“Mazā loka” izbūve esošiem granulu, šķeldas un malkas katliem un citi jautājumi

Sveiciens!

Varbūt Tev liksies, ka te ir par daudz liekvārdības, bet es te galu galā esmu boss un vēlos garāku ievadu šai tēmai.

Kāpēc iedomājos par šādu tēmu? Vienkārši kā ar zibeni iespēra!! Strādāju pašvaldības uzņēmumā, kas nodarbojas ar novada siltumsaimniecības lietām. Nesen, teritoriālās reformas dēļ, novadam pievienoja mazākus novadus, liekot pārņemt mazo novadu siltumiestāžu saimniecības. Nesūdzos, jo ir daudz interesantu lietu, ko uzlabot, uz ko tiekties, bet ir arī ko pamācīties.

Mazo novadu siltumiestāžu saimniecību raksturojums:

1. Siltumnesējs netiek mīkstināts mīkstināšanas iekārtā. Ja ir bijis Eiropas projekts, mīkstināšanas iekārtas parasti ir uzstādītas, diemžēl tas uzreiz nenozīmē, ka tās tiek arī pielietotas (nav zināšanu/motivācijas tās pielietot). Nedaudz atkāpjoties, vēlos teikt, ka ideālā gadījumā siltumnesējs katla, siltumtrašu, arī ēkas kontūrā (kopējā apkures sistēma) nemainās, t.i., pa kopējo apkures sistēmu vienam un tam pašam siltumnesējam jācirkulē iespējami ilgi, kas saglabā tās mūžu ilgu – sauksim to par Vecu ūdeni. No otras puses, Jauns ūdens (tikko sistēmā papildināts ūdens) ir agresīvs, līdz tiek neitralizēts – izreaģē, liekot visiem apkures elementiem rūsēt. Siltumiestāžu saimniecībai būtu jāmotivē klients pēc iespējas mazāk izmantot kopējās apkures sistēmas ūdeni (tecināt to no radiatoriem vai katru gadu, reizē ar radiatoru nomaiņu, iztukšot sistēmu, u.t.m.l.). Mīkstināšanas agregātā Jaunais siltumnesējs tiek padarīts nekaitīgāks jeb “iesālīts”. Cipari? Ir piemēri, kur siltumtrasēs caurumi rodas jau 7 lietošanas gadā, ir piemēri, kur siltumtrases kalpo 25 un vairāk gadus…;
2. Nepārdomāts, neizdevīgs elektrības pieslēgums, neekonomiski apkures sūkņi un citas elektroietaises. Par apkures pieslēgumu – parasti ar elektrotīkliem ir bijis noslēgts līgums par nevajadzīgi augstiem ampēriem (A), piemēram 120A un vairāk uz katlumāju. Bet nav taču vairs katlumājās daudzo katlu, lielo motoru ko darbināt! Aiciniet talkā elektriķi, noskaidrojiet, varbūt Jums nemaz nevajag tik stipru pieprasāmo strāvu no elektrotīkliem? Apkures sūkņi – tie griežas VISU sezonu, bet parēķiniet, varbūt būtu vērts samaksāt krietnu naudas summu un uzstādīt energoefektīvāku sūkni, kurš galu galā sezonas izskaņā būs par kaut kādu daļu sevi atpelnījis? Ja Jums ir esošs trīsfāzu sūknis un ir žēl no tā šķirties, cits uzlabojums būtu uzstādīt frekvenču pārveidotāju, kas ļaus ieekonomēt elektroenerģiju. Sūknim ar pilnu jaudu (te domāts “Lielā loka” apkures cirkulācijas sūknis) vajadzētu strādāt aukstākajos mēnešos, noteikti ne rudenī un pavasarī. Ja, piemēram, ar frekvenču pārveidotāju izdodas samazināt apkures sūkņa jaudu par 100W (0,1kW), sezonas laikā ietaupījums sastādīs ~0,1kW*24h*210d*0.25€/kWh=125€, kas nebūt nav maza summa…
3. Slikti sakārtota darba vide. Kam gan patīkas strādāt tumšā, piekvēpušā katlumājā, kur pa kājām maisās pelni, izlietnē samesti cigarešu izsmēķi un jābaidās, ka neiekrīt podā? Par dušām nemaz nerunāsim! Un kurš elektrības drošinātājs par ko atbild? Saprotu – bjudžeta jautājums, bet visu uz naudas iztrūkumu norakstīt nevajadzētu…
4. Mērinstrumenti! – aū!. Nevar par neko spriest, ja nav svarīgāko mērinstrumentu, kā, piemēram, termometru (uz turpgaitas, atgaitas caurules, pie katlumājas sienas, aiz katla – dūmgāzēs, u.t.m.l) un manometru (pirms, aiz filtra, trases turpgaitā u.t.m.l.). Mērinstrumenti pirmie norāda uz problēmām, ietaupījuma iespējām. Uzklausīsim tās!…
5. Kāds spiediens ūdensapgādes tīklā, tāds arī siltumtrasē. Tas ir nevajadzīgi. Cik ir spiediens ūdenstīklos? Pieņemam, ka 4-5 bāri. Novados pārsvarā dominē mazstāvu apbūve – 1,2,3 stāvu, retāk 4 un vairāk stāvu. Cik vajag spiedienu siltumtrasē ar 1 stāvu apbūvi, pieņemot, ka reljefs ir vienāds? Cik ēka ar 1 stāvu ir augsta? Ja pieņemam, ka 4 metri, tad siltumtrasē pietiktu ar 0.7 bar (7m ūdens staba, vai ne?) Attiecīgi 2 stāvu – 1.1 bar (11m ūdens staba), 3 stāvu – 1.5 bar (15m ūdens staba), un tā tālāk. Zemāks spiediens siltumtrasē – saudzējošāk pret katlu, siltumtrasēm, pielietotajiem “brīnumiem” klientu siltumapgādes sistēmā….
6. Un visbeidzot – nepareiza katla ekspluatācija!! Manuprāt tas ir vislielākais pārkāpums, kas sastopams lielākajā daļā katlumāju. Katliekārtas ir dārgākais elements – siltumiestāžu “sirds”. Siltumtrases vēl var sametināt, bet apkures katlus – ne vienmēr. Kas ir rakstīts katla instrukcijā, kādu temperatūru jāuztur katlā? Pareizi, 70, 80 un pat 90°C! Bet cik ir pēc fakta? Lai gan apkures katliem šur tur tiek uzstādīta recirkulācijas līnija, kā piemērā zemāk,

