Archive for novembris, 2009

Koks

06/11/2009

1. Ja Tu apsildi savu māju, izmatojot koksni, tad Tev interesēs sekojošais grafiks:

Mitrums_skelda

Te ir attēlots koksnes šķeldas zemākais sadegšanas siltums jeb siltumspēja Q (y ass, MWh/t) atkarībā no relatīvā mitruma līmeņa koksnē W (x ass, %). Jo lielāks koksnei mitrums, jo mazāka siltumspēja. Šie parametri, maksimums, +/- 10% robežās atbilst arī malkai. Paskaidroju. No grafika izriet, ka koksnes mitrums W=65% (1 kg malkas satur 650g ūdens) aptuveni atbilst rudenī vai ziemā gatavotai neizžāvētai malkai, savukārt  W=25% (1 kg malkas satur 250g ūdens) – vasaras mēnešos izžāvētai malkai. Tas nozīmē, ka vasaras mēnešos izžāvētā malka sadegot izdalīs divarpus lielāku enerģiju, nekā tā, kas sagatavota beidzamajā brīdī – rudens, ziemas mēnešos. Ir ieteicams malku glabāt zem jumta (ar atsegtiem sāniem) vismaz 2 vasaras un nodrošināt pietiekošu caurvēju, tad tās mitrums krītas zem 20%.

Lai nosargātu šo ūdens daudzumu savās šūnās, augošam kokam ir miza, savukārt stumbra iekšpuse ir poraina, lai spētu ūdeni aizvadīt līdz lapām. Kamēr vien miza turas klāt, malkas pagale žūst tikai caur zāģējuma vietām, tādēļ neskaldītās pagales žūst divreiz ilgāk kā skaldītās. Malkas žūšanas pamatā ir līdzsvara princips – apkārtējais gaiss satur mazāk mitruma un atņem to malkai. Ja malka būtu mākslīgi izžāvēta, piemēram, līdz 8% mitruma, tad slapjā laikā tā dažu nedēļu laikā uzņemtu atpakaļ ūdeni no gaisa līdz 15% mitruma. Latvijas klimatā pietiekami sauss gaiss ir tikai no pavasara sākuma līdz jūnija vidum. Vasaras otrajā pusē un stiprā salā malka žūst lēni, rudenī nežūst nemaz.

2. Pēc apjoma koksne tikai par 1/3 sastāv no cietas vielas, bet 2/3 aizņem gaisa poras. Tāpēc tā ir labs siltuma izolators. Piemēram, pēc siltumizolācijas īpašībām 2,5 ķieģeļu (64 cm) biezai ķieģeļu sienai atbilst 15 cm bieza koka brusu vai 20 – 22 cm baļķu siena.

3. Koks ir dzīvs dabas materiāls. Ēkas iekšienē, mitruma ietekmē tas “staigā”. Biežāk pieļautās kļūdas, ieklājot koka grīdu:

a). Koksnes mitrums ir >15%;

Otimālam koksnes mitrumam pirms iebūvēšanas jābūt 9-11%. Tas atbilst dzīvojamās istabas relatīvajam mitrumam. Ja nu tomēr iebūvēta grīda ar lielāku mitrumu, tad to būs nepieciešams regulāri mitrināt. Ir ļoti labi, ja ieklājamie dēļi ir nopērkami iepakojumā. Tas nodrošina aizsardzību pret mitrumu.

b). Koksne nav atklimatizējusies;

Visdrošāk ir ļaut kokmateriāliem atrasties telpā, kurā tie tiks ieklāti vismaz 2 dienas. Temeratūrai telpā ir jābūt aptuveni 20°C. Ja ieklājamie dēļi ir iepakojumā, tad pēc 2 dienām plēš vaļā iepakojumu un klāj grīdu.

c). Telpa ir ārkārtīgi sausa (mitrums <10%) un/vai tajā ir citi koksnes izstrādājumi, piemēram koka griesti, krēsli, galdi, skapji utt;

Šo pievienoju, lai vērstu uzmanību uz to, ka kokam nepieciešams nodrošināt mitrumu. Kad tas izžūst, sāk plaisāt. Novietojiet šajā telpā puķupodus, zivju akvāriju, reizi nedēļā mazgājiet grīdu, novietojiet uz radiatora trauku ar ūdeni vai kā savādāk mitriniet telpu. Ziemā iekštelpu gaiss var kļūt ļoti sauss, par to liecina, piemēram, slapjš krekls, kas izšūst mazāk kā dienas laikā. Vari iegādāties arī higrometru.

4. Malkas veidi:

Baltalksņa malka – lēta, labi žūst un sadegot rada maz sodrēju. Kurinot alksņa malku, rodas sauss dūms, kurš tīra dūmvadus. Maksimālā siltumietilpība pie 0% mitruma – 5,6MWh/t.

