντρικά και γενικά πότε το δάπεδο ζεσταίνεται γρηγορότερα; Όταν η ροή του νερού στο κύκλωμα είναι μεγάλη (4 lt/min π.χ ανά σωλήνα) ή μικρή (1 lt/min π.χ ανά σωλήνα);
Όταν είναι μεγάλη μεταφέρεται μεγαλύτερο ποσό θερμότητας στο κύκλωμα αλλά κρυώνουν και πιο γρήγορα τα νερά του λέβητα, έτσι δεν είναι;

[mechatron]

Όταν η ροή είναι μεγαλύτερη, μεταφέρεται περισσότερη θερμότητα.
Λέγοντας "Τα νερά του λέβητα" εννοείς τα νερά που βρίσκονται εντός του λέβητα? Ή εννοείς ότι ο λέβητας θα παίρνει πιο συχνά?
Στην πράξη, ο λέβητας δουλεύει συνέχεια στην ενδοδαπέδια. Δηλαδή ναι μεν ο καυστήρας ανοιγοκλείνει, αλλά ο λέβητας παραμένει σε σταθερή θερμοκρασία.

[kodimis]

Να μιλήσω με αριθμούς (στο περίπου) για να γίνω λίγο πιο κατανοητός: τα νερά του λέβητα είναι στους 62 C (με τον καυστήρα να δουλεύει όποτε χρειάζεται για να παραμένουν εκεί). Ο θερμοστάτης χώρου δίνει εντολή στον κυκλοφορητή, οπότε αρχίζει να στέλνει νερό (περίπου 40-45 C) στο κύκλωμα, με παροχή x lt/min. Η θερμοκρασία του νερού εντός του λέβητα αρχίζει να μειώνεται (ταυτόχρονα ο καυστήρας αρχίζει να λειτουργεί), και μόλις πέσει κάτω από τους 50 C ο υδροστάτης κόβει τον κυκλοφορητή για να μην κυκλοφορεί κρύο νερό στο κύκλωμα.
Ο κυκλοφορητής θα ξαναδουλέψει όταν η θερμοκρασία του λέβητα περάσει τους 54 C, και άντε πάλι από την αρχή! Όλο αυτό θα συνεχιστεί μέχρι ο θερμοστάτης χώρου να πιάσει την επιθυμητή θερμοκρασία, οπότε και ο καυστήρας θα δουλεύει μόνο για να διατηρήσει τα νερά του λέβητα..
Η ερώτηση είναι η εξής: η παροχή x lt/min είναι καλύτερα να είναι μεγάλη ή μικρή; Αν είναι μεγάλη μεταφέρει περισσότερη θερμότητα αλλά κρυώνει τα νερά του λέβητα πιο γρήγορα (οπότε και κόβεται το κύκλωμα από τον υδροστάτη), αν είναι μικρή μεταφέρει λιγότερη θερμότητα αλλά τα νερά καθυστερούν να κρυώσουν..
Ουφφφ, γενικά πότε θα επιτευχθεί πιο γρήγορα η επιθυμητή θερμοκρασία χώρου;;

[Pirate]

Φίλε kodimis δεν ξέρω τι επεμβάσεις ετοιμάζεσαι να κάνεις στο ενδοδαπέδιο σύστημα που ενδιαφέρεσαι αλλά αν τυχόν έχει ρυθμισθεί από ειδικούς θα έλεγα να μη το πειράξεις.
Παρ' όλα αυτά θα απαντήσω στο ερώτημα που έθεσες:
Η ροή του νερού μέσα από ένα θερμικό κύκλωμα είτε μονοσωλήνιου, είτε ενδοδαπέδιου είτε μέσα από εναλλάκτη ενός boiler κλπ, αν αλλάξει, αυτόματα θα συμπαρασύρει το ΔΘ στά άκρα του κυκλώματος όπου αν αλλάξει κι αυτό, κι αυτό με τη σειρά του θα επιφέρει μία μικρή συνήθως θερμική αλλαγή στο ίδιο το κύκλωμα του οποίου θα μειωθεί ή θα αυξηθεί η ίσχύς του, ανάλογα με το αν θα ελαττώσεις ή θα αυξήσεις την ροή. Και όλα αυτά μέσα σε ένα λογικό πεδίο μεταβολής διότι από κάποιο όριο και πάνω όσο και να αυξήσεις την ροή δεν πετυχαίνεις κάτι το ουσιαστικό σε ισχύ.
Οι περισσότεροι μηχανολόγοι καθορίζουν τη ροή του κάθε κυκλώματος μέσω του ΔΘ στα άκρα του το οποίο έχει καθορισμένο πεδίο τιμών για κάθε περίπτωση. Στο ενδοδαπέδιο σύστημα τα ΔΘ είναι της τάξης των 4° έως 6°. Σπανιότατα θα δεις Δθ=2° (σε πολύ μικρές στρώσεις). Εφόσον λοιπόν μιλήσουμε για Δθ=6° που είναι και το πλέον σύνηθες, τότε η ροή μέσα από αυτό πρέπει να είναι συγκεκριμένη και εξαρτάται τόσο από την θερμική απόδοση του ίδιου του κυκλώματος όσο και από αυτό το Δθ.
Εδώ μέσα έχει γραφτεί πολλάκις ότι το ενδοδαπέδιο είναι αδρανειακό σύστημα. Το ανάβεις σήμερα και το ξεχνάς. Μετρήσεις κάνεις μετά από 24 ώρες συνεχούς ανάμματος. Και δεν περιμένεις να σου κάψει την πατούσα! Οι θερμοκρασίες του δαπέδου παίζουν από 30° έως 33° ανάλογα με τους χώρους.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[kodimis]

