Was ist eine Zwei-Rohr-Umschaltung (TPCO)?
Zwei-Rohr-Umschaltsysteme (TPCO) werden in der Regel dort eingesetzt, wo es zu teuer ist, zwei Rohrleitungen zu jedem Verbraucher zu verlegen, oder wo eine geringe Anzahl an Tagen, an denen die Geräte tatsächlich heizen, zu erwarten ist. Mit einem einzigen Satz von Rohren kann das Gerät immer entweder nur kühlen oder nur heizen.
Normalerweise ist zu erwarten, dass der Raum über eine Art Reserveheizung (in der Regel elektrische Elemente) verfügt, die dann eingesetzt wird, wenn das System auf Kühlung eingestellt ist und nur einige Zonen geheizt werden müssen.
TPCO-Systeme sind geeignet für:
- Gebläsekonvektoreinheiten
- Kühlbalken
- Kühldecken
- Fussbodenheizung (meist in Wohngebäuden)
Schematische Darstellung
Die Abbildung zeigt eine kompakte Darstellung mit einem einzigen Endgerät. Durch den Einsatz von EVs anstelle von Standard-Regelventilen sind die Planer jedoch in der Lage, die kostengünstigere Zwei-Rohr-Konstruktion zu verwenden und dennoch den gleichen Komfort wie bei Vier-Rohr-Systemen zu erreichen. Energieventile können mit unterschiedlichen Durchfluss- und Delta-T-Sollwerten für Kühlung und Heizung aktualisiert werden. Somit kann das BMS ein und dasselbe Ventil wie zwei unterschiedliche Ventile steuern.
Problem: Druckschwankungen mit Auswirkungen auf Durchflussmengen und Komfort
Grosse Kaltwassersysteme sind von Natur aus dynamisch und weisen Druckschwankungen auf, die durch Änderungen bei der Pumpendrehzahl und bei der Ventilstellung verursacht werden. Statisch ausgeglichene Systeme sind, wie der Name schon sagt, nicht in der Lage, mit diesen dynamischen Veränderungen umzugehen. Infolgedessen schwankt mit den Druckänderungen die Durchflussmenge durch jede Einheit.
Mögliche Lösung: dynamischer Abgleich
Die dynamische Abgleichsfunktion eines druckunabhängigen Ventils gleicht Druckschwankungen im System aus und stellt sicher, dass der Durchfluss auf dem festgelegten Sollwert gehalten wird.
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Häufige Probleme in Zwei-Rohr-Umschaltsystemen und wie das Belimo Energy Valve™ sie löst
Problem: Schlechte Leistung im Heizbetrieb
Wärmetauscher oder Wärmetauscherregister werden in der Regel nach der Kühllast ausgewählt, d.h., wenn das Wassermedium einfach von kalt auf warm umgestellt wird, sind die Auslegungsdurchflussmengen nicht mehr geeignet. Ein typisches Abkühlungs-Delta T wäre zum Beispiel 7 K, während man ein Erwärmungs-Delta T von mindestens dem Doppelten erwarten würde.
Lösung: Einstellbare Durchflussmengen für die Heiz-/Kühlsaison
Da ein intelligentes Ventil in der Lage ist, auf hohem Niveau mit dem BMS zu kommunizieren, können die Durchflussmengen aus der Ferne aktualisiert werden. Dies ermöglicht eine Änderung des Auslegungsdurchflusses, sodass das Ventil immer auf den optimalen Durchfluss geregelt wird.
Problem: Low-Delta-T-Syndrom
Da der Wärmetauscher nicht nur eine Änderung der Wassertemperatur erfährt, könnte er auch eine Änderung der Luftmenge erfahren, die dem neuen Modus entspricht. Da mehrere Variablen des Wärmeaustauschs schwanken, ist es nun praktisch unmöglich, die korrekte Durchflussmenge über den Bereich der zulässigen Durchflüsse vollständig vorherzusagen.
Lösung: Energieventil mit dem Delta-T-Manager
Der im Belimo Energy Valve™ integrierte Delta-T-Manager ist eine Funktion, die kontinuierlich die Temperaturspreizung misst und mit dem anlagenspezifisch eingestellten Grenzwert abgleicht. Wird dieser unterschritten, passt das Belimo Energy Valve™ den Durchfluss selbstständig so an, dass nur die effektiv benötigte Wassermenge den Wärmetauscher passieren darf. Es ist möglich, das gewünschte Delta T über die Bus-Schnittstelle so einfach zu aktualisieren, wie das Wasser fliesst, so dass Sie die vollständige Kontrolle haben.
Profi-Tipp
Das Energieventil zeichnet auch den Verbrauch von Heiz- und Kühlenergie getrennt auf. Anstatt zwei Zähler zu kaufen, einen für Heizung und einen für Kühlung, benötigen Sie jetzt nur noch ein Gerät!
Anwendungsbeispiel
Das in der Abbildung gezeigte Beispiel zeigt einen herkömmlichen Aufbau mit einer Durchflussmenge von 0.11 l/s [1.74 GPM], basierend auf der erforderlichen Kühlleistung, bei einer Einlasstemperatur von 6°C [43°F] und einer Auslasstemperatur von 12°C [54°F]. Der für den Raum erforderliche Heizungsdurchsatz beträgt 0.05 l/s [0.79 GPM]. Das System ist jedoch auf eine Leistung von 0.11 l/s [1.74 GPM] eingestellt. Das hat zur Folge, dass die Heizleistung weitgehend ein- und ausgeschaltet wird.
Dies funktioniert bis zu einem gewissen Grad, aber das geringe Delta T während der Heizphase macht diese Konfiguration in der Regel nicht mit Brennwertkesseln kompatibel, da die Rücklauftemperaturen zu hoch sind, um zu kondensieren. Da der Wärmetauscher beim Aufheizen den gleichen Durchfluss von 0.11 l/s [1.74 GPM] erhält, ist das Wasser nicht in der Lage, ausreichend Energie an die Luft abzugeben, was zu hohen Rücklaufwassertemperaturen oder einem niedrigen Delta T führt.
Da diese Lösung nicht mit PI-Ventilen ausgestattet ist, leiden wir immer noch unter den Querdruckschwankungen, die typischerweise bei Nicht-PI-Ventilkonfigurationen auftreten. Dadurch wird das Delta T weiter verschlechtert.
Das BMS kann entscheiden, welche Art Tag ist und die Energieventile mit dem erforderlichen Heiz- oder Kühlstrom für das entsprechende Delta T aktualisieren.
Mit dem EV kann sowohl der Auslegungsdurchfluss eingestellt als auch das Delta T bei Druckschwankungen gewährleistet werden.
