Archive for the ‘Apkure’ Category

Tērauda vai čuguna katlu?

25/08/2010

Informācija zortēta no diviem dažādiem informācijas avotiem:

1. Jāpievērš uzmanība katlu tilpumiem – attēls zemāk (materiāls ņemts no Viessmann). Ja salīdzina katlus ar to nominālajām jaudām (l/kW), no diagrammas var secināt, ka īpatnējais apjoms tērauda katlam ir 2x lielāks nekā čuguna katlam (1.37/0.69). Ja katlus salīdzina ar to ūdens ietilpību attiecībā pret masu (l/kg), tad tērauda katls ir 3x lielāks pret līdzīgu parametru čuguna katlu. Tātad vienādi tērauda un čuguna katli atšķirsies jaudā – tēraudnieks būs jaudīgāks;

Var secināt, ka lielā čuguna katla korpusa masa un mazais ūdens tilpums (salīdzinājumā ar tērauda) ir iemesls nekontrolējamām temperatūras svārstībām, kā dēļ ūdens  katlā var pārkarst;

2. Ja tērauda katliem nav normēts minimālais ūdens caurplūdums caur katlu, bet čugunniekam minimālais caurplūdums sastāda 30% no nominālā caurplūduma. Tas ir iepriekšējā iemesla dēļ – čuguna katls nav tik kontrolējams kā tēraudnieks. Attēlā zemāk parādīti piemēri: pa kreisi ir attēlota čuguna katla apsaiste, pa labi – tērauda.

3. Tā kā čuguna katlos nepieciešams nodrošināt minimālo caurplūdi, tad tiem uz katla kontūra uzstāda sūkni. Lai katli neietekmētu viens otra darbu, starp to kontūriem vēlams uzstādīt hidroatdalītāju (skaties iepriekšējo attēlu – SH), kas sekmē atpakaļgaitas temperatūras paaugstināšanos. Šo pašu lomu var veikt baipass, kas savieno vienu kolektoru ar otru. Kas attiecas uz hidroatdalītāju tērauda katlu sistēmā, tad to lieto lielu pārvadāmo ūdens apjomu gadījumā.

Čuguna katls (katls nemākuļiem)

+ Kalpo ~2x ilgāk par līdzīgu tērauda katlu;

+ Augsta dūmgāzu temperatūra, kā dēļ:

1). nav nepieciešama skursteņa “odere” ar tērauda cauruli;

2). dūmvads var būt ar sliktāku vilkmi.

+ Neietekmē korozija, ko izraisa sadegšanas process;

+Katlu var sadalīt sekcijās, tādēļ:

1). Nepieciešamības gadījumā var palielināt jaudu;

2). Ērta montāža;

– Īss dūmgāzu ceļš  – kurināmais nepilnīgi atdod siltumu. Izlietotā kurināmā apjoms ~30% lielāks;

Sarežģīta katla ģeometrija (ribas), kā dēļ grūti iztīrīt;

– Smagāks par tēraudnieku;

– Daudz vieglāk pārkarsēt (salīdzinot ar tēraudnieku), kā dēļ var plīst čuguna katla ribas. Tā, piemēram, ja temperatūra katlā uzkāpj uz 100-110 gr., nekādā gadījumā neraut ārā ogles, malku, bet pilnībā bloķēt gaisa padevi kurināmā degšanai un nogaidīt līdz kritīs temperatūra katlā;

Tērauda katls (katls mākuļiem)

+ Garš dūmgāzu ceļš – lielāka kurināmā ekonomija;

+ Kurināmā degšanas laiks ar vienu uzlādi var sasniegt 18 stundas;

+ Gludas sienas, kā dēļ viegli iztīrāms no degšanas blakusproduktiem;

– Skursteni nepieciešams “oderēt”. Vēlams ar ķīmiski noturīgu materiālu;

– Katla mūžs 1,5-2 reizes īsāks par līdzīgu čuguna katlu.

Secinājumi.

1). Ja nav svarīgi ekonomēt kurināmo + ja esi nemākulis, tad iesaku čugunnieku, kam ir vairāki plusi, piemēram, palielināts darba mūžs.

2). Ja kurināmais ir malka, tad galvenais saimnieka uzdevums ir laicīgi sagatavot un lietot SAUSU malku. Palielināts mitrums ĻOTI ietekmē katla mūžu – to samazina, gluži kā smēķēšana samazina dzīves ilgumu.

3). Ja 1. nosacījums neattiecas uz Tevi, tad izvēlies tērauda katlu.

Siltuma akumulators

13/08/2010

Tad nu beidzot esmu nolēmis pieķerties kādam sen sapņotam (~ 1 gadu 😛 ) projektam, ko īstenot savā mājā. Tas vēl nav īstenots, taču notiek aktīva informācijas apkopošana.

Situācijas raksturojums:

1982. gadā celta 120 m² pusotra stāva māja, kas atrodas netālu no Madonas.

Konstrukcijas:

  • Bēniņi – neapdzīvoti, grīda siltināta ar 150 mm mīksto ruļļu vati
  • Sienas – siltinātas ar 100 mm cieto akmens vati (šķērsgriezumā gāzbetons 250mm – gaisa sprauga 50mm – ķieģelis 100 mm – akmens vate 100 mm – dekoratīvais apmetums  10 mm)
  • Pamati – reizē ar sienu siltināšanu – 50 mm putuplasta plāksnes
  • Logi – plastmasas PVC

Apkure:

  • Čuguna radiatori, darbojas apmierinoši. Sistēma ar augšējo sadali (turpgaita pie griestiem, atpakaļgaita – pie grīdas), vaļēja, ar piespiedu cirkulāciju.
  • Karstā ūdens sagatavošanas tvertne – 200 litri
  • Siltuma zudumi pie -20ºC ~ 8-10kW, apkures katls – čugunnieks 30 kW.

Problēma:

Kurināmajā laikā katls ļoti ātri piesilda māju (pie 0ºC ~ 4 stundas), pārkarsē to un ātri atdziest. No rīta mājā ir vēss. Pēc dažādu info avotu apkopošanas nācu pie secinājuma, ka var palīdzēt siltuma akumulators (SA) – ar ūdeni pildīta tvertne, kuras mērķis uzglabāt un novadīt siltumu uz sildķermeņiem. Tāpat šī tvertne ļaus  katlam kalpot ilgāk.

Uzdevums:

  • Izvēlēties un ierīkot akumulācijas tvertni;
  • Karstā ūdens piesildīšana vasaras apstākļos.

Projekts:

Nuu, no dažādiem avotiem esmu dzirdējis, ka visi, kas ierīkojuši akumulatoru tvertnes, ierīkotu vēl papildus. Vieni avoti min minimālo tvertnes izmēru (25L * Katla jauda, kW), citi optimālo (100L * Katla jauda, kW). Būtībā jau viss atkarīgs no tā, cik vēlieties kurināt un cik lieli ir siltuma zudumi Tavā mājā. Nav lietderīgi izvēlēties milzīgu akumulācijas tvertni, kuru, kurinot pat ilgāku laiku, nepiesildīsi.

Varbūt sekojošā formula palīdzēs. Ar to var atrast tvertnes tilpumu (V, m³), izejot no siltuma zudumiem (Q, vatos, W), vēlamā siltuma izmantošanas ilguma (T, stundās) un temperatūras starpības, par kādu piesildīt tvertni (Δt, ºC).

V=Q*T/(1,16*Δt*989), m³

Savukārt, ar nākošo formulu var atrast katla jaudu (H, kW), izejot no temperatūras starpības, par kādu piesildīt tvertni (Δt, ºC) , tvertnes tilpuma (V, m³), tvertnes kurināšanas ilguma (Tk, stundās) un siltuma zudumiem (Q, vatos, W).