Φίλε Pirate, ευχαριστώ για την απάντηση.. Όπως κατάλαβες δεν είμαι μηχανολόγος (ηλεκτρονικός είμαι), οπότε όλα αυτά για ροές, ΔΘ κλπ δεν τα παίζω και στα δάχτυλα! Αν ΔΘ εννοείς το εύρος θερμοκρασιών του νερού προσαγωγής, τότε ναι, παίζει από 40-45 C (χοντρικά - σκέφτομαι να εγκαταστήσω έναν ελεγκτή θερμοκρασίας με ηλεκτροβάνα στην τρίοδη για να είναι σταθερά στους 45 C).
Αυτό πάντως που με απασχολεί είναι ο χρόνος που θα μένει αναμμένος ο καυστήρας μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία και αν εξαρτάται αυτός και πόσο από τη ροή ανά λεπτό στα κυκλώματα..
Ο μηχανολόγος που είχε κάνει τη μελέτη και επέβλεπε την εγκατάσταση είχε αφήσει τη ροή κάθε κυκλώματος στο μέγιστο (4lt/min) λέγοντάς μου αν θέλω στο μέλλον να πειραματιστώ με αυτό (για παράδειγμα, αν θέλω να μειώσω τη θερμοκρασία σε έναν συγκεκριμένο χώρο που δεν χρησιμοποιείται και πολύ, μπορώ να μειώσω τη ροή στο κύκλωμα αυτού του χώρου - αφού ο κάθε χώρος δεν έχει δικό του θερμοστάτη..).

[mechatron]

Ο λέβητας δεν είναι χαμηλών θερμοκρασιών?

[kodimis]

Απ' όσο ξέρω, όχι..

[Pirate]

Δθ όπως ήδη σου έγραψα είναι η διαφορά θερμοκρασίας του νερού στα άκρα του κυκλώματος. Κάθε δωμάτιο έχει συνήθως ένα κύκλωμα το οποίο εισέρχεται στον χώρο, «κουλουριάζεται», και στη συνέχεια βγαίνει από τον χώρο και πάει στους συλλέκτες. Δθ λέμε την διαφορά θερμοκρασίας νερού εισόδου στον χώρο μείον θερμοκρασία νερού εξόδου από τον χώρο. Η διαφορά αυτή επηρεάζεται από την ροή του νερού για την οποία μιλάς.

quote:1. Αυτό πάντως που με απασχολεί είναι ο χρόνος που θα μένει αναμμένος ο καυστήρας μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία
2. και αν εξαρτάται αυτός και πόσο από τη ροή ανά λεπτό στα κυκλώματα..

Το δεύτερο ερώτημα απαντιέται εύκολα. Το πρώτο θέλει καμιά 10αριά διαφορικές εξισώσεις 2ας τάξεως και 5 μαθηματικούς να μας τις λύσουνε
Ας αρχίσουμε από το 2°: Αμελητέα έως καθόλου εξάρτηση, ειδικά κατά την αύξηση της ροής. Κατά την ελάττωση κάποια διαφορά θα δούμε στον χρόνο λειτουργίας του καυστήρα.