Apses malka – tai ir vismazākā siltumietilpība, un to ir grūtāk aizdedzināt. Apse ir “skursteņa sanitārs”, tā deg ar garu, sarkanu liesmu, likvidējot sodrējus, tādēļ noder dūmvadu tīrīšanai. Mēdz arī nedaudz dzirksteļot bez sprakšķiem. Siltumietilpība 5,5MWh/t.

Blīgznas, vītols, kārklu malka – mitrumu mīloši koki, kas dod pat vairāk siltuma nekā alksnis.

Pīlādža, lazdas malka – pēc siltumietilpības tie ir pielīdzināma osim un bērzam.

Bērza malka – satur ļoti daudz darvas, tādēļ tikai sausa bērza malka ir derīga kurināšanai. Sadegot rada daudz sodrēju. Bērza koksnes siltumietilpība ir vislielākā – 5,7MWh/t.

Egles malka – spēj dot daudz siltuma savu sveķu dēļ. Skuju koku malka sprakšķ un dzirksteļo, tādēļ nav piemērota vaļējiem kamīniem. Nenogāztām nokaltušām eglēm gada laikā nolobās miza un tās izžūst jau mežā. Egles siltumietilpība ir 5,6MWh/t.

Ozola, oša malka – ļoti stipra malka, jo tie dod tik lielu karstumu. Šīm sugām raksturīgi ar neapbruņotu aci saskatāmi kanāliņi koksnes šķiedrā. Tādēļ osis un ozols izžūst visātrāk un spēj dot jūtamu siltumu arī no slapjas malkas. Šo sugu siltumietilpība ir ap 5,6MWh/t.

Neliels piemērs:

1 m3 zaļas bērzu malkas sver 785 kg, un tās mitrums ir 45%. Kurinot kubikmetru šādas zaļas malkas, mums jāpārtvaicē 353,25 kg ūdens (0,45 * 785). Taču novietojot šo zaļo malku uz vienu gadu nojumē, šī malka izžūst līdz 20% mitruma. Malkā esošā sausne paliek nemainīga, svara zudumu dod žūstošais ūdens. Tagad kurinot būs jāiztvaicē tikai 88,4 kg ūdens. Ekonomija ir acīmredzama, tādēļ ir jākurina pēc iespējas sausāka malka.

Izplešanās tvertnes aprēķins

04/11/2009

Ūdens izplešas, kad tā temperatūra palielinās. Spiedienu var samazināt tikai caur drošības vārstu. Vārsts no sistēmas izlaiž noteiktu daudzumu ūdens. Ūdens saraujas, kad tā temperatūra samazinās līdz telpas temperatūrai. Dažos sistēmas punktos var rasties negatīvs spiediens. Tad pastāv risks, ka caur blīvējumiem var iekļūt gaiss – korozijas risks. Gaiss ūdenī ietekmē plūsmas mērījumus, kas kļūst nepatiesi. Daži sistēmas elementi var tikt pakļauti kavitācijas draudiem, tā kā statiskais spiediens ir pārāk zems.

Tāpēc, lai absorbētu ūdens tilpuma svārstības, apkures sistēmā nepieciešams lietot izplešanās tvertni, kas ir viens no obligātiem sistēmas elementiem. Tas pieder pie drošības grupas aprīkojuma un tiek pievienots pie apkures sistēmas bez noslēgarmatūras. Apkures sistēmā ūdens temperatūra svārstās no +20°C līdz +95°C. Sākumā par tvertņu veidiem, tad par tvertņu aprēķinu.

Ir divi izplešanās tvertņu veidi: slēgtā un vaļējā.

  • Slēgto (apkures sistēma nesaskaras ar atmosfēru) var pievienot jebkurā apkures sistēmas vietā. Izbūvējot, renovējot jaunas apkures sistēmas pielieto tikai šo tvertņu veidu. Tas ir apaļš bundulis ar membrānu iekšā. No vienas puses membrānai ir ūdens, no otras – gaiss. Sasilstot ūdens izplešas un spiež uz membrānu. Gaiss otrā pusē spiež pretim. Vietu kur tiek pieslēgts izplešanās trauks uz apkures sistēmas atslēdz ar diviem krāniem, pirms un pēc pieslēguma vietas. Pretspiedienam izpelšanās traukā jāatbilst sistēmas statiskajam augstumam un izplešanās trauka tilpumam jāatbilst sistēmas tilpumietilpībai (FLAMCO izplešanās tvertņu brošūrā atradu, ja sistēmas statiskais augstums ≤5 m – pretspiediens 0,5 bar, bet, ja 5-10 m – 1 bar). Apkures sistēmu vajag projektēt tā, lai gaisa burbuliši, kas rodas sistēmā, netiktu izplešanās tvertnē. Izplešanās traukos ir parastais automašīnas riepas ventīlis, tamdēļ viegli tajā “piedzīt” nepieciešamo spiedienu. Bieži vien gaiss caur ventili tomēr “izpumpējas”, “tiek garām”, “izlaižas”. Tamdēļ 1x sezonā būtu ieteicams tajā pārbaudīt spiedienu.

Priekšrocības.

  1. Var novietot jebkurā vietā (vēlams pievienot atgaitā pirms sūkņa),
  2. Novietojot kurinājamā telpā nav problēmas ar aizsalšanu.

Trūkumi.

  1. Sarežģītāka sistēmas noregulēšana,
  2. Spiediena svārstības, mainoties siltumnesēja temperatūrai, ietekmē katla darba mūžu,
  3. Sistēmā obligāti jāizmanto pareizi izvēlēts drošības vārsts.
  • Vaļējā (apkures sistēma saskaras ar atmosfēru) atrodas sistēmas augstākajā punktā, kas darbojas arī kā atgaisotājs. Tas, savukārt, ir taisnstūrains metāla trauks. To izvieto bēniņos. Bēniņos ūdenim ir tieša saskare ar atmosfēru, līdz ar to ir jāparūpējas, lai tas nesasaltu – trauku vajag nosiltināt. Šo izplešanās trauku veidu jaunbūvētajās mājās praktiski nevar atrast, tas ir kā vecāku māju (<1990. gada) apkures sistēmu elements. Tas saistīts ar dažādiem riskiem (ūdens sasalšanas risku bēniņos, pāri traukam plūstošā ūdens novadi kanalizācijā u.c.).

Priekšrocības.

  1. Vienlaicīgi veic atgaisošanu,
  2. Uzsilstot, sistēmā nepalielinās spiediens, kas ir labi katlam,
  3. Daudz mazāks spiediens sistēmā.

Trūkumi.

  1. Jānovieto sistēmas augstākajā punktā, kur ne vienmēr ir vieta,
  2. Jānodrošina pret aizsalšanu, izvietojot to neapsildītos bēniņos,
  3. Nelielos daudzumos ūdens var iztvaikot,
  4. Konstrukcijas virs tvertnes var tikt bojātas kondensāta dēļ.

1. Vaļējas izplešanās tvertnes aprēķins

V(tvertnei) = V(sistēmai) * 0,00045 * (t2-t1), kur

0,00045 – ūdens izplešanās koeficients, ja Tmaks.=100°C, (0,00025 – ja Tmaks.=50°C)

t2 un t1 – ūdens maksimālā un minimālā temperatūra

V(sistēmai) jāierēķina gan apkures katla, gan cauruļu, gan apkures akumulatoru, gan sildķermeņu ūdens ietilpība.

Piemērs: Sistēmas ietilpība ir 300 litru. Temperatūras svārstības sistēmā t2-t1=75 grādi. V(tvertnei) = 300 * 0,00045 * 75 = 10.1 litru. Ūdens izplešanās tvertnes ietilpība nedaudz jāpalielina, lai būtu rezerve.

2. Slēgtas izplešanās tvertnes aprēķins

V(tvertnei) = m * k * (Pst + Pa + ΔP) / ΔP, kur

m – ūdens masa sistēmā, kg

k – ūdens tilpuma izmaiņa uz 1 kg (atkarīga no temperatūras izmaiņas). Ja t2-t1=60°C, tad k=0,0224, ja 80°C-0,0355, ja 90°C-0,0431.

Pst – ūdens staba statiskais spiediens sistēmā, kPa (1 m ūdens staba = 10 kPa). Statiskais augstums (m) ir apkures sistēmas augstums. Starpība starp apkures sistēmas augstāko un zemāko punktu.

Pa – atmosfēras spiediens, 100 kPa

ΔP – spiedienu starpība izmainoties temperatūrai, 50kPa.

Piemērs: Sistēmas ietilpība ir 300 litru ~ 300 kg. Temperatūras svārstības sistēmā t2-t1=75°C. Statiskais augstums 10m. k ņemam 0,0355.

Pst = 10m * 10 kPa = 100 kPa

V(tvertnei) = 300 * 0,0355 * (100 + 100 + 50) / 50 = 53,25 l.

———————————

Atradu arī info par vācu piedāvāto slēgtās tvertnes aprēķinu. Tabulā zemāk figurē drošības vārsts (sistēmā uzstādītais drošības vārsts=maksimālais sistēmas spiediens). Statiskais spiediens izteikts bāros, zinām, ka 1bar ~ 10m ūdens staba. Kā redzams, sistēma ir normāla – tajā nav akumulācijas tvertnes. Varbūt samelošos, taču 400 litru (jaunam projektam, ar tievām caurulītām) atbilst ēkai ar laukumu ap 600 m2, ēkā ar apkurināmo platību 180m2 apkures sistēmā mierīgi varētu ietilpt ne vairāk par 150l.

———————————-

Te būs vēl pamācība, kā aprēķināt slēgtas tvertnes ietilpību. Materiāls ņemts no “Total hydronic balancing” rokasgrāmatas.

1. Nosaki ūdens ietilpību sistēmā (neieskaitot izpelšanās tvertni). Piemēram V=1000l

2. Nosaki minimālo nepieciešamo statisko spiedienu (no augstākā sistēmas punkta līdz tvertnei), kad ūdens temperatūra ir +20°C. Ūdenim ar t<100°C, lieto formulu: Pmin (bar) = (h+3)/10, kur h – statiskais spiediens. Piemēram h=25m, tad Pmin=2,8 bar.

3. Izvēlies tvertnes sākuma iestādīto pretspiedienu Pt > Pmin, vai arī pielāgo to aukstas sistēmas (+20°C) statiskajam spiedienam. Piemēram Pt = 3 bar.

4. Nosaki maksimālo ūdens temperatūru un izplešanās procentu. Piemēram Tmaks = +100°C, tad k=4,32%

5. Nosaki maksmimālo izplešanās tvertnes spiedienu Pmaks. Tam jābūt tādam, lai ekstremālos gadījumos drošības vārsts neatvērtos vaļā. Drošības vārsts tiek iestādīts ar lielumu Pd. Ja tas ir pievienots tādā pašā augstumā kā izplešanās trauks, tad Pmaks. = Pt – 0,5. Piemēram Pt = 6 bar, Pmaks. = 5,5 bar.

6. Aprēķina tvertnes ietilpību: Vt = (1+Pmaks.) * V * (1+k) * 0,01/(Pmaks. – Pt) -> Vt = (1+5,5) * 1000 * (1+4,32) * 0,01/(5,5-3) = 141 L

7. Izvēlies nākošo lielāko tvertnes izmēru. Piemēram Vt=150L

8. Reālā ūdens rezerve traukā pie +20°C tiek aprēķināta pēc formulas: Vr = (Vt * (Pmaks.-Pt))/(1+Pmaks.) – V*k/100 -> Vr = (150 * (5,5-3))/(1+5,5) – 1000 * 4,32/100 = 57,7 – 43,2 = 14,5 L

9. Reālo ūdens pildījuma spiedienu tvertnē pie +20°C aprēķina pēc formulas: Pu = (1+Pt) * (Vt/(Vt-Vr)) – 1 -> Pu = (1+3)*(150/(150-14,5)) – 1 = 3,43 bar

Tālāk aprakstīšu dažas problēmas.

a). Sākuma iestādītais pretspiediens Pt ir par zemu.

Principā daži no sistēmas punktiem būs zem atmosfēras spiediena. Tur var būt paaugstināts sūču veidošanās risks. Ja tā tuvumā spiediens krītas, uz sūkņiem un vārstiem var iedarboties kavitācija. Plūsmas kavētājos (piem. balansējošos vārstos) ūdens ātrums pieaug, bet statiskais spiediens samazinās. Šādās vietās no ūdens tiek izspiests gaiss, kā rezultātā iespaido plūsmas mērītāju darbu.

Tomēr, pielāgojot uzpildes spiedienu Pu, ir iespējams palielināt statisko spiedienu. Tādā gadījumā membrāna deformējas, samazinot ūdens izplešanās vietu. Kad temperatūra palielinās, tāpat strauji palielinās spiediens sistēmā, kura maksimums ir drošības vārsta ieregulētais spiediens. Ja spiediens turpina kāpt, no drošības vārsta iziet noteikts daudzums ūdens. Tādējādi metodei palielinot uzpildes spiedienu Pu ir īslaicīgs efekts.

b). Sākuma iestādītais pretspiediens Pt ir par augstu.

Tādā gadījumā, palielinoties temperatūrai, nostrādā drošības vārsts. Ūdens rezerve Vr var nokrist līdz nullei. Kad temperatūra krīt, izplešanās trauks nespēj kompensēt ūdens apjoma sarukšanu. Tādēļ dažas sistēmas daļas var būt zem negatīvā spiediena.

c). Pildījuma spiediens Pu ir par zemu.

Ūdens rezerve ir pārāk maza vai kļūst vienāda ar nulli. Tādā veidā, temperatūras krišanas dēļ, daži sistēmas punkti atrodas zem negatīva spiediena.

d). Pildījuma spiediens Pu ir par augstu.

Kāps temperatūra un nostrādās drošības vārsts. Ja izplešanās trauks ir labi konstruēts, situācija normalizēsies un vēlāk viss nostāsies vecajās sliedēs.

e). Izplešanās trauka ietilpība ir pārāk maza.

Parādīsies visas aprakstītās problēmas.

f). Trauka membrāna ir bojāta.

Gāze izšķīst ūdenī, un trauks vairs nepilda savas funkcijas. Kad sistēmu uzpilda, statiskais spiediens krīt. Ir nepieciešams neliels apjoms ūdens, lai spiediens palielinātos. Dažas membrānas ir gaiscaurlaidīgas, kā dēļ pakāpeniski rūk sākotnējais spiediens Pu.

Secinājumi.

  1. Jaunākajās mājās parasti pielieto slēgtas izplešanās tvertnes, vaļējas izplešanās tvertnes ir retums;
  2. Apkures sistēmā ūdens izplešas par ~5% no sistēmas ietilpības, tāpēc vaļējās tvertnes tilpumu ir viegli aprēķināt;
  3. Apkures sistēmas ar vaļējām izplešanās tvertnēm raksturīgas ar mazu spiedienu;
  4. Vaļējās izplešanās tvertnes nepieciešams nosiltināt;
  5. Vaļējas izplešanās tvertnes pilda atgaisotāja funkciju;
  6. Slēgtas izplešanās tvertnes ir sarežģītāk aprēķināt, tās aizņem lielāku ietilpību;
  7. Slēgtas izplešanās tvertnes raskturojas ar augstāku spiedienu, tātad nelabvēlīgāk katlam un pārējiem elementiem;
  8. Jāuzmana, lai slēgtajās izplešanās tvertnēs “netiktu” gaiss. Tādēļ vislabāk to novietot uz grīdas, lai izvairītos no gaisa burbulīšiem.
  9. Kā redzi, izplešanās tvertnes aprēķins atkarīgs no vairākiem lielumiem. Parasti tvertnes izvēlas lielākas, ar rezervi, tādēļ precīzus aprēķinus veikt ir laikietilpīgi un tas lielākoties nav vajadzīgs. Iesaku vadīties pēc standartshēmām, standarttabulām. Precīzo aprēķinu pielieto tikai tad, ja nu tiešām vēlies pārliecināties par izvēles pareizību.

Mix vs Displacement ventilation/Divi gaisa piegādes veidi

03/11/2009

Vienvārdsakot, iztirzāšu divus gaisa piegādes variantus. Miksēto ventilāciju (Mix ventilation) un slāņaino izspiešanas ventilāciju (Displacement ventilation).

Miksētā ventilācija

mix

Miksēto ventilāciju galvenokārt pielieto nelielās telpās (birojos, mājokļos, veikalos utml.) ar zemiem griestiem (<3m). Pieplūdes un nosūces agregātus (difuzorus) novieto apmēram vienā augstumā (skatīt attēlu), gaisa vadi atrodas viens otram blakums. Difuzori var atrasties gan griestos, gan sienās, tuvu pie griestiem. Pienākošais gaiss var būt gan siltāks, gan vēsāks par darba zonā esošo. Vispirms tas sajaucas ar telpas augšējiem gaisa slāņiem, uzsilst un tad nonāk darba zonā. Jo lielāki siltuma izdalījumi (no cilvēkiem, tehnikas u.c.), jo sarežģītāk nodrošināt komfortablus apstākļus.  Gaisa parametri visā telpas augstumā ir vienādi.

Priekšrocības šādai sistēmai:

  • Visplašāk pielietotākā gaisa piegādes sistēma, kur gan padotā-novadītā gaisa apjoms, gan gaisa plūsmas virzieni ir viegli nosakāmi;
  • Iespējams ļoti precīzi regulēt gaisa temperatūru ( ±0,15% robežās) un mitrumu (±0,5%);
  • Nodrošina labu gaisa un ventilācijas sadalījumu telpā dažādu slodžu gadījumā;
  • Praktiski nav nepieciešama iekārtu apkalpe.

Trūkumi šādai sistēmai:

  • Blīvuma izmaiņu iespaidā sasilušais gaiss celsies augšup, traucējot svaigam, vēsam gaisam piekļūt darba zonā;
  • Gaiss visā telpā ir ar vieniem parametriem (temperatūru, mitrumu), respektīvi nevajadzīgi tiek patērēta enerģija gaisa apstrādei, nodrošinot svaigu gaisu ārpus cilvēka darba zonas, t.i. >2m;
  • Pieplūdes un novades ventilācijas caurules bieži vien izskatās slikti un aizņem daudz vietas.

Slāņainā izspiešanas ventilācija

displacement

Slāņaino izspiešanas ventilāciju pielieto jau lielākās telpās, piemēram, hallēs, trenažieru zālēs, auditorijās, kur ir samērā augsti griesti (>4m). Svaigs gaiss tiek padots no izvirzījumiem sienās tuvu grīdai (skatīt attēlu) vai no grīdas, taču novadīts – no griestiem. Telpas platumam vēlams būt <20m. Ja tā būs platāka, svaigs gaiss līdz telpas vidum neaizplūdīs. Slāņainā izspiešanas ventilācija ir efektīva pie gadījuma, kad pievadāmā gaisa temperatūra ir zemāka par gaisa temperatūru darba zonā. Pieplūstošais vēsais gaiss nonāk grīdas līmenī, lēnām sasilst un ceļas uz augšu, atkarībā no termālās slodzes (siltuma izdalījumiem) darba zonā. Gaisa kustība notiek gaisa blīvuma izmaiņu rezultātā. Viss piesārņotais, smacīgais un siltais gaiss „uzkāpj” līdz griestu līmenim un caur plākšņu vai rotējošo rekuperatoru tiek novadīts atmosfērā. Cilvēks normāli izdala tik lielu siltuma daudzumu kā 100W spuldzīte.

Priekšrocības šādai sistēmai:

  • Labāka svaigā gaisa kvalitāte darba zonā;
  • Vismaz par 30% zemāki izdevumi par patērēto enerģiju;
  • Var efektīvi apvienot ar rekuperāciju, t.i. ienākošais svaigais gaiss gaisa apmaiņas agragātā uzņem no telpas novadītā gaisa siltumu;

Trūkumi šādai sistēmai:

  • Samērā sarežģīts gaisa plūsmas apjoma, virziena, temperatūras aprēķins, kas katrai telpai ir unikāls;
  • Tā kā gaisa pieplūde ir turpat vai darba zonā, grūti likvidēt t.s. “caurvēju”(gaisa plūsmas ātrums pie >0,2m/s) un nodrošināt komfortablu temperatūru;
  • Ventilācijas caurules un lielais pieplūdes difuzors darba zonā neizskatās pieņemami.

Vai saules panelis no 1. aprīļa atmaksājas?

02/11/2009

Jau iepriekš gribu pateikt, ka aprēķins būs tikai panelim, neieskaitot ne vadus, ne strāvas pastiprinātājus, ne akumulatorus, ne uzlādes kontrolierus – tikai vienam saules panelim.

Kā jau iepriekšējā rakstā “Saules kolektori 1.daļa” rakstīju: saulainu stundu gadā – 1800 un vidējā saules starojuma intensitāte gadā – 0,5kW/m². Tā wikipēdijā atradu, ka vidējais saules baterijas lietderības koeficients ir 0,18. Šis koeficients nozīmē saules starojuma pārveidojuma efektivitāti uz līdzstrāvas enerģiju. Ceru, ka saprati par ko runa. Ja nē, nē – neatkārtošu 🙂

Tad aprēķins, cik kWh elektrības saražo 1m² saules paneļa gadā: 1m² * 0,5kW/m² * 1800h * 0,18 = 162kWh.

Pārrēķinot uz elektrības cenu: 0,071Ls/kWh * 162kWh = 11,51 Ls/gadā/m²

Ārpus Latvijas nopērkamie saules paneļi maksā vidēji 1,5 lati par 1 paneļa W. Piemēram, 200W panelis maksās 200*1,5=300Ls. Šāds panelis ir ar 1,6m² lielu virsmas laukumu. Tātad gadā tāds var ietaupīt: 1,6m² * 11,51Ls/gadā/m² = 18,42Ls/gadā. Tas atmaksāsies pēc: 300Ls/18,42Ls/gadā = 16,28 gadiem.

Galīgi neiepriecinoši dati. Nevajadzēja laikam rēķināt 🙂 Bet ja nopietni, šajā aprēķinā nav ņemtas vērā pārējo sistēmas elementu izmaksas + zudumi sistēmā (vados, pārveidotājā) + saražotā, bet neizmantotā elektroenerģija. Un tad jau dati būs pavisam neiepriecinoši. Varbūt esmu kļūdījies kWh aprēķinā gadā no saules, to pārbaudīšu. Ja kas, tad ielikšu izmaiņas, ja nē, tad cipari tiešām saskan.

————–

Optimistiskākos materiālos atradu, ka gada vidējais globālais saules radiācijas lielums uz horizontālas plaknes Rīgā ir 1109kWh/m². Tad sanāk, ka no 1m² saules paneļa var gadā iegūt 1109 * 0,18 = 200kWh.

Pārrēķinot uz elektrības cenu: 0,071Ls/kWh * 200kWh = 14,2 Ls/gadā/m²

Panelis atmaksājas pēc: 300 Ls / (14,2 * 1,6) = 13,2 gadiem.

Tāpat diez cik spīdoši nav. Nu re, tātad neatmaksājas. Nav vērts gaidīt tik ilgi. Tehnoloģijas attīstās, sponsorējuma no valdības nav, šī joma vēl nav iekustināta. Gaidīsim.

————–

Tātad nu jau pieteikoši gaidīts, jo no 1. aprīļa ceļas cena par elektroenerģiju – mājsaimniecībās, kurās el.en. patētiņš pārsniedz 1200 kWh gadā, maksā 0,1074 Ls/kWh. Parēķināsim.

0,1074 Ls/kWh * 200 kW = 21,48 Ls/gadā/m²

Ja panelis maksā 300 Ls, aizņem 1,6m² lielu platību, pārveides koeficients ir 0,18, tad ietaupīsies: 1,6m² * 21,48 Ls/gadā/m² = 34,37 Ls/gadā, tātad panelis atmaksāsies pēc 300Ls/34,37 Ls/gadā = 8,7 gadiem. Secini pats – Tev vēl būs jāpērk pārveidotāji (var iztikt, ja viss darbosies uz līdzstrāvas), akumulatori (var iztikt, ja nevajag rezerves – piem., dzeramā ūdens sūknis. Tomēr stingri ieteicams), vadi (nav tik lielas izmaksas), atrast vietu un nostiprināt uz jumta vai zemes un, galvenais, atmaksāsies Tev tajos 8,7 gados, ja izmantosi 100% no saražotās elektroenerģijas!! Spried pats.

————–

Tad nu ir saņemts piedāvājums: 6kW sistēma ar kopējām izmaksām par paneļiem 4684 eiro.  Paneļu kopējie izmēri – 39.3 m². Gadā uz 1m² paneļu varam atpelnīt 30.56 eiro. Visai sistēmai šī summa sastādīs 1201.01 eiro. Sistēma atmaksāsies pēc ~3.9 gadiem. Bet nu jāņem nākaimie soļi – sistēmas kopējās izmaksas (stiprinājumi un pārveidotājs), jo panelis bez sistēmas nav nekas. Ņemot vērā šo faktoru, kopējā atmaksa sastāda ~7,9 gadus. It kā cipari ļoti optimistiski, BET tas vēl nav viss. Izmantošana. Šādā jaukā, saulainā laikā enerģiju panelis ražos uz urrā, bet vai to būs kur izmantot? Ja būs – tad ir vērts iegādāties šos brīnumus. Ja saulainā laikā tomēr nav kur elektroenerģiju ieguldīt, tad nav vērts.

Kā redzi – laikam ejot saules paneļi kļūst lētāki un izdevīgāki – konkurence tirgū liek cenai krist. Domāju, ka vēl ir jāpagaida – kas lēni nāk, tas labi nāk. Dārgāki paneļi noteikti nekļūs.

Drošības vārsts, automātiskais atgaisotājs un malkas katls

02/11/2009

Šos divus nekādā ziņā nedrīkstētu jaukt.

Drošības vārsts (safety valve) – mehānisms, kas nepieļauj darba spiediena kāpumu virs normas apkures sistēmās. Piemēram, pie paaugstinātas temperatūras ar malku kurināmam katlam (+95°C) cirkulācijas ūdens, kas plūst caur katla kontūru, ir tuvu vārīšanās temperatūrai. Spiediens strauji pieaug, jo sistēmā sāk rasties gaisa burbulīši. Tas pieaug līdz robežai, kuru neizturētu sistēmas “vājākais punkts”, parasti carulēs radītos sūce, verdošais ūdens izplūstu caur plīsuma vietu, bet katlu cirkulējošais ūdens vairs nedzesētu – sabojātos sūknis, temperatūra katlā pieaugtu, tas pārdegtu un deformētos. Ja šī sistēma tiek aprīkota ar drošības vārstu, pieaugot temperatūrai un spiedienam cirkulācijas lokā, pie noteikta spiediena tas atvērtos, un liekais karstais ūdens tiktu izpūsts ārā no sistēmas. Problema tiktu veiksmīgi atrisināta. Protams, ka šāds elements apkures sistēmā ir obligāts.

Automātiskais atgaisotājs (automatic air valve) – mehānisms, kas izvada apkures sistēmā sakrājušos gaisu. Tas visbiežāk ir cilindrveidīgs (novietots sistēmas augstākajos punktos, līkumos uz leju, kur mēdz sakrāties gaiss), uztver un izvada gaisu, neatkarīgi no tā temperatūras. Tiklīdz gaisa padeve vārstam beidzas, tas aizveras.

Kas attiecas uz normālu malkas katla darbības temperatūru turpgaitā, tai ieteicams būt diapazonā no +60 līdz +85°C.

-Kāpēc ne zemāk? Malkas katli parasti ir no tērauda vai čuguna. Čuguns ir ieteicamāks, bet ne par to ir runa. Pirmkārt jau, iemetot malku kurtuvē, lai tā sāktu degt, tiek patērēts siltums mitruma aizvadīšanai no tās (gādā katlam sausu malku!). Šis mitrums nokļūst uz kurtuves, skursteņa sienām un, savienojoties ar dūmiem, kvēpiem, kondensējas un veido darvu, kas nodara lielas problēmas. Jo zemāka katla temperatūra, jo vairāk darvas veidojas. Pirmkārt, nedaudz mazinās siltumatdeve no kurtuves -> cirkulējošam ūdenim. Šī sacietējusī darva darbojas kā siltumu izolējošs elements, kas katlā nu nekādīgi nav vajadzīgs. Otrkārt, darva negatīvi iedarbojas uz katla metāla virsmu. Tā to saēd – katls pastiprināti izdeg. Jo vairāk nepieiešams katlu ekspluatēt, jo biežāk vajadzētu katlu iztīrīt ar metāla birsti. Es personīgi katlu škrubīju reizi nedēļā, katla jauda 30kW, un tas kuras katru dienu pa 4 stundām. Ja katla kurtuvē malkas kļūst mazāk, iesaku to papildināt, nevis gaidīt, kad temperatūra kritīs. Treškārt, gadījumos, kad katla temperatūra nesasniedz vairāk par 50-55°C, gan katla, gan uzsildītā pienākošā siltā ūdens lokā var savairoties baktērijas Leģionellas (Legionella), kas pie noteiktas koncentrācijas dzeramajā ūdenī kaitīgi iedarbojas uz cilvēka veselību. Ir pat bijuši letāli gadījumi. Stāvošs ūdens, kura temperatūra ir zemāka par 50°C ir ideāla baktēriju vairošanās vieta. Ir izpētīts, ka pie +60°C tās iet bojā pusstundas laikā.

-Kāpēc ne vairāk? Tīri drošības labad. Īpaši jau pirmajās katla ekspluatācijas reizēs, kad nav īsti iepazīti sistēmas darbības principi, piemetamā kurināmā apjoms u.t.t. Kurināmais katls neprasmīgās rokās var kļūt bīstams. Jāpatur prātā, ka temperatūra katlā aug ātrāk nekā krīt – pat pieverot gaisa padeves lūku, temperatūra katlā pirms krišanas vēl ceļas.

Darbināt katlu ar pilnu jaudu (~80°C) ir vislabvelīgāk (gluži tāpat kā automašīna pie 90-95km/h patērē mazāk degvielas), jo kā katlā, tā skurstenī mazāk veidojas darva. Tā arī var visekonomiskāk sadedzināt kurināmo un gūt vislielāko labumu, jo visas no malkas izdalījušās gaistošās vielas pilnībā sadeg un atdod siltumu ūdenim. Runājot par skursteni, to vispār nepieciešams brangi nosiltināt, lai tajā neveidotos kondensāts. Izplūdušo gāzu temperatūrai vajadzētu būt >100°C (aizsardzība pret kondensātu). Vispār nezinu, kā to izmērīt, nekāpjot uz jumta, taču vienu lietu mēs visi ļoti labi zinām, ko kondensāts (ūdens) dara ar būvelementiem… Skursteni vajadzētu arī regulāri (1x apkures sezonā) iztīrīt, lai tajā neizdegtos sakrājušies sodrēji. Lai ķieģeļu skurstenis mazāk ciestu no kondensāta, tajā iemontē metāla nerūsējošā tērauda cauruli, pa kuru plūdīs sakarsušās dūmgāzes. Nosiltina vietas, kur caurulei piekļūst auksts āra gaiss. Skursteņa augstums (normālai vilkmei) ir vismaz 5m, diametrs 120mm.

Katlu apsaistes shēmās ir lietderīgi uzstādīt katla termovārstus – tie ir trīsceļu vārsti (skaties rakstu “Siltuma akumulatora pieslēguma shēma”), ko var ieregulēt kādā no katla temperatūrām diapazonā +30°C un +70°C. Ieregulētais nozīmē ūdens temperatūru, kādu termovārsts (automātiski veras, atkarībā no cauri plūstošā siltumnesēja temperatūras) uzturēs pirms ieplūdes katlā. Respektīvi, katlam sākot iekurēties, termovārsts novirzīs plūsmu atpakaļ uz katlu (apvadlīnija), līdz ar to katls ātrāk uzsils, jo ūdens apjoms, kādu nepieciešams piesildīt ir ļoti mazs. Kad temperatūra katlā sasniedz, piemēram, +70°C vārsts atver plūsmu uz pārējo sistēmu, bet piever apvadlīniju. Tā kā sistēma ir auksta, aukstais ūdens tiek dzīts caur katlu. Tādējadi ūdens temperatūra atkal krīt zem +70°C. Plūsma uz sistēmu tiek pievērta, atveras plūsma uz apvadlīniju – atpakaļ uz katlu. Ūdens temperatūra atkal sasniedz +70°C un viss atkārtojas. Vienvārdsakot, šis štucerītis taupa katlu, jo tas tiek ekspluatēts ar pilnu jaudu. Galu galā, kad sistēma ir uzilusi virs +70°C, termovārsts ir pilnīgi atvērts uz sistēmu. Kad sistēmā siltuma enerģija vairs netiek ievadīta (temperatūra katlā krīt zem +70°C), plūsma uz sistēmu ir ciet.