H=(1,15*Δt*V/Tk)+Q/1000, kW

Tāpēc jau saka, ka katlu jāizvēlas ~2x lielāku, lai tas spētu piesildīt māju un tvertni, piedevām 4-8 stundās, kas parasti ir optimālais ilgums, ko cilvēks var atvēlēt kurināšanai. Cita lieta ir ar automātiskajiem katliem – granulniekiem, gāzes katliem, kā arī degvielas katliem – cik daudz vajag, tik daudz kurināmā sadedzina. Ja ir malkas katls, tad nekāda automātika nestrādā, jo cilvēks jau nav automāts 😛

Man katls ir ~3x lielāks nekā pieprasījums pēc siltuma (siltuma zudumi + karstais ūdens), tādēļ neskopojos un izvēlējos tik lielu tvertni, cik atļauj telpa.  Tā man ļauj ierīkot 1,8 x 1 x 1,3  m metinātu kuba tvertni, kopā 2,3 m³ lielu. Tagad esmu atdūries pie tvertnes sieniņu biezuma (domāju 5 mm būtu ok). Siltināšu ar mīksto vati 100 mm biezumā, kas ir ar foliju. Sametu ciparus formulās un sanāk, ka vairāk nevajag, jo telpā, kurā vēros ievietot tvertni, griezīšu nost radiatoru. Siltuma zudumi līdz ar to tiks nosegti – man sanāca ~100W. Šāda milzīga tvertne ar 100 mm biezu izolācijas slāni no visām pusēm izdalīs tik daudz siltuma, cik vecā kvēlspuldze (kuru nu veikalos vairs nevar nopirkt 😛 ). Atzīšos, pats darbojos pa siltuma jomu, tādēļ ar interesi uzņemšu kritiku, ja nebūšu kaut ko “pareizi” izteicis un izstrādājis.

Siltuma akumulatora pievienošana. Nu te esmu izvēlējies vieglāko, sākotnēji, noteikti lētāko risinājumu, redzēs, kā tas izvērsīsies ilgtermiņā. SA pievienoju brīvā – noliktavas – telpā, viena radiatora vietā. Spied tik uz bildes, lai to palielinātu.

Radiatoru, protams, ir vairāk, parādīju visu tā, lai vieglāk būtu saprotams.

Jautāsi kādēļ tāds pievienojums? Apkures sistēmas uzdevums (kā zināms) ir siltuma enerģijas novadīšana no siltuma ražotāja līdz siltuma atdevējiem (sildķermeņiem). Process var būt vairāk vai mazāk automatizēts. Mūsdienās populāri ir projektēt apkures sistēmas, kurās cilvēkam vajag pēc iespējas mazāk iejaukties (granulu katli, automatizētie trīsceļu vārsti, automātiskais vadības bloks u.t.m.l.).  Es uzskatu, ka, pirmām kārtām, katram pašam jāsaprot savas apkures sistēmas darbība un, otrkārt, jāapzinās, ka visi automatizētie procesi maksā naudu (cena pērkot), enerģiju (elektrība) un ekspluatacijas izmaksas (regulāras speciālistu pārbaudes + vēl ptu ptu ptu – remonts). Es iestājos par sistēmas vienkāršošanu, tā, lai tā būtu maksimāli droša, lēta, reizē varu pats nodarbināt savu galvu regulējot sistēmas darbību. Tas ko saka citi nav uzreiz jāpieņem par pareizu, bet pašam jānonāk līdz atbildei. Tādā veidā mans uzdevums būs pārbaudīt vai varēšu no savas sistēmas gūt komfortu.

Ar zaļo līniju parādīti apkures sistēmā ierīkojamie elementi. Tie ir:

  • Siltuma akumulators. Būtībā ierīkots radiatora vietā, uz turpgaitas un atpakaļgaitas caurulēm – krāni. Katrā ziņā uz iespēju ierīkot akumulācijas tvertni skatos ar siltuma sajūtu, jo no rīta šajā aukstajā ziemā bija auksts (priekš manis). To varēs uzkačāt pa dienu, un pa nakti vienkārši atstāt valā, ar ieslēgtu sūkni, protams.
  • Lodveida krāns pie karstā ūdens tvertnes. Vecā sistēma ir taisīta tā, ka ar katlu nevar atsevišķi piesildīt tikai karsto ūdeni, tas nozīmē, ka vasarā jānoplāta rokas un jāiet nopeldēties dīķī vai kādā ezerā 🙂
  • Vaļējā izplešanās tvertne. To palielināšu. 2300 litru tvertnē ūdens izpletīsies par 40 litriem. Spečuki tūlīt lēks ārā no krēsliem un skaļā balsī apgalvos, ka tas ir par maz. Piekrītu, ūdens, sasilstot līdz visiem 100ºC, izplešas par 4,3 jeb ~5%, kas ir minēti visās literatūrās ar melnu uz balta. Lieta ir tā, ka tvertne ir liela un lai to piesildītu par Δt = 50ºC (no 20ºC – 70ºC), būs nepieciešamas 8 stundas (pie -20ºC). Vairāk nudien netaisos kurināt. Un ūdens, sasilstot līdz 70ºC izpletīsies par nepilniem 2,3%. Un te ar ir tie 40 litri. Nu labi, īstenībā jau 50 litri, bet 10 litru rezerve izpešanās tvertnē jau būs.

Sistēma, par spīti, ka ir tikai 1 sūknis, strādā apmierinoši, un tas tērē normāli (līdz 100W) un strādā ar pirmo ātrumu. Ar skepticismu skatos uz shēmām, kurās ir 3, 4, pat 5 sūkņi. Nevajag sarežģīt vienkāršo. Viens mazs sistēmas mīnuss ir sūknis turpgaitā (labāk tam būtu atrasties pirms katla (sūkņa darbība paaugstinātos temperatūras apstākļos)). Par karstā ūdens trūkumu vasarā es jau runāju.

Darba izpilde:

2.09.2010. Nu jau kāds laiciņš pagājis, tādēļ nolēmu ievietot šābrīža izfunktierēto tvertnes shēmu. Joprojām meklēju info par sieniņu biezumu, izolācijas biezumu, kā arī uz kā likt. Uz šo brīdi vēl viss ir uz papīra, taču varētu izskatīties sekojoši:

Sieniņas ir no tērauda, 5mm biezumā. Apakšā stieņi, kvadrāta 100x100mm profilā. Izolācija 100mm mīkstā vate ar folijas pārklājumu. Apkures turpgaita ir augšā, atpakaļgaita – apakšā. Problēma ir tāda, ka smagākā plāksne (1.3×1.8 m) sver ~90 kg! Šaubas māc, vai metinājuma vietas izturēs apkures sistēmas spiedienu ~3 bar. Tāpat nezinu, vai kvadrātcaurules izturēs tās 2,8 tonnas. Pamazām, pamazām…

———————-

3.09.2010. Tomēr priekšroku dosim plāksnēm ar biezumu d=4mm, tādējādi smagākā plāksne (1,8×1,3×0,004) svērs ~75 kg. Skatīsimies.

———————-

29.11.2010. Pagaidām nekas nav noticis, plānojam visus darbus veikt Jaunā gada vasarā.

———————-

28.12.2018. Akumulators ir uztaisīts (lasīt 30.10.2018 rakstu), tikai 3 lietas:

1). Ja metina četrkantīgu kubulu, lai gan spiediens uz tvertni nav liels (~0,3bar), tvertne šad tad NOBŪKŠĶ. No apkures sūkņa izraisīta spiediena. Savā akumulatorā metinājām sienas savienojošus stieņus; ja to nebūtu, droši vien jau būtu pārplīsis;

2). Tvertne sanāca mazāka – ~1,8 kubi. Vairāk būtu grūtāk ielikt. Pagaidām izskatās, ka tomēr ir par mazu vai arī par maz piekurinu (~60 grādi). Arī 30kW katls, šķiet, ir par mazu, jo jākurina ~4 stundas no vietas un pie 0 grādiem siltuma pietiek vien knapi 2 dienām;

3). Shēma ir citādāka. Diez vai tik labs rezultāts būtu, ja taisītu tādu pašu shēmu kā pirms 8 gadiem pats rakstīju.

