Shēmas, shēmiņas…

Uzzināsi:

1. Kā aprēķināt, cik siltuma saražo Tava kurtuve;
2. Kā citādāk izmantot termovārstu;
3. Kā var uzpildīt sistēmā nesasalstošu šķidrumu;
4. Kā aprēķināt, cik ilgā laikā uzsilst ūdens;
5. Kā iespējams +90ºC sistēmu apvienot ar +65ºC un +45ºC grādu sistēmām;
6. Kā aprēķināt rezerves ūdens tvertnes, lai sistēma nepārkarstu;

Attēlota apkures sistēmas shēma ar siltajām grīdām, karstā ūdens sagatavošanu un rezerves 500L ūdens tvertni, kā siltumguves avotu izmantojot kurtuvē ielocītu spirāli. Sistēma varētu derēt pirtiņā, kur, piemēram, dušu un lāvas telpās grīda ir nepatīkami vēsa, bet karstais ūdens jāsilda ar elektrību.

Parasti izvairās likt ūdens spirāli kurtuvē, jo:

1). Ir klapatas, t.i. jāuzmana nedrošā sistēma, laikā jāieslēdz sūkņi, jāpagriež vārsti, regulāri jāveic sistēmas apkope, ziemā jāizlaiž no sistēmas ūdens, un tā tālāk;

2). Nav kur siltumu likt. Ja nenodrošina pietiekošu siltuma atņemšanu (karstā ūdens apgādes nodrošināšana, grīdu apsilde, gaisa sildīšana, apkures nodrošināšana u.t.m.l.), ūdens caurulēs var uzvārīties, nodarot kaitējumus veselībai. Cieš arī sistēma, un netiek atpelnīti ieguldījumi tajā;

3). Nav izpratnes par siltumapmaiņu. Sistēma uzstādīta, balstoties uz „kaimiņa Pētera ieteikumiem”.

Tie ir manējie iemesli. Varbūt ir vēl ceturtais un piektais, un sestais punkts, taču man šie ir nozīmīgākie.

Tālāk galvenajos punktos iztirzāšu sistēmu.

Apraksts.

Sakarsusī kurtuve siltumu atdod šķidrumam, kas plūst caur spirālē savītu cauruli. Sūknis piešķir šķidrumam piespiedu cirkulāciju, lai tas, pārvarot pretestību, visur vienmērīgi sasiltu. Nemāku teikt kāpēc, bet nepieciešamā cietā kurināmā katlos, kurtuvēs ienākošā un aizejošā šķidruma temperatūra ir +60ºC un +80ºC vai +70ºC un +90ºC. Pieņemam, ka maksimālā šķidruma temperatūra kurtuvē ir +90ºC. Siltajām grīdām situācija ir citādāka. Normatīvos ir noteikts, ka, piemēram, dzīvojamo telpu grīdas temperatūrai nevajadzētu pārsniegt +27ºC, taču vannasistabās, ko varētu salīdzināt ar pirtiņas dušas telpu un lāvas telpu, tai nevajadzētu pārsniegt +33ºC. Lai tajā iekļautos, siltajās grīdās ieplūstošā šķidruma temperatūrai nevajadzētu pārsniegt +45ºC. Tālāk, kas attiecas uz boileri jeb karstā ūdens tvertni, temperatūrai vajadzētu būt +60ºC līdz +65ºC. Zemāka temperatūra būs augsne Leģionāru slimības izplatībai, ko rada baktērijas. Augstāka temperatūra var novest pie applaucējumiem, ja vien ūdens temperatūru samazina citā sistēmas daļā. 500L ūdens tvertnes funkcija ir uzkrāt lieko siltumu, darboties kā buferim. Šīs tvertnes nepieciešamību vēlāk pierādīšu ar aprēķiniem.

Kā noteikt savas kurtuves siltuma jaudu? Es rēķinu tā: sadegot 1 kg malkas 1 stundā (1 kg/h), izdalās 3,3 kW. Cik kg malkas stundā sadeg šajā piemērā? 10kW/3,3kW ~ 3 kg/h. Ja vēlies, ņemot par pamatu manu iepriekšējo rakstu „Koks”, vari atrast siltuma izdalījumu pie dažādiem mitruma saturiem.

Darbība.