vai

tas īsti nav pareizi, jo katls funkcionē tāpat kā sekojošā shēmā, kur viens loks ietver gan katlu, gan siltumtrasi:

Un tas ir ļoti bēdīgi. Ja vien netaisāties klientam piegādāt +80°C siltumnesēju, rudenī. Protams, kas gan vainas – sistēma izbūvēta maksimāli vienkārši: viss atkarīgs no 1 cirkulācijas sūkņa. Tas ir sarkasms.

Beidzot mēs nonākam līdz virsraksta tēmai – piedāvāšu risinājumu, lai šādās sistēmās izveidotu “mazo loku”. “Mazā loka” mērķis ir katlā uzturēt nemainīgu, pastāvīgu temperatūru: 70-75-80-85 vai 90°C karsts siltumnesējs katla izvadā un 60-65-70 vai 75°C karsts siltumnesējs katla ievadā. “Lielais loks” visbiežāk aprīkots ar motorizētu vārstu, ar mērķi regulēt siltumnesēja temperatūru siltumtrasē, atkarībā no ārgaisa temperatūras (variē diapazonā no 40°C līdz 75°C turpgaitā, atkarībā no pieprasījuma). Gan “Mazajam lokam”, gan “Lielajam lokam” nepieciešams atsevišķs sūknis. Zemāk – piemēri:

Ar 3-ceļu vārsta palīdzību…

Ar lodveida ventiļu palīdzību…

AR 3-CEĻU VĀRSTA PALĪDZĪBU: ja ir finanses, ierīkojiet motorizētu 3-ceļu vārstu, kas, pēc programmas pieprasījuma, automātiski regulēs siltumpadevi uz “Lielo loku”. Šādā variantā iespējama funkcija – par prioritāti iestatot “Mazā loka” temperatūru. Tas nozīmē, ja krīt temperatūra “Mazajā lokā”, programma samazina siltuma padevi uz “Lielo loku” – katla temperatūras nemainības saglabājoša funkcija.

AR LODVEIDA VENTIĻU PALĪDZĪBU: “lētais” variants, jo lodveida ventiļi ir lētāki par 3-ceļu vārstu. Te 3-ceļu vārstu aizvieto ar 2 lodveida ventiļiem. Darbības princips: ja ārā silts, tad Lodveida ventilis Nr.2 tiek pievērts (katls dod mazāk siltuma), tai pat laikā Lodveida ventilis Nr.1 – atstāts vaļā (pa siltumtrasi “trenkā” atdzisušo siltumnesēju). Savukārt