Ανάλυση και προσομοίωση υδραυλικής εξισορρόπησης δικτύου σωληνώσεων συστημάτων HVAC σε εργαστηριακή συσκευή

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία διαπραγματεύεται την έννοια της υδραυλικής εξισορρόπησης συστημάτων θέρμανσης, αερισμού και κλιματισμού. Αυτή αφορά στην ανάλυση και προσομοίωση της υδραυλικής εξισορρόπησης ενός δικτύου σωληνώσεων τέτοιας μορφής συστημάτων, σε διάταξη εργαστηρίου. Ένα σωστά ισορροπημένο σύστημα ορίζεται ως εξής: «Ένα σωστά ισορροπημένο υδραυλικό σύστημα είναι αυτό, το οποίο παρέχει συνεχώς τον κατάλληλο ρυθμό μεταφοράς θερμότητας σε κάθε χώρο, ο οποίος εξυπηρετείται από αυτό, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η θερμική άνεση των ενοίκων». Επιπλέον, σκοπός της εξισορρόπησης είναι η αποφυγή προβλημάτων που δημιουργούνται από τη μη σωστή κατανομή της θερμότητας στους διάφορους εξυπηρετούμενους χώρους, όπως είναι οι ρωγμές που μπορεί να εμφανιστούν στις σωληνώσεις, η εμφάνιση υγρασίας στην τοιχοποιία, τα προβλήματα υγείας στους ενοίκους κλπ. Η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε εξομοιώνει υδραυλικό μονοσωλήνιο σύστημα θέρμανσης με τέσσερις κλάδους, οι οποίοι αφορούν τέσσερις ξεχωριστούς θερμαινόμενους χώρους. Από το απαιτούμενο θεωρητικό θερμικό φορτίο του κάθε χώρου, υπολογίζεται η παροχή θερμού νερού που απαιτείται για τον κάθε χώρο. Η υδραυλική εξισορρόπηση του συστήματος πραγματοποιείται με τη χρήση της θεωρητικά υπολογιζόμενης απαιτούμενης παροχής θερμού νερού του κάθε κλάδου. Στο πείραμα πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της πτώσης πίεσης των κλάδων στη στραγγαλιστική βαλβίδα καθενός από αυτούς, των παροχών για τις διάφορες θέσεις ρύθμισης των στραγγαλιστικών βαλβίδων χωρίς εξισορρόπηση του συστήματος. Τέλος, πραγματοποιήθηκε σύγκριση των αποτελεσμάτων του εξισορροπημένου και μη εξισορροπημένου συστήματος. Η χρήση αυτοματοποιημένου συστήματος εξισορρόπησης ελεγχόμενου από κεντρική μονάδα, συμβάλλει στην εύρυθμη λειτουργία του συστήματος, την εξοικονόμηση ενέργειας, την άνεση των ενοίκων και την αποτροπή της αυθαίρετης παρέμβασης για τη ρύθμιση αυτού από τους χρήστες.