Šķidrums plūdīs uz siltajām grīdām (sg) un uz boileri. Termovārsts, kas atrodas aiz apsildāmās grīdas caurulēm (no tā iziet rozā vads), ņem vērā sg ieplūstošo temperatūru un „nāk” vaļā (kad cauri plūst vēss ūdens) vai ciet (kad cauri plūst karsts ūdens), atkarībā no ieregulētās vērtības, kas ir robežās, piemēram, no +10ºC līdz +45ºC (var būt attēlots arī iedaļās no „sniegpārsliņas” vai 1 (vēss) līdz 6 (silts)). Tātad, piemēram, ja termovārsts ieregulēts uz +45ºC vai uz 6 iedaļas, bet tā sensors sg sākumā „sajūt” +25ºC, termovārsts ir pilnībā vaļā. Ja, savukārt, sensors „sajūt” +60ºC, termovārsts ir ciet, pieļaujot tikai minimālu cirkulāciju caur to. Pirms ķeramies klāt pie boilera, uzreiz pateikšu, ka vārsts uz apvada, zem trīsceļu vārsta ar apzīmējumu 61ºC ir ciet. Pie tā ķersimies vēlāk. Trīsceļu vārsts atļauj plūsmu no augšas uz kreiso pusi, līdz temperatūrai +61ºC, kuru pārsniedzot, atveras plūsma no labās uz kreiso pusi. Respektīvi, 61ºC nozīmē temperatūru, kuru trīsceļu vārsts patstāvīgi uztur kreisajā pusē.

Aprēķini.

Nu redz, pieņemsim variantu, kurš iespējams tikai uz papīra – siltuma patēriņa nav. Uz pirtiņu ejam, tāpēc ir jautājums, cik ilgi var kurināt, lai ūdens temperatūra nepārsniedz, teiksim, +90ºC. Ūdens sākotnējā temperatūra ir +20ºC. Pieņemam, ka kopējā sistēmas ietilpība ir 700 litru. Aprēķinam enerģijas apjomu, kas nepieciešams ūdens apjoma sasildīšanai par norādītajiem grādiem:

Ja kurtuves jauda ir 10 kW, paies 57kWh/10kW = 5.7 stundas līdz 700 litru ūdens uzsils līdz +90ºC.

Pieņemsim otru, līdzīgu variantu, tikai kopējā sistēmas ietilpība būs 200 litru:

16kWh/10kW = 1.6 stundas. Tātad nepaies ne 2 stundas, kad 200 litri uzsils līdz +90ºC.

Vēlreiz pārrēķināsim 1.variantu, pieņemot, ka siltuma zudumi dušas un lāvas telpās ir 500W jeb 0.5kW un ka karstā ūdens patēriņš stundā sastāda 600W jeb 0.6 kW:

2. variantā:

Nu, lūk, te nu var redzēt, kāpēc ir nepieciešama šī ūdens tvertne.

Lai nu kā, šī sistēma ir laba ar to, ka tiek samazināts cilvēka faktors. Iedomājies, kas notiktu, ja Tev katru reizi būtu jāseko temperatūrai sistēmā un jāver krāni uz 500L tvertni? Ja to izdarīsi par ātru, nebūs pietiekoši karsts ūdens boilerī, ja par vēlu – būs par karstu. Termovārsts to visu izdarīs Tavā vietā, akurāti un laikā.

Pēc piedāvātās shēmas, sākumā tiks uzsildīta siltā grīda, tad sekos karstā ūdens boilers, un tad liekais siltums tiks novadīts 500L ūdens tvertnē. Vai atceries par lodveida ventili zem trīsceļu vārsta? Nu laiks ir parunāt par to, kāpēc tas ir nepieciešams. Liekais siltums tiek nogādāts tvertnē, bet kā viņu no turienes dabūt laukā, jo ieslēdzot sūkni aukstā sistēmā, trīsceļu termovārsts šajā virzienā ir ciet? Kad ieslēdz sūkni aukstā sistēmā, attaisa šo ventili un plūsma iet caur 500L tvertni, siltajām grīdām un boileri. Ja izmantosi šo shēmu, atceries tikt vaļā šī pāri palikušā siltuma 500L tvertnē, jo tādā gadījumā kurinot pirtiņu, ūdens ātrāk sasniegs maksimālo temperatūru.

Ieziemošana.

Tas, protams, ir ideāli, ja sistēmā ir iepildīts neaizsalstošs šķidrums. Tādā gadījumā ieziemošanas problēmas atkrīt. Pretējā gadījumā, ja pirtiņa netiek apkurināta, sistēma būs pilnībā jāiztukšo. Man domāt, ka neaizsalstošā šķidruma iepildīšana sistēmā iespējama divos variantos:

1. Iztukšotā sistēmā, vai nu no paša augstākā punkta vai citā vietā, caur speciāli uzstādītu lodveida krānu ielej vai nu koncentrātu vai jau gatavu maisījumu;
2. Iztukšotā sistēmā pie viena drenāžas lodveida krāna piestiprina rokas sūkni un pumpē tajā šķidruma koncentrātu. Tālākā sistēmas vietā attaisa vēl kādu krānu un gaida, līdz ārā sāk tecēt šķidrums. Gaisu no sistēmas izdzenā caur atgaisotājiem, atdarot ūdensvada krānu un ieslēdzot sūkni.

Lai nu kā, šādai sistēmai pavisam noteikti iesaku iepildīt neaizsalstošu šķidrumu. Atkritīs daudz problēmu.

Secinājumi.

1. Shēma nav uzstādīta dabā. Ieguvums ir racionāla siltuma izmantošana silto grīdu un karstā ūdens sasildīšanā;
2. Shēma derīga arī, teiksim, ierīkojot ūdens čūsku podiņu krāsnī. Variācijas var būt visdažādākās;
3. Iesaku visiem lietderīgāk izmantot pirtskrāsnis, arī tās pašas krāsnis dzīvojamās mājās, jo mūsdienu apstākļos ir dārgi, teiksim, sildīt karsto ūdeni ar elektrību;

Tālāk īsumā papētīsim pāris shēmu risinājumus, kur izmantots trīsceļu termovārsts.

Augšējā attēlā līdzības saskatāmas ar attēlu zemāk. Mazais katla loks papildināts ar boileri. Tas nozīmē, ka katls apakšējā attēlā uzsils ātrāk, jo ir mazāks piesildāmā ūdens apjoms. Līdz ar to siltums ātrāks tiks aizgādāts uz sistēmu. Taču, salīdzinot ar apakšējo attēlu, boileri nedrīkst atslēgt, jo tādā gadījumā nebūs cirkulācijas. Situāciju varētu atrisināt, ierīkojot mazāka diametra apvadu pie boilera. Tad viena daļa karstā ūdens plūstu pa taisno uz termovārstu, otra – uz boileri. Augšējā attēlā 1. prioritāte ir boilerim, 2.prioritāte – radiatoriem. Savukārt apakšējā attēlā prioritātes nosaka lietotājs, tikai viņam pašam ir jāgriež krāni.

Vēl tikai piebildīšu, ka 1. attēlā ūdens temperatūra pie sūkņa būs 61ºC. Var prognozēt arī temperatūru boilerī, kas var svārstīties ap 61 – 65ºC.

Un te vēl 2 shēmas, kuras pats uz ātru roku uzmeistaroju. Pirmajā problēmas ir tajā, ka temperatūra katla ieejā būs zem 60ºC, jo temperatūru atņems boileris. Lieku reizi atgādināšu, ka cietā kurināmā katliem optimāla ieplūdes temperatūra ir no 60ºC līdz 70ºC. Vēl problēma, kas ir redzama abās shēmās, ir tajā, ka viss ūdens plūst caur boileri. Diametrs, diametrs… Boilera pievadam vai tajā iebūvētās spirāles izmērs visbiežāk ir mazāks nekā pievadam uz radiatoriem. Lai gan apakšējā shēmā temperatūra katla ieplūdē būs 60ºC. Un protams, boileris ir 1. prioritāte, ko nevar mainīt… kā tikai pārtaisot sistēmu, protams 🙂

Secinājumi.

1. Shēmu ir daudz un dažādas. Nosaki savas prioritātes, taisi shēmu. Paturi prātā vien faktu – jo shēma vienkāršāka, jo mazāk raižu tā Tev radīs. Tāpēc centies pārlieku nesarežģīt;
2. Vai pamanīji vienu atšķirību starp pirtskrāsns shēmu un šajām, kur 500L tvertnes vietā ir radiators? Tas mistiskais lodveida ventilis zem termovārsta. Tieši tā – bez tā var iztikt, ja šī 500L tvertne zaudētu siltumu pati no sevis kā radiators;
3. Kā redzēji, nekas prātīgs no pēdējām divām shēmām man nav sanācis, taču mans mērķis ir ne jau iedot ideālāko shēmu (kuras man nav), bet gan lai Tu izproti, kā darbojas shēmas, atrast trūkumus, labumus tajās.