Saule. Vējš. Tava māja

12/08/2010

Šajā rakstā iepazīsies ar arhitektūras risinājumiem, kas palīdzēs ietaupīt naudu, tai pat laikā uzlabos komforta apstākļus Tavā mājā. Risinājumi saskaņā ar dabu.

ZIEMA

1. Uzglabā siltumu iekšā, bet aukstumu – ārā.

a)      Nebūvē uz ziemeļu nogāzes.

b)      Izvēlies vietu nogāzei pa vidu tā, lai izvairītos no auksta gaisa masām lejā un stipriem vējiem augšā.

c)      Plāno kompaktu ēkas dizainu ar minimālu virsmu platības attiecību pret tilpumu, piemēram, divu stāvu ēku, viena stāva ēkas vietā.

d)      Mazāk atklātu sienu. Būvē „sastiprinātu” ar kādu kopā vai grupiņā.

e)      Izmanto augsnes siltumtehniskās īpašības. Citiem vārdiem sakot – izbūvē pazemes stāvu vai citas apklātas struktūras.

f)       Visas tukšās platības ar pazeminātām temperatūrām (kāpnes, skapji, garāža, treniņtelpa, u.t.m.l.) novieto pie ziemeļu sienas. Dienvidu platības, savukārt, atsedz enerģijas gūšanai no saules.

g)      Dažas telpas var uzturēt vēsākas nekā citas, piemēram, guļamistabās var būt vēsāks dienas laikā un dzīvojamās istabas – vēsākas nakts laikā, kad visi guļ.

h)      Samazini logu platību visās debespusēs, izņemot dienvidu.

i)        Iegādājies divu vai triju pakešu logus, tāpat pārbīdāmus logu aizsegus (žalūzijas, fasādes elementus u.t.m.l).

j)       Bagātīgi siltini sienas, jumtu, apakšstāva grīdu, mansarda stāvu, pamatus un stūrus.

k)      Lai izvairītos no aukstuma tiltiem, izolācijai  vajadzētu būt viendabīgai (biezumā). Neveido fasādē izvirzījumus, kas izlaužas vai iespiežas izolācijā. Neizbūvē krāsnis vai citus masīvus elementus, kas iespiežas izolācijā.

2.  Aizsargā māju no vējiem.

a)      Nebūvē vējainos apgabalos, piemēram, augstienēs, pie jūras.

b)      Audzē dzīvžogu, tie mazina vēja iedarbību.

c)      Lai pasargātu ēku, sevišķi ieeju, ierīko dārza zaļumus.

d)      Ļoti vējainās vietās vairākstāvu ēkas vietā izvēlies vienstāvu (tuvāk zemei).

e)      Izvēlies tādu ēkas dizainu, kas mazinātu vēja iedarbību.

f)       Lai mazinātu gan vēja iedarbību, reizē – virsmu platības attiecību pret tilpumu, ēkas dizainā iekļauj noapaļotus stūrus.

g)      Lai labāk aizsargātos no vēja, būvē ēkas grupā.

h)      Ar nolūku mazināt vēja iedarbību un veidot noēnojuma platības saulainajā pusē, būvē jumtu ar pagarinātu slīpumu.

i)        Garāžas un citas saimniecības novietnes novieto ziemas vēju pusē, tas ir, ziemeļos, ziemeļrietumos un, dažreiz, rietumos.

j)        Projektē atklātas platības saules enerģijas gūšanai, apstiklotas verandas ierīko kā vēja mazinātājas.

k)       Vēju var novirzīt ar zemes uzbērumiem vai izbūvējot aizsargājošus zemes vaļņus.

l)        Samazini atvērumus, sevišķi valdošo vēju virzienā. Galveno ieeju izbūvē aizvēja pusē.

m)    Izvēlies logus, durvis un slēģus, kas pieļauj pēc iespējas mazāku gaisa infiltrāciju.

n)      Noslēdz visus bēniņu vēdināšanas atvērumus (Ņem vērā mitruma un radona gāzes veidošanās riskus).

o)      Izbūvējot māju, rūpīgi veic konstrukciju, šuvju un logu rāmju iestrādi. Atvēli līdzekļus augstākas kvalitātes logu un durvju iegādei.

p)      Pagalmu projektē ēkas dienvidu pusē.

q)      Ziemā neizmantotām stikla siltumnīcām aizver logus.

r)       Lai izvairītos no aizputinātām ieejām un logiem, lieto sniega sētas un vēja aizsegus.

3.  Ielaid mājā sauli.

a)      Būvē uz dienvidu, dienvidrietumu vai dienvidaustrumu nogāzes.

b)      Pārbūvē vietas, kur saules pieeja bija liegta (zemes izciļņi, zaļumi vai citi cilvēku radīti veidojumi).

c)      Neaudzē kokus dienvidu pusē.

d)      Dienvidaustrumu un dienvidrietumu pusēs iestādi lapu kokus.

e)      Tāpat, ja ziema ir ļoti gara, lieto lapu kokus austrumu un rietumu pusēs.

f)        Ēkas garākajai asij vajadzētu būt virzītam austumu-rietumu virzienā.

g)      Lielākajai daļa logu vajag atrasties dienvidu pusē.

h)      Lai iegūtu vairāk enerģijas no saules, projektē telpas pie dienvidu sienas. Telpas, kas ir mazāk noderīgas, izvieto ziemeļu pusē, piemēram, garāžu, noliktavas u.t.m.l.

i)        Ierīko brīvu telpu, lai saule to piesildītu caur logiem un konstrukcijām.

j)        Masīvas sienas vai krāsnis ļoti labi uzņem siltumu no saules, tādēļ ierīko tās dienvidu pusē.

k)       Lai gūtu papildu gaismu caur logiem, pagalmu izbūvē no gaiša bruģa, vai citu gaišu materiālu seguma, kas atstaro saules enerģiju.

l)        Lai labāk virzītu gaismu ēkā, virs logiem ierīko alumīnija atstarotājus (pulēts alumīnijs).

m)     Siltā ūdens sagatavošanai, baseinu un telpu piesildei lieto saules kolektorus.

n)      Ja vasarā ēka nepārkarst, interjeru veido no tumšām krāsām.

o)      Izveido saulainas, taču vēja pasargātas āra platības ēkas dienvidu pusē.

VASARA

1. Pasargā no saules.

a)      Nebūvē ēku uz austrumu, sevišķi uz rietumu nogāzes. Ziemeļu nogāzes ir vislabākās, ja saules enerģija nav nepieciešama. Dienvidu nogāzes – ja ziemā nepieciešams saules siltums.

b)      Lieto zaļumus noēnošanai. Mūžzaļos kokus var stādīt austrumu, rietumu un ziemeļu pusēs. Lapu koki ir vispiemērotākie dienvidaustrumu, dienvidrietumu debespušu noēnošanai, kā arī uz jumta. Lapu koki ēkas dienvidu pusē var radīt lielāku kaiti ziemā nekā laba vasarā. Izņēmums varētu būt ļoti karsts klimats ar maigu ziemu.

c)     Gaiši, atstarojoši celiņi, bruģis visapkārt ēkai var pārkarsēt telpas, ja vien dienas gaismas guve nav tavs mērķis. Dzīvojamās istabās paklāji ir vislabākā izvēle, jo tie neuzkarsē telpu un neuzņem saules siltumu.

d)      Izvēlies vietu, kur būs noēnojums no citas ēkas. Garas ēkas ar šaurām alejām starp tām ir vislabākās.

e)      Izvairies no atstarojumiem no blakus būvēm, piemēram, gaišām sienām un atstarojoša stiklojuma.

f)        Lai mazinātu atklāto virsmu laukumu, būvē mājas savietoti vai grupiņā.

g)      Noēnojumam uzbūvē atsevišķas, brīvi stāvošas sienas ziemeļu, austrumu un rietumu pusēs.

h)      Projektē ēku tā, lai tās elementi dotu noēnojumu (balkoni, pagalms u.t.m.l.)

i)        Cik vien iespējams, izvairies ierīkot austrumu, sevišķi rietumu logus. Vismaz samazini to platību un skaitu.

j)        Ierīko tikai vertikālo stiklojumu. Ikvienu horizontāli novietotu logu (jumta logu) vasaras laikā vajadzētu noēnot. Tas neattiecas uz stāviem jumta logiem ziemeļu pusē.

k)      Lieto āra noēnojuma ierīces visiem logiem, izņemot ziemeļu logiem vēsos klimata apstākļos.

l)        Noēno ne tikai logus, bet arī austrumu, sevišķi rietumu sienas. Ļoti karstos klimatos – arī dienvidu sienu.

m)    Lieto dubulto jumtu ar atklātu, labi vēdinātu telpu pa vidu.

n)      Projektē noēnotas āra platības, piemēram, verandu un mašīnas nojumi, lai aizsargātu dienvidu, austrumu, sevišķi, rietumu fasādes.

o)      Dod priekšroku atvērtām, ne noslēgtām noēnošanas ierīcēm, lai izsargātos no karsta gaisa „iestrēgšanu” pie logiem.

p)      Noēnošanai izmanto vīteņaugus.

q)      Lieto pārbīdāmas noēnošanas ierīces, kuras var atbīdīt, lai ļautu ziemā saulei tikt ēkā.

r)      No gaišām sienām saule atstarojas vislabāk (sevišķi baltām). Jumts un rietumu siena ir kritiskākās vietas.

s)      Ja nav vai nevar uzstādīt ārējo noēnojumu, tad lieto interjera noēnojuma iekārtas, piemēram, žalūzijas.

t)      Āra pagalmus, kas ir paredzēti lietošanai vasarā, projektē ēkas ziemeļu pusē. Austrumu puse ir nākošā labākā izvēle

2. Uzlabo dabisko ventilāciju.

a)      Dabiskā ventilācija, kas atdzesē cilvēkus, tiek saukta par komforta ventilāciju.

b)      Plāno un novieto ēku tā, lai varētu „uzķert” dominējošos vējus.

c)      Novadi vējus ēkas virzienā, pārbūvējot apkārtnes ainavu.

d)      Projektē ēkas tālāk vienu no otras, lai pilnīgāk izmantotu vēja dzesējošo enerģiju.

e)      Mērenos klimatos, kur ziemas nav tik aukstas un vasaras – siltas, būvē vaļēju ēkas veidolu, lai tajā uzlabotu ventilāciju.

f)        Dzīvojamās telpas būvē ar augstiem griestiem, tā kā tas uzlabo ventilāciju.

g)      Arī atklātas kāpņu telpas uzlabo gaisa vertikālo kustību.

h)      Uzlabo ventilāciju, ierīkojot liela izmēra logus kā vēja, tā aizvēja pusēs.

i)        Jo plānākas sienas, jo labāka gaisa kustība pie tām.

j)        Kombinē kā augstus, tā zemus atvērumus, lai lietderīgāk izmantotu gaisa kustību gravitācijas iespaidā.

k)      Vēdini bēniņus, veidojot fasādē dažāda tipa logus, tāpat arī visu ēku.

l)        Lai aizsargātos no saules un lietus, izbūvē verandu. Tas padarīs priekštelpu vēsāku, kā arī noēnos apakšējā stāva logus.

m)     Plāno stāvo jumtu ar vēdināmu atstarpi starp jumta slīpnēm.

n)      Priekšroka dodama augstas kvalitātes logiem ar zemu gaisa caurlaidību ziemas apstākļos, taču labu ventilācijas spēju vasaras apstākļos.

o)      Vislabākā gaisa kustība ir atklātā telpas plānojumā. Mazini šķēršļu skaitu (mēbeles, šķērssienas, u.c).

Siltuma akumulatora pieslēguma shēma

09/03/2010

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, tad ir silts, kā pārstāj – auksts. Katlam, darbojoties automātiskajā režīmā, protams, 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, kad termovārsts ļauj ūdenim cirkulēt pārējā sistēmas daļā (gan tvertnē, gan uz radiatoriem). 60ºC – tas nozīmē, ka vārsts uztur katlā vismaz 60ºC. Tā kā sistēma ir “auksta”, 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 variantus:

1.ĒKA: siltuma zudumi ir 20kW (pie āra temperatūras -20ºC), 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 (zudumi 10kW), ar 45kW katlu būs jākurina 5 stundas, lai siltumu no 2m³ tvertnes 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: siltuma zudumi uz pusi mazāki: 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. “Sveiks! Kas jauns? – Pats jauns, hehehe… – Bet kā citādāk? – Nuu, uzliku jaunu akumulācijas tvertni – Nopietni? Uz cik tad liela? – Nuu, standrtiņš, 950 litru – Ūuu, izklausās labi! – Jā, man teica, ka pilnīgi pietiek…” BŪŪŪuuu!!! Tik maza akumulācijas tvertne un mazāk – tas vairumā gadījumu ir par maz un nav nopietni (ja vien ēkai nav ļoti zemi siltuma zudumi), vajag lielāku;
  2. Jo lielāka akumulācijas tvertne, jo ilgāk tā jākurina;
  3. Jo lielāka akumulācijas tvertne, jo vairāk siltuma tā var izdot;
  4. Siltuma zudumi, attiecībā pret katla jaudu ir zemi, tātad, katla jaudas lielums ir jāsaista ar akumulācijas tvertnes lielumu;
  5. 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.

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 stundiņa 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.

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 (runa ir par ūdens temperatūru virs 5 grādi). Spiedienu var samazināt tikai caur drošības vārstu, kad tas no sistēmas izlaiž noteiktu daudzumu ūdens. Ūdens saraujas, kad tā temperatūra samazinās. Dažos sistēmas punktos var rasties negatīvs spiediens. Tad pastāv risks, ka caur blīvējumiem var iekļūt gaiss – pastāv korozijas risks.

Ekspluatējot apkures sistēmu, tajā neizbēgami svārstās siltumnesēja temperatūra (piemēram. +15 grādi auksta sistēma un +90 grādi maksimumā (radiatoru apkure cietam kurināmā katlam) vai +15 grādi un +50 grādi (silto grīdu apkurei), utml), tātad rodas siltumnesēja tilpuma svārstības. Tāpēc, lai absorbētu ūdens tilpuma svārstības, apkures sistēmā nepieciešams lietot izplešanās tvertni, kas ir viens no obligātiem sistēmas elementiem. 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, visbiežāk pielieto šo tvertņu veidu. Tas ir apaļš bundulis (sarkans, pelēks, zils, utml) ar membrānu iekšā. No vienas puses membrānai ir ūdens, no otras – gaiss. Sasilstot ūdens izplešas un spiež uz membrānu. Gaiss otrā pusē spiež pretī. Pretspiedienam izplešanās traukā jāatbilst sistēmas statiskajam augstumam un izplešanās trauka tilpumam jāatbilst sistēmas tilpumietilpībai. Apkures sistēmu vajag projektēt tā, lai gaisa burbuliši, kas rodas sistēmā, neiekļūtu izplešanās tvertnē. Izplešanās traukos ir iebūvēts parastais automašīnas riepas ventilis, tamdēļ viegli tajā “piedzīt” nepieciešamo spiedienu. Bieži vien gaiss caur ventili tomēr “izpumpējas”, “tiek garām”, “izlaižas”. Tamdēļ 1x sezonā būtu ieteicams tajā pārbaudīt spiedienu. Piemēru skatīt zemāk.trauks

Priekšrocības.

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

Trūkumi.

  1. Sarežģītāka pretspiediena noregulēšana, kas regulāri jāuzrauga (1x sezonā),
  2. Nepareizi piemeklēta pretspiediena dēļ, siltumnesēja svārstību iespaidā var krasi samazināt apkures elementu mūžu,
  3. Sistēmā obligāti jāizmanto pareizi izvēlēts un darbojošs drošības vārsts (ja esi dzirdējis ziņas par apkures katlu uzsprāgšanu ēkās, tad tā pavisam noteikti notika slēgtā apkures sistēmā)
  • Vaļējā (apkures sistēma saskaras ar atmosfēru) atrodas sistēmas augstākajā punktā, kas, papildus, darbojas kā atgaisotājs. Metāla trauka izpildījumā. To izvieto sistēmas augstākajā vietā. Šo izplešanās trauku veidu jaunbūvētajās mājās praktiski nevar atrast, tas ir kā vecāku māju (<1990. gada) apkures sistēmu elements. Piemēru skatīt zemāk.

Vecā sistēma

Vēl zemāk attēloju, kā varētu pieslēgt vaļējo izplešanās tvertni parastā, divcauruļu sistēmā. Iesvītrotās līnijas (izplešanās traukā) ir nepieciešamais tilpums, ūdens “staigāšanai”.

I

Priekšrocības.

  1. Vienlaicīgi veic atgaisošanu (ja uzstādīts pareizā vietā),
  2. Daudz mazākas spiediena svārstības sistēmā, kas ir labi apkures elementiem,
  3. Nav draudu katlam uzsprāgt, jo sistēmai ir tiešs kontakts ar atmosfēru.

Trūkumi.

  1. Rūpīgi jāpārdomā par sistēmas atgaisošanas vietām, ja sistēma ir sarežģīta. Ir problemātiski atbrīvoties no gaisa,
  2. Jānovieto sistēmas augstākajā punktā, kur ne vienmēr ir vieta vai nav estētiski,
  3. Jānodrošina pret aizsalšanu, izvietojot to neapsildītos bēniņos,
  4. Nelielos daudzumos ūdens var iztvaikot, tātad šad un tad sistēmā būs jāuzpilda siltumnesējs,
  5. Konstrukcijas virs tvertnes var tikt bojātas kondensāta dēļ.

1. Vaļējas izplešanās tvertnes aprēķins

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

0,00045 – ūdens izplešanās koeficients pie Tmaks.=100°C, (vai 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 kopējā ietilpība.

Piemērs: Sistēmas kopējā ietilpība ir 300 litru. Maksimālā temperatūra sistēmā +90°C, kad sistēma atdzisusi +15°C. Tātad temperatūras svārstības sistēmā t2-t1=75 grādi. V(ūdens svārstībām) = 300 * 0,00045 * 75 = 10.1 litru. Jāizvēlas tvertne ar tādu tilpumu, kas pārsniedz ūdens svārstību ietilpību, tātad vismaz ~11 litru.

2. Slēgtas izplešanās tvertnes aprēķins

V(ūdens svārstībām) = 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, tad k=0,0224, ja 80 grādi-0,0355, ja 90 grādi-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(ūdens svārstībām) = 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 caurulītēm) atbilst ēkai ar laukumu ap 600 m2, ēkā ar apkurināmo platību 180m2 apkures sistēmā mierīgi varētu ietilpt ne vairāk par 150l.

Secinājumi.

  1. Jaunbūvētajās mājās vai pārbūvētās apkures sistēmās parasti pielieto slēgtas izplešanās tvertnes; apkures sistēmas ar vaļējiem izplešanās traukiem izbūvē reti (diemžēl, jo esmu vaļējo tvertņu atbalstītājs);
  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, nav nepieciešams drošības vārsts;
  6. Slēgtas izplešanās tvertnes ir sarežģītāk aprēķināt, tās aizņem lielāku ietilpību;
  7. Slēgtas izplešanās tvertnes raksturojas ar lielāku spiedienu, tātad nelabvēlīgāk katlam un sistēma var “uzsprāgt”, ja katls uzvārās;
  8. Slēgtā sistēmā svarīgākais elements ir funkcionējošs drošības vārsts;
  9. Jāuzmana, lai slēgtajās izplešanās tvertnēs “netiktu” gaiss. Tādēļ vislabāk to novietot uz grīdas, lai izvairītos no gaisa burbulīšiem.

Kā redzi, izplešanās tvertnes aprēķins atkarīgs no vairākiem lielumiem. Parasti tvertnes izvēlas lielākas, ar rezervi, jo ekonomija, izvēloties pēc formulām atbilstošu tvertnes lielumu, ir neliela. Iesaku vadīties pēc standartshēmām, standarttabulām. Precīzo aprēķinu pielieto tikai tad, ja nu tiešām vēlies pārliecināties par izvēles pareizību.

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.

Saules bateriju/paneļu/kolektoru sistēmas. Piemēri

19/10/2009

ideala maz pv_latv

Augstāk ir attēlota saules baterijas shēma ar akumulatoru. Ar sarkanu vadu attēlots +(pozitīvais) vads, ar melnu -(negatīvais) vads, bet ar zaļu – zemējuma vads – strāvas vads, kas jāsazemē (parasti aptin ap zemē ieraktu armatūras stieni). Atceramies, ka strāva plūst no + uz -.

Tātad Kycocera 60 vatu (turpmāk: W) panelis (augšā) ražo 12 voltu (V) līdzstrāvu. No tā plūstošās srāvas stiprums maksimāli būs 60/12 = 5 ampēri(A). Vada izmēru meklē iepriekšējā rakstā “Pārvadāmās jaudas lielums atkarībā no kabeļa šķērsgriezuma. Drošinātāji”. Tātad viendzīslu vads. Lai gan man mazākais vada diametrs tabulā ir 1,5mm², šajā gadījumā te jau derētu 1mm² vads.

Pirmais elements, uz kuru iet līdzstrāva ir pelēkais četrstūris – saules paneļa atslēdzējs. Tas praktiski ir automātiskais drošinātājs, kas sastāv no 15 A drošinātājiem (ar viļņainainu līniju) un slēdžiem (bultiņa). Tā uzdevums ir ātri un droši atslēgt līdzstrāvas plūsmu no saules baterijas un nepieļaut sistēmā pārslodzes. Tālāk, pa labi atrodas uzlādes kontrolieris. Uz tā ir attēloti trīs zīmējumi. Saule, akumulators un lampiņa. Tas nozīmē, ka pie attiecīgā attēla jāpieslēdz attiecīgais elements. Pie saules + un – izvadiem jāpieslēdz saules paneļa izvadi, pie akumulatora – akumulatora izvadi, pie spuldzītes – izvadi uz āra apgaismojumu. Uz visiem šiem izvadiem joprojām plūst 12V līdzstrāva. Vēl jāpiemin, ka biezākas līnijas (pie akumulatora) nozīmē rasnākus strāvas vadus, bet plānākas (piem., saules paneļa izvadi) mazāka šķērsgriezuma strāvas vadus. Tālāk no akumulatora uz strāvas pastiprinātāju iet resnāki vadi, kas nozīmē, ka tur plūst stipra strāva. Cik? Nu parēķināsim: 300/12 = 25A. Tātad maksimāli 25A. Viendzīslu vads. Te derēs 2,5mm² vads, kas ilglaicīgi pieļaus 30A stipru strāvu. Mazāka šķērsgriezuma vadi aiziet arī iekštelpu apgaismojumu, kas “barojas” no 12V līdzstrāvas (tie aprīkoti ar drošinātājiem). Šis strāvas pastiprinātājs pārveido 12V līdzstrāvu 110V maiņstrāvā. Mūsu gadījumā būs jāiegādājas 220V 50Hz maiņstrāvas modelis. Jāatzīmē, ka šajā projektā vēl vajag sazemēt saules paneļus, arī uzlādes kontrolieri, saules paneļa atslēdzēju un slēdžu kasti uz iekštelpu apgaismojumu.

Ja Tev nav līdzstrāvas slodžu, tad pie uzlādes kontroliera, kur attēlota spuldzīte, nebūs izvadu. Tas pats attiecās uz iekštelpu apgaismojumu. Tā visa enerģija tiks veltīta maiņstrāvas slodzēm. Lai vairāk uzzinātu par akumulatoriem, palasi iepriekšējos rakstus. Gaišā dienā saules paneļi nodrošinās ēku ar nepieciešamo enerģiju, liekā enerģija lādēs akumulatoru. Apmākušās dienās vai nakts stundās enerģija nāks no akumulatora. Resnākos vadus, kas iet no akumulatora uz strāvas pastiprinātāju, vajag veidot ne garākus par 1 metru. Tas saistīts ar zudumiem.Tālāk – tāme ASV dolāros, neskaitot darbu un līdzstrāvas slodzes.

Elements Kopā
Kyocera KC-60 60W panelis $335,00
Deka 12V 98Ah akumulators $150,00
Morningstar SunLight-10 uzlādes kontr. $110,00
Statpower Portawattz 300 strāvas pastipr. $90,00
Saules paneļa atslēdzējs $20,00
Kabeļi $13,00
$718

Pv plus akis_bez parv

Augstāk attēlota divu saules paneļu sistēma ar akumulatoriem, bez strāvas pastiprinātāja. Paneļi saslēgti paralēli, līdz ar to strāvas spriegums nemainās, savukārt jauda palielinās divkārši. Tātad uzlādes kontrolierim ir tie paši trīs porti: saules paneļi, akumulators, līdzstrāvas slodzes. Kad akumulatori būs pilnībā uzlādējušies, uzlādes kontrolieris atsēgs to no saules kolektoriem, t.i. ports Nr. 1 būs atslēgts no porta Nr.2, taču ne no porta Nr.3. Paneļi turpinās dot enerģiju uz līdzstrāvas slodzēm (mūsu gadījumā – ventilatoru un trim spuldzēm). Kas attiecas uz akumulatoriem, tos vēlams ievietot ventilējamā kastē, jo lādējoties tie izdala H2, un var aizdegties vadi. Tādēļ vadu šķērsgriezumu ņem lielu. Cik? Aprēķināsim, ņemot vērā uz vada uzlikto 60A drošinātāju. Te derēs 10mm² vads, kas ilglaicīgi pieļaus 80A stipru strāvu. Protams, vads necietīs, jo pirmais pārdegs drošinātājs pie 60A. Līdzīgā veidā var atrast pārējo vadu šķērsgriezumus. Akumulatori arī savienoti paralēli, strāvas ietilpība četrkāršojas, taču spriegums nemainās. Ievēro arī to, ka drošinātājus liek tikai uz + vadiem. Uz elektriskajām  spuldzēm ejošie vadi ir aprīkoti ar 2A drošinātājiem. Ekonomiskās spuldzes pie lielāka strāvas stipruma var pārdegt, tās labāk pacieš nemanīgus tīkla parametrus. Savukārt uz ventilatoru ejošais vads ir aprīkots ar lielāku – 5A drošinātāju. Tas tāpēc, ka ventilators pie paaugstināta strāvas stipruma I (lielāka padotā jauda W) liks rotoram vienkārši griezties ātrāk – tas nav tik prasīgs kā spuldzes. Ledusskapis aprīkots ar 30A drošinātāju, akumulatori – 60A. Kopējās sistēmas izmaksas sastāda aptuveni 2500 dolāru.

suknis

Augšā attēlota 5 saules bateriju shēma bez akumulatoriem, kas darbina zemūdens sūkni. Saules paneļi izvietoti virknē (+ un – poli savienoti), līdz ar to spriegums summējas – 275W un 60V (ja būtu paralēli (+ ar + un – ar -, tad 275W un 12V). Sūkņa ražība 50 l/min. Sūkni ārkārtas gadījumos var pieslēgt arī 220V 50Hz maiņstrāvas tīklam, taču ne uz ilgu laiku, jo tas bojā sūkņa motoru. Sūkņa kontrolieris nodrošina manuālu sūkņa ieslēgšanos/izslēgšanos. Arī to var uz kādu brīdi pieslēgt 220V.

Ūdens sūkņa augšpusei pievienots ūdens izvads (1½’’). Sūknis to spēj maksimāli uzspiest 14m augstumā, neņemot vērā vietējos (līkumi, paresninājumi, sašaurinājumi) un lineāros (jo garāka caurule, jo lielāki zudumi; caurules virsmas raupjums) zudumus. Sistēmu var papildinat ar vēja ģeneratoru, papildu strāvas ģeneratoru utt.

Zemāk tāme:

Elements Kopā
Saules paneļi $1500,00
Sūkņa kontrol. $70,00
Sūknis $1600,00
$3170

suknis ar baciku

Augstāk – papildināta saules paneļu sistēma ar sūkni, ūdens tvertni un sadales caurulēm. Tātad 2 saules paneļi, kopā 160W un 24V līdzstrāvas sistēma. Tālāk – saules paneļu atvienotājkārba. Un tālāk viss vienkārši – sūknis, iztušošanas krāns, uzglabāšanas tvertne un sadales caurules. Iegremdējamā sūkņa ražība 7,6 litri minūtē.

Zemāk galveno elementu tāme:

Elements Kopā
Saules paneļi $570
PVC caurules $200
Sūknis $500
Uzglabāšanas tvertne $100

Tātad kopā sanāk $1370.

kolektors ar vannu

Attēlā augstāk attēlota ļoti vienkārša saules kolektora shēma, kas silda ūdens toveri. Caur plakano saules kolektoru sasilst ienākošais ūdens no tovera. Automātika darbina sūkni un vārstu vienlaicīgi. Ja temperatūra pie kolektora izejas Tk (augšā) ir lielāka par temperatūru ūdens toverī Tt (Tk>Tt + 3°C jeb Tk-Tt>3°C), tad automātika atver vārstu un ieslēdz sūkni. Kad temperatūra izlīdzinās (Tk~Tt), automātika aizver vārstu un izslēdz sūkni. Vārstu var arī regulēt manuāli, piemēram, kad nepieciešams izlaist ūdeni no sistēmas. Kolektoru un caurules vajag ierīkot ar nelielu slīpumu, lai pa iztukšošanas krānu varētu izlaist ūdeni gan no tovera, gan no kolektora.

Izmaksas šim projektam:

Saules kolektors $300, sūknis $300, caurules, savienojumi $200, automātika $150. Kopā $950.

1

Attēlā augstāk – vienkārša sistēma, kas darbojas uz 12V līdzstrāvas. Projekta izmaksas: Siemens panelis $300, akumulators $115, kompaktās fluroscences lampas $63, 10A uzlādes kontrolieris $42, saules paneļu rāmis uz jumta $26, kabeļi u.c $54. Kopā $600

5

Attēlā augstāk – saules kolektora sistēma, kas nodrošina mājai silto ūdeni. Visi veidgabali ir norādīti. Tvertnē šķidrumi (gan aukstais ienākošais, gan kolektora uzsildītais) ir savienoti (sajaucas), nav iespējams ziemas apstākļos no kolektora izliet ūdeni. Šī ūdens sildīšanas shēma atrodama siltajās valstīs – Itālijā, Grieķijā, Turcijā, Spānijā, Portugālē u.c. Sistēmas izmaksas: Kolektors $990, Tvertne $560, Sūknis $490, Kontrolieris $220, Caurules u.c. $60. Kopā $2320

Latvijas apstākļiem šāda shēma nav derīga, jo, labākajā gadījumā, kolektors nevajadzīgi dzesēs ienākošo auksto ūdeni vēl vairāk, taču sliktākajā – gan kolektors, gan tvertne, gan sūknis, gan arī caurules vienkārši saplīsīs. Tas draud rudenī-pavasarī jau pie maziem mīnusiem. Ūdens sasalstot izplešas un saplēš visu. Attēlā zemāk – šī pati, tikai nedaudz pārveidota sistēma, kas piemērota Latvijas apstākļiem.

5b

Pieminēšu tikai to, ka šķidrums, kas plūst caur kolektoru nesavienojas ar ienākošo auksto ūdeni. 180 litru tvertnē ir siltummainis – spirālē savīta caurule. Sķidrums, kas plūst pa kolektoru visbiežāk Latvijas apstākļos ir kāds neaizsalstošs šķidrums, piemēram, etilēnglikols.

7

Attēlā augstāk, saules baterijas sistēma, kas nodrošina ūdeni mājsaimniecības vajadzībām. 90 litru tvertni novieto augstāk, lai ūdens uz māju tecētu gravitātes iespaidā. Kā shēmā redzams, lai darbinātu sūkni, nav nekas vairāk nepieciešams kā saules baterija. Saules baterija maksā $530, sūknis $240.

8

Attēlā augstāk saules baterijas un vēja ģeneratora apvienojums vienā sistēmā. Sistēmā ir tikai 12V līdzstrāvas slodzes. Šuntus jeb paralēlslēgumus liek, lai noteiktu strāvas parametrus. Akumulatorus vēlams izvietot noslēgtās, ventilējamās kastēs. Svarīgi būtu sazemēt gan saules bateriju, gan vēja ģeneratoru. Šīs sistēmas izmaksas:

Vēja ģenerators $500
Saules baterija $265
Akumulatori $208
Kabeļi un aparatūra $100
Atslēdzēji $72
Saules bateriju statīvs $45
Sadales kārbas $61
KOPĀ $1323

11

Attēlā augstāk – nu jau reālāka shēma Latvijas apstākļiem, kur pārveidotājs pārveido no saules paneļiem un akumulatoriem nākošos 12V līdzstrāvas  uz 230V 50Hz maiņstrāvu. Materiālu izmaksas:

Akumulatori $630
Saules baterijas $615
Inverters $600
Uzlādes kontrolieris $198
Lampas $162
Kabeļi, slēdzis u.c. $130
KOPĀ $2335

Attēlā – arī vienkārša 3 saules paneļu sistēma. Sistēmā izvēlēti 70Ah akumulatori, bez strāvas pārveidotāja/pastiprinātāja. Visi elektriskās ķēdes elementi darbosies uz 12V līdzstrāvas. Šis cipars parasti ir atkarīgs no tā, kā saslēgti saules paneļi:

  • Saules paneļi ir saslēgti virknē

Pirmkārt jau atgādināšu, ka, visbiežāk, no viena saules paneļa izejošās strāvas spriegums ir 12V.

Saules paneļus saslēdz virknē pa 2, paralēli nākošajiem diviem un nākošajiem, un nākošajiem, utt. Strāvas izejas spriegums būs divreiz lielāks – 24V līdzstrāva. Ja sistēmā ir akumulatori, tad arī to strāvas spriegumam jābūt 24V. Tiek veidotas kā līdzstrāvas, tā maiņstrāvas sistēmas.

  1. Izvēloties līdzstrāvas sistēmas, jāiegādājas patērētāji, kas darbojas uz 24V līdzstrāvas.
  2. Izvēloties maiņstrāvas sistēmu, jāiegādājas strāvas pastiprinātājs, kas pārveido 24V līdzstrāvas uz 220V maiņstrāvu.

Ja ir daudz saules paneļu, ir iespējams tos visus saslēgt vienā virknē. Tad, piemēram, no 12 paneļiem izies 12*12 = 144V līdzstrāva. Tādā gadījumā, visbiežāk, izvēlas speciālu strāvas pārveidotāju. Iemesls, kāpēc izvēlas šādu virknes slēgumu, ir mazāki zudumi, pārveidojot, apstrādājot strāvu.

  • Saules paneļi ir saslēgti paralēli

Tad ir skaidrs, ka būs 12V sistēma. Ja sistēmā ir strāvas pastiprinātājs, tad aiz tā būs maiņstrāvas, bet, pirms tā – līdzstrāvas slodzes.

Pārveidojot līdzstrāvu uz maiņstrāvu, pārveidotājā zudumos aiziet aptuveni 30%. Jo vairāk paneļu tiek pieslēgti, jo nemainīgāks būs strāvas spriegums. Praktiski visiem patērētājiem “nepatīk” mainīgs elektriskais tīkls. Tie ātrāk nolietojas, spuldzītēm kvēldiegs vienkārši pārdeg. Piemērā 225W raksturo maksimālo saules paneļu sistēmas saražoto jaudu. Uzskatu, ka šāds cipars reāli nav iespējams. Laika apstākļu un zudumu (vados) dēļ. Sistēmā ar akumulatoriem, saules paneļu galvenais uzdevums ir “uzkačāt” akumulatorus. “Aķi” arī būs galvenie strāvas devēji, tamdēļ sistēmā vajag sabalansēt kā uzstādīto saules paneļu, tā arī akumulatoru skaitu.

Vēl viens piemērs (2005.  gads), kur pamielot acis.

  • Elektriskais skūteris EVT 4000E – $1999. Maksimālais ātrums 55 km/h, masa 150 kg
  • Uzlādes kontrolieris Xantex C-40 pārveido 48V līdzstrāvas -> 12V līdzstrāvas, reizē pasargā akumulatorus no pārlādēšanās
  • Darbs, materiāli – $1300
  • Ar vienu pilnu uzlādi var nobraukt 46 – 65 kilometrus
  • Darbs ilga 2 mēnešus, atvēlot 2-4 stundas nedēļā
  • Skūteris, salīdzinot ar iepriekš lietoto iekšdedzes auto, ietaupa aptuveni 4,5 litrus degvielas dienā. Dienā īpašnieks nobrauc ~18 kilometru

Mēnesī 20 darbadienas, ietaupījums 20 dienas * 4,5 litri * 0,7 Ls/litrā = 63 Ls/mēnesī. Projekta izmaksas (1999 + 1300) * 0,5 Ls/dolārā = 1650 Ls. Atmaksājas 26 mēnešos = 2 gados un 2 mēnešos. Aprēķins veikts pēc mūsu dienu degvielas cenām. Nav ņemti vērā laikapstākļi, mūsdienu materiālu, darba izmaksas.

Dažas sistēmas bez komentāriem:

Tajos plūstošās strāvas stiprums A atšķiras.