Πάμε τώρα στο 1° ερώτημα το οποίο μόνο αν το πλευρίσουμε σαν μηχανικοί που είμαστε θα πάρουμε απάντηση και άσε τους μαθηματικούς να ψάχνουνε.
Έχε υπ' όψιν σου ότι ένα σύνηθες δωμάτιο με ωριαία θερμική απαίτηση γύρω στις 1000 θερμ. και με ενδοδαπέδιο σύστημα χρειάζεται περίπου 100% παραπάνω ενέργεια μόνο και μόνο για να σου θερμάνει το δάπεδο. Δηλαδή απαιτούνται 2000 θερμ. Κάτω από αυτό το πρίσμα πάμε στο 2ο σκαλί το οποίο μας λέει ότι αν έχεις ένα σπίτι με 24.000 θερμ. απώλειες ωριαίως και βάλεις ένα 30αρη λέβητα, στο ξεκίνημα θα πρέπει αυτός να αποδίδει 48.000 θερμ. τουλάχιστον επί 1 ώρα. Αυτό όμως δεν μπορεί να το κάνει ο λεβητάκος παρά θα λειτουργεί κάπου στις 28.000 θερμ. Στο μεταξύ το δωμάτιο θα είναι κρύο και θα απορροφά την θερμότητα, το ίδιο και με όλο το σύστημα (σωληνώσεις κλπ) το οποίο θα χρειάζεται έξτρα θερμότητα για να σηκώσει θερμοκρασία οπότε δεν θα περισσεύει αυτή και ο λεβητάκος θα αγωνίζεται. Στο μεταξύ όσο θα περνά η ώρα τόσο θα αυξάνει η θερμοκρασία του δαπέδου το οποίο θα κρυώνει γρηγορότερα και τόσο πιο πολύ θα αυξάνονται οι απαιτήσεις του συστήματος από τον λέβητα ο οποίος θα βασσανίζεται οικτρά.
Μπορούμε να το λύσουμε το θέμα με μία σειρά παίρνοντας χρόνους ανά 15 λεπτά και να βρούμε σε πόσες ώρες το σύστημα θα ισορροπήσει. Πάντως δεν θα είναι λίγες. Γι' αυτό λέμε άστο 24 ώρες και μετά πάρε μετρήσεις. Τώρα αν θέλεις να τις βρεις ακριβώς τις ώρες τότε πρέπει να πάρουμε δεδομένα τόσο από το σπίτι όσο και από τον λέβητα αλλά και από το ενδοδαπέδιο, και με ένα PC να σου βρούμε τον χρόνο με ±5% σφάλμα.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[kodimis]

Τώρα μίλησες σωστά και κατανοητά φίλε Pirate!! Πολλή ενδιαφέρουσα η τοποθέτησή σου..
Τα πράγματα στο σπίτι μου λειτουργούν ως εξής: Ο θερμοστάτης χώρου βρίσκεται στους 20 C. Ο θερμοστάτης δίνει εντολή γύρω στις 10 το πρωί (τότε θα πέσει η θερμοκρασία στους 19,5) και για 4 ώρες περίπου ο καυστήρας λειτουργεί αδιάκοπα, μέχρι η θερμοκρασία στο σπίτι να φτάσει στους 20,5. (το ΔΘ που λες είναι αρκετά μεγαλύτερο από 6 βαθμούς, ειδικά την πρώτη ώρα από αυτές τις 4).
Στη συνέχεια, ο καυστήρας λειτουργεί μόνο όταν το νερό του λέβητα πέσει κάτω από τους 62 C για να το διατηρεί εκεί, καθώς και για ΖΝΧ.. Η θερμοκρασία στο σπίτι θα ανέβει μέχρι τους 21 λόγω αδράνειας του ζεστού νερού του δαπέδου και θα πέσει στους 19,5 το επόμενο πρωί στις 10:00 κ.ο.κ...
Ο λέβητας είναι 30 και κάτι θερμίδες..
4-5 ώρες δεν είναι πολλές; Γι' αυτό τα ρωτάω όλα αυτά και σας πρήζω κι εσάς...

[Pirate]

Άμα τα ξαναδιαβάσεις με προσοχή τα δύο posts θα δεις ότι λένε ακριβώς τα ίδια πράγματα. Απλά το 2ο πήρε χαρακτήρα επεξηγηματικό που απευθυνόταν σε μη ειδικό.
Το ερώτημα αν οι ώρες που λειτουργεί ο καυστήρας είναι πολλές είναι κατά πολύ απλούστερο του προηγούμενου (πόσες ώρες απαιτούνται κλπ, κλπ) και απαντιέται κι αυτό εύκολα δια της αριθμητικής μεθόδου:
1. Αν σε 5 ώρες λειτουργίας το σπίτι «κρατάει» ένα 24ωρο = 20% τότε αποδεικνύεται ότι θα πρέπει η μέση εξωτερική θερμοκρασία να είναι: 20° - 20°Χ 20% = 16°. Αυτή είναι κατά τι μικρότερη οπότε είσαι μέσα με την 5ωρη λειτουργία του καυστήρα. Άρα ο χρόνος λειτουργίας του καυστήρα/λέβητα είναι λογικότατος.
2. Το πρωί, την ώρα που ο θερμοστάτης δείχνει 19,5° το δάπεδο είναι ~22°. Συνεπώς όση θερμοκρασία νερού και να στείλεις εσύ αυτό τουλάχιστον την 1η ώρα θα σου βγαίνει όση και η θερμοκρασία του δαπέδου. Η ανύψωση της θερμοκρασίας στο δάπεδο είναι πολύ χρονοβόρα διαδικασία και δεν γίνεται γρήγορα. Η Φύση ακολουθεί τους χρόνους της βαδίζοντας επάνω στους νόμους της. Για τον λόγο αυτόν ο μηχανικός μιλά για διαφορές θερμοκρασίας κατά την θερμική ισορροπία του συστήματος. Οι πρώτες ώρες του ενδοδαπέδιου κάθε άλλο παρά καταστάσεις θερμικής ισορροπίας θεωρούνται. Κι αυτός είναι ο λόγος που αποφεύγονται οι μετρήσεις σε τέτοιες καταστάσεις.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου