Siltuma akumulatora pieslēguma shēma

Nu jau kādu laiku nav rakstīts, bet kā saka “klusumā mācās”. Un šoreiz piedāvāšu malkas katla novietnes shēmu, uzsverot tieši akumulācijas tvertnes pieslēgumu un tā aprēķinu.

Laikam esmu jau teicis, ka, piemēram, Vācijā, projektējot individuālās mājas ar MALKAS KATLIEM, obligāti nepieciešams uzstādīt akumulācijas tvertni, kura funkcija ir uzkrāt enerģiju. Jo malkas katlus nevar automatizēt. Kad kurina apkures sistēmu bez akumulācijas tvertnes, tad mājā ir silts, kā pārstāj – strauji kļūst auksts. Katlam, darbojoties automātiskajā režīmā, uzkrāt enerģiju īsti nav jēgas. Cik enerģijas vajag, tik automātiski tiek padots dzīvojamā ēkā.

Nu tad vērsim pie ragiem. Augšā, lielos vilcienos, attēlota katlumājas shēma. Šo shēmu konkrēti ņēmu no internetā pieejamā R. Šeļegovska “Apsildes sistēmu elementu aprēķina metode un piemēri”. Tur arī viņš pats ir to aprakstījis lielos vilcienos. Un es centīšos jums to aprakstīt mazākos vilcienos.

Pie “aukstas” sistēmas recirkulācijas sūknis (pie katla) dzen ūdeni sekojoši: katls-termovārsts-recirkulācijas sūknis-katls. Tas tā notiek līdz 60ºC. Virs šiem grādiem termovārsts ļauj ūdenim cirkulēt pārējā sistēmas daļā (gan tvertnē, gan uz radiatoriem). 60ºC – tas nozīmē, ka vārsts uztur katla ieejā vismaz 60ºC. Kad radiatori ir atdzisuši, plūsmu baipasā (vertikālajā caurulē no trīsceļu vārsta) trīsceļu vārsts ir noslēdzis, principā viss ūdens iet tikai uz radiatoriem. Kad sistēma ir uzsilusi un tiek sasniegta noteikta temperatūra, vārsts padod plūsmu baipasā, kur atgaita sajaucās ar karsto turpgaitu, kas nāk no akumulācijas tvertnes vai katla. Tā kā trīsceļu vārsts no kreisās puses piegriež karstā ūdens padevi, katls lieko enerģiju sāk lādēt akumulācijas tvertnē (plūsma no augšas uz leju). Kad pārstāj kurināt, temperatūra katlā krīt zem 60ºC un termovārsts dzen plūsmu tāpat kā pie “aukstas” sistēmas. Tad plūsma uz radiatoriem caur akumulācijas tvertni tiek dzīta no apakšas uz augšu. Tādā veidā sistēma tiek uzturēta vienmērīgi silta, un liekā enerģija – uzglabāta akumulācijas tvertnē.

Cik lielu akumulācijas tvertni izvēlēties? Lai atbildētu uz šo jautājumu, apskatīsim 2 piemērus:

1.ĒKA: maksimālie siltuma zudumi ir 20kW (pie āra temperatūras -20ºC), vidējie siltuma zudumi ir 10kW (pie āra temperatūras ap 0ºC), katls izvēlēts ar jaudu 45kW (aprēķinos efektīvo jaudu pieņemu 40kW), Δt=60 (temperatūras kritums akumulācijas tvertnē).

Tvertnes tilpums	1 m³		2 m³		3 m³
Ārgaisa temperatūra	-20ºC	0ºC	-20ºC	0ºC	-20ºC	0ºC
Siltuma zudumi	20kW	10kW	20kW	10kW	20kW	10kW
Kurināšanas laiks, stundas	4	3	7	5	11	8
Siltuma izmantošanas laiks, stundas	4	8	7	15	11	22

Piemēram: Novembra dienā, kad ārā ap 0ºC, ar šādu katlu un 2m³ akumulācijas tvertni būs jākurina 5 stundas, lai akumulācijas tvertnē maksimāli uzsildītu siltumnesēju (+80ºC) varētu izmantot 15 stundas. Var kurināt mazāk, bet tad saruks stundas, kad varēs izmantot siltumu (1 kurināšanas stunda dod klāt 3 stundas siltuma izmantošanā).

2.ĒKA: maksimālie siltuma zudumi: 10kW, katls tas pats 45kW (40kW), Δt=60.

Tvertnes tilpums	1 m³		2 m³		3 m³
Ārgaisa temperatūra	-20ºC	0ºC	-20ºC	0ºC	-20ºC	0ºC
Siltuma zudumi	10kW	5kW	10kW	5kW	10kW	5kW
Kurināšanas laiks, stundas	3	2,5	5	5	8	7
Siltuma izmantošanas laiks, stundas	8	16	15	30	22	44

Piemēram: Decembra dienā, kad ārā ap 0ºC (zudumi 5kW), ar 45kW katlu būs jākurina 5 stundas, lai siltumu no 2m³ tvertnes varētu izmantot 30 stundas. UTML.

Mēs varam izdarīt pāris secinājumu:

1. Jo lielāka akumulācijas tvertne, jo ilgākā laikā tā piekurināma;
2. Jo lielāka akumulācijas tvertne, jo vairāk siltuma tā var uzkrāt;
3. Katla jaudas attiecībai pret ēkas max.siltuma zudumiem jābūt vismaz 2-2.5. Jo lielāka šī attiecība, jo vairāk var “nodot” siltumu uz akumulācijas tvertni;
4. Akumulācijas tvertnes izmēra izvēle guļ uz diviem vaļiem: ēkas siltuma zudumiem un katla jaudas;
5. Būtu jāizvēlas tik liels katls, lai 4-6 stundās akumulācijas tvertni varētu pilnībā piekurināt ;
6. Jāizvēlas tik liela tvertne, lai nebūtu jāceļas naktī augšā un jākurina. Siltuma izmantošanas laiks tātad: 10 un vairāk stundas.
7. Rezumējot: Akumulācijas tvertnes izvēlē nedrīkst vadīties pēc standartiem. 1.piemērā (pie vidējiem siltuma zudumiem un 1 m³ akumulācijas tvertnes): kurini 3 stundas, piesildi tvertni 8 stundu lietošanai – tas nozīmē, ka māja diennakts laikā būs jākurina par vismaz 2 lāgiem. Turpretī šā paša piemēra 2m³ tvertni kurinot tikai 2 stundas ilgāk, pietiekams siltums tiks nodrošināts līdz 15 stundām. No cilvēciskā faktora izejot, mēs negribētu pie -20ºC kurināt ilgāk par 6 stundām, tai pat laikā gribētu, lai siltums mums pietiktu vēl vismaz 10 stundas. 1000L jeb 1 m³ akumulācijas tvertne – tas vairumā gadījumu ir par maz (ja nu vienīgi nav ēka zem 100-120 m2 apkurināmās platības un/vai katls ar apkures jaudu virs 40-45kW).;

Jāpiezīmē vēl tik tas, ka kurināšanas laikā nav ieskaitīta/as stundas, kamēr piesilst pati māja. Stundu atskaite sākas, kad katls ir gandrīz sasniedzis savu maksimālo jaudu. Tā ka droši vēl kāda puse no stundas pie kurināšanas ilguma nāks klāt. Un iekavās atzīmēju reālo katla jaudu, jo malkas katliem parasti ir pazems lietderības koeficients. Tirgotāji parasti norāda 75-80%. Šiem katliem nav ekonomaizeru (siltuma atgūšana no dūmgāzēm), kas šo koeficientu radītu lielāku. Un kā pamanījāt, kad apkures sezonas vidējā temperatūra ir ap 0ºC, siltuma zudumi būs tieši 2 reizes mazāki nekā pie -20ºC.

Daži citi secinājumi:

Pie normāliem siltuma zudumiem ņemiet max izmēra katlu un lielu akumulācijas tvertni un būsiet ieguvēji.

Ir pagājis tas laiks, kad malkas katlus nevarēja automatizēt. Pārbūvējiet, automatizējiet visas sistēmas darbības un būs tas pats komforts, kas kurinot ar granulām vai gāzi.

Kurinot malku, Tu atbalsti vietējos.

Birkas: Apkure, Apkures katls, Boiler, Heating, Heating acumulator, Ūdens akumulators