Siltuma zudumi caur nosiltinātu un nenosiltinātu karstā ūdens cauruli

06/10/2009

Tagad veikšu aprēķinu, ar kura palīdzību noteikšu ietaupījumu uz siltuma zudumu samazināšanās rēķina 🙂

Attēlos zemāk – siltuma zudumu (Vati uz 1 metru) diagrammas attiecīgajam caurules izmēram, pie attiecīgās temperatūru starpības (ūdens temp. mīnus ārējā gaisa temp.). Vienā attēlā – siltuma zudumi nenosiltinātai metāla caurules, otrā – siltuma zudumi ar 40mm akmens vates čaulu nosiltinātai metāla caurulei (diagrammas pie citiem siltinājuma biezumiem var atrast šeit: http://www.engineeringtoolbox.com/heat-loss-insulated-pipes-d_1151.html)

8

7

Piemērs: Gaisa temperatūra +5°C, apkures ūdens temperatūra +65°C

Pēc diagrammām pie caurules izmēra 1 ½ collas un attiecīgās temperatūras starpības līknes (°C) nolasām zudumu jaudu (W/m). Ieguvušo apkopoju tabulā un aprēķinu ietaupījumu:

1 m nesiltinātā caurule 1 m siltinātā caurule
Diametrs mm 1 ½’’ – aptuveni 35 1 ½’’ – aptuveni 35
Siltinājuma biezums mm – (šķērsgriezumā 0-35-0) 40mm (šķ. 40-35-40)
Zudumu jauda W/m ~105 ~15
Zudumi diennaktī kWh 2,52 0,36
Zudumu izmaksas diennaktī Ls (Siltumenerģijas tarifs 40 Ls/MWh => 1 kWh = 0,04Ls) ~0,100 ~0,015
Ietaupījums dienā 0,085 Ls = 8,5 santīmi
Ietaupījums apkures periodā (~180 diennaktis) 15,3 Ls

Piezīmes: 1). Siltinājuma biezums. Nesiltinātai caurulei tā nav, siltinātai visapkārt 40 mm biezumā akmensvate.

2). Zudumi diennaktī. Rēķināts, ka karstā ūdens temperatūra (+65°C) un āra gaisa temperatūra (+5°C) nemainās ne visu 24 stundu laikā, ne visas apkures sezonas laikā;

3). Zudumu izmaksas. Pieņēmu, ka siltums maksā 40Ls par 1 MWh.

Secinājumi: Nosiltinot vienu  metāla apkures caurules metru, diennaktī ietaupījums ir 8,5 santīmi, apkures sezonā tas jau sastāda 15,3 latus. Papētīju PAROC cauruļu izolācijas materiālu cenas. Aradu (http://www.sanistal.lv/uploads/media/0320-PAROC-izolacija-PV-E_01.pdf), ka 1 metrs  1 ½’’ caurules 40 mm siltinājuma maksā 3,62 Ls. Sanāk, ka siltināt cauruli atmaksājas jau 43 dienās, neskaitot darbu un pārējās izmaksas.

Saules kolektors 1.daļa

01/10/2009

Pašam interesē saules kolektori, atradu ko noderīgu, protams, tikai angļu valodā, taču tā kā tā man nav problēma, tad izdomāju šo to uzrakstīt.

Stāvoklis Latvijā

Latvija atrodas uz 57 ziemeļu platuma grāda.

Vidēji Latvijā ir:

  • Ap 1800 saulainu stundu gadā
  • Maksimālā saules starojuma intensitāte vasaras mēnešos – līdz 1000 W/m², vai vidēji ap 500 W/m² = 0,5 kW/m²
  • No 1 m² kolektora laukuma gadā var iegūt:

0,5 kW/m² x 1800h x 0,38 = 342 kWh/m²

  • Salīdzinot ar elektrības cenu:

342 kWh/m² x 0,071 Ls/kWh = 24,29 Ls/m²

Tagad par kolektoriem – kas tie tādi un kā izskatās?

1

Attēlā attēlots izgatavojams plakanais kolektors pa sastāvdaļām.

1 – stikla vāks 4mm

2 – tērauda vai vara skārda sloksne – absorberis 0,5mm, augšpuse nokrāsota melnā krāsā

3 – izlocīta vara vai tērauda caurule ar 8 – 10mm iekšējo diametru

4 – siltuma izolācija, apm. 50mm biezumā (akmens, stikla vate)

5 – koka kaste ar dēļu vai finiera dibenu

Kastes biezums parasti ir ap 70-80 mm

Attālums no absorbera plāksnes līdz stikla virsmai – 15 – 25 mm

Otrais izgatavošanas variants

2

3

Kolektors. Ar bultām parādīti saules starojuma siltuma plūsmas virzieni

4

Attēlā attēlots vakuumcaurules kolektors

Paņemsim vienu piemēru iz dzīves:

Aizkraukles novada ģimnāzijas

direktors Leons Līdums:

„Aizkraukles kolektori 33 m2 uz skolas

jumta ir Dānijas valdības dāvinājums

12 000 Ls vērtībā.”

(Laikraksts”Diena” 12.04 .2005.)

12 000 : 33 = 363,6 Ls/m2 kolektora laukuma

Atmaksāšanās laiks:

363,6 Ls/m2 : 24,29 Ls.gads/m2 = 14,9 gadi

Tagad nedaudz par tīri tehniskām lietām.

Standarta saules kolektoru iekārtas

Sastāvdaļa Izmēri
Plakanais kolektorsVakuumkolektors 1,25 – 1,5 m² uz cilvēka1,00 – 1,2 m² uz cilvēka
Uzglabāšanas tvertne (zem spiediena) 40 – 70 litri uz m² kolektora laukuma
Siltummainis (iebūvēts uzglabāšanas tvertnē) 30 – 40 W/K jauda uz m² kolektora laukuma (atbilst 0,15 – 0,20 m² virsmas laukuma)
Cauruļvadi 15mm ārējais diametrs līdz 8 m² kolektora laukuma un 50 m caurules garuma
Sūknis, manometrs, drošības vārsts, izplešanās trauks 25 – 80 W sūknēšanas jauda (vislabākais ir speciāli regulējams sūknis, citādāk noder mazākais pieejamais apkures sistēmas sūknis)
Automātika (temperatūras starpības aprēķins starp kolektoru un uzglabāšanas tvertni, maksimālais temperatūras ierobežojums uzglabāšanas tvertnē) Relejs sūkņa kontrolei

Ar šādiem sistēmas parametriem, ikgadējais siltumenerģijas pārklājums būs 40 – 60%, ap 70 – 100% vasarā un 10 – 20% ziemā.

Attēlā redzama viena no vienkāršākajām saules apsildes sistēmām ar standarta aprīkojumu. Pa noslēgto kolektora loku plūst ūdens vai kāds nesasalstošs šķidrums. Uzglabāšanas tvertnē ieiet kā kolektora, tā papildus siltuma avota (apkures katls, elektriskais boileris, u.c.) siltummaiņi – cauruļu vijumi, kuru uzdevums caur siltumnesēju nodot akumulēto siltumu ienākošajam dzeramajam ūdenim. Šķidrumi savstarpēji nesaskaras. Temperatūras kontroles uzdevums ir noteikt temperatūru kolektora augšpusē T1(tur būs viskarstākais punkts) un temperatūru uzglabāšanas tvertnes lejas daļā T2. Kad T1-T2>7°C, temperatūras kontrole padod signālu sūknim, un tas ieslēdzas un notiek cirkulācija, līdz temperatūru starpība ΔT nokrīt līdz 3°C.

Ir dažādas kolektora apsildes sistēmas. Ir arī tāds risinājums, kurā var iztikt bez sūkņa un citu sarežģītu aprīkojumu. Shēma izskatās aptuveni šāda:

6

Vasarā šis ir labs variants dušai.

Biju Ķīpsalas izstādē “Vide un enerģija” 15. oktobrī. Bija interese pameklēt kādu saules kolektora izplatītāju. Atradu vienu, kurš 2 m² kolektoru (1mx2m) tirgoja par 270 Ls. Tātad gadā no tā varētu gūt 50 Ls vērtu siltumu. atmaksātos 6 gados. Vēl, protams, jāierēķina pārējās sistēmas izmaksas (izplešanās trauks, sūknis, pretvārsts, elektronika, u.c.) un tad vēk sanāks ap 300 Ls.

Uzskatu, ja pērk, tad vai nu atlikt uz vēlāku liku, kad cenas noteikti kritīsies, vai nu tieši no rūpnīcas. Ir viena tāda ļoti laba adrese, kur var nopirkt visas “lēto ķīniešu” preces un ne tikai. http://www.alibaba.com – atsauksmes labas. No latvju bāleliņiem sanāk pirkt daudz dārgāk, nekā pa tiešo no Ķīnas ar visu sūtīšanu.