Hydronisk balansering och radiatorventilers betydelse för energibesparing

Vad är hydronisk balansering?

Hydronisk balansering säkerställer att rätt mängd varmvatten flödar genom varje terminalenhet (radiatorer,fläktkonvektorer osv.) genom att skapa minsta möjliga friktion med hänsyn till motståndet i distributionsnätet. Det handlar om att se till att värmesystemet kan fungera under alla förhållanden som det har konstruerats för och effektivt förhindra över- och underförsörjning. Baserat på beräkning av värmebelastningen per rum och de designparametrar som är specifika för värmegeneratorn, ställs volymflödet av varmvatten in för respektive rum. Detta kräver god förståelse för värmesystemet eftersom motståndet skapas i de termostatiska radiatorventiler som är strategiskt placerade inom nätverket.

Att optimera distributionen av vatten i ett värmesystem genom att balansera behovet av tryck med motståndet i systemet säkerställs en jämn värmefördelning i ledningsnätet. Om radiatorn längst bort från värmekällan får önskat flöde – mätt i motstånd – får även enheterna det flöde de behöver. När detta har uppnåtts kan pumpen ställas in efter önskat pumptryck.

Om värmesystemet inte är hydroniskt balanserat kommer radiatorer nära pumpen att vara varmare än nödvändigt, medan radiatorer långt ifrån pumpen kommer att vara kallare. Övertillförseln av varmvatten till radiatorerna närmast värmegeneratorn förhindrar korrekt tillförsel till efterföljande radiatorer, vilket leder till att önskad rumstemperatur inte uppnås.

Hydronisk balansering med termostatiska radiatorventiler

Tidigare dimensionerades cirkulationspumpen för värmevatten ofta större än nödvändigt eller så ställdes framledningstemperaturerna in högre än vad som behövdes – allt i syfte att försöka säkerställa ett tillräckligt flöde av varmvatten till radiatorn längst bort från värmekällan. Båda dessa åtgärder orsakar emellertid onödiga energiförluster. Hydronisk balansering bidrar till att skapa ett effektivt värmesystem och kan göras med hjälp av justerbara termostatiska radiatorventiler. Radiatorventilerna begränsar massflödet, varpå en obalanserad vattendistribution kan undvikas.

Betydelsen av justerbara termostatiska radiatorventiler

En termostatisk styrenhet består av ett termostathuvud och en justerbar ventilinsats. Termostathuvudet är synligt och hjälper till att reglera rumstemperaturen, medan ventilinsatsen är dold och styr det faktiska vattenflödet till radiatorn. Samspelet mellan termostathuvudet och radiatorventilerna gör värmesystemet till ett variabelt flödessystem som kan reagera på växlande utomhustemperaturer och ständigt växlande värmebehov inomhus, i syfte att upprätthålla önskad rumstemperatur. De säkerställer stabila tryckförhållanden och garanterar perfekta arbetsförhållanden för värmesystemet.

Dynamisk hydronisk balansering

I allmänhet tillämpas statisk balansering eller dynamisk balansering. Statisk balansering används endast för förhållanden med full belastning och kan leda till ett obalanserat system vid drift med partiell belastning. För att optimera energibesparingspotentialen i ett radiatorsystem rekommenderas dock dynamisk hydronisk balansering. Denna typ av balansering gör att differenstrycket på radiatorerna kan hållas på en konstant nivå i hela byggnaden under alla belastningsförhållanden. Genom att använda dynamiska balanseringsventiler eller tryckoberoende reglerventiler upprätthålls massaflödet hela tiden, även vid partiell belastning eller förändrade belastningsförhållanden.

Eftersom returtemperaturen kan vara lägre – under 55°C för optimal effektivitet hos en gaskondenserande panna – och pumpen förbrukar mindre el eftersom den kan ställas in på ett lägre varvtal, kan dynamisk hydronisk balansering optimera värmesystemets effektivitet och möjliggöra betydande energibesparingar under hela året, oavsett ändrade uppvärmningsbehov eller användarbeteende.

Hydronisk balansering i lågtemperatursystem

Även om hydronisk balansering är viktig för alla radiatorsystem är det särskilt viktigt i lågtemperatursystem. Hydronisk balansering säkerställer att systemet är inställt på de temperaturer som passar bäst för energikällan. I en gaskondenserande panna gör lägre returtemperaturer att pannan kan arbeta så effektivt som möjligt. Om en värmepump installeras är det möjligt att skapa stor påverkan på värmepumpens COP genom att systemet ställs in på låga temperaturer med rätt framlednings- och returtemperaturer. Värmepumpen förbrukar då mindre energi för att leverera rätt mängd energi till byggnaden.

Hur mycket energi kan hydronisk balansering bidra till att spara?

En fördjupad studie utförd vid ITG i Dresden⁽²⁾ visade att den termiska energianvändningen vanligtvis minskar med 7-16 kWh/m² i befintliga flerfamiljshus som värms med radiatorer. Det är knappast förvånande att de största besparingarna uppnås med dynamisk hydronisk balansering. Samma studie visade på en möjlig besparing på upp till 24,2 miljoner kWh/år, motsvarande 7 480 ton CO₂, om dynamisk balansering hade implementerats på alla hotell i Tyskland.

Vill du lära mer - gå en injusteringskurs

Injusteringskursen riktar sig till dig som behöver lära dig balansering från grunden. Vi går igenom grunderna för ventilval, inställningar och praktiskt utförande. Vårens kurser går i Stockholm, Mölndal och Markaryd (MMA-fabriken).

I sin folder om System Balancing for Technical Building Systems⁽³⁾nämner European Building Automation Controls Association (EU.bac) dessutom en studie vid Technological University of Dublin som visade att de totala potentiella besparingarna från optimering av vattenburen distribution i värmesystem för bostäder inom EU uppgår till 22,6 miljoner ton oljeekvivalenter. 53 % av detta skulle komma från en minskning av pumpeffekten och resterande 47% från en minskning av värmeenergin som förbrukas av systemen.

Källor:
(1) Resultat för ett referensfall för flera familjer i studien ”Hydronic balancing and control – how to across the global challenge of reducing energy use in multifamily housing” av Osojnik et al. https://www.eceee.org/library/conference_proceedings/eceee_Summer_Studies/2017/5-buildings-and-construction-technologies-and-systems/hydronic-balancing-and-control-8211-how-to-overcome-the-global-challenge-of-reducing-energy-use-in-multifamily-housing/2017/5-235-17_Osojnik.pdf/
(2) Forskningsrapport 2019 med titeln ”Potential Energy Savings and Economic Evaluation of Hydronic Balancing in Technical Building Systems” https://files.danfoss.com/download/CorporateCommunication/BuildingEfficiency/Potential-Energy-Savings-and-Economic-Evaluation-of-Hydronic-Balancing-in-Technical-Building-Systems.pdf
(3) System Balancing for Technical Building Systems: A great opportunity for Energy Savings and Comfort. https://eubac.org/wp-content/uploads/2021/03/20210322_eubac_System_Balancing_for_TBS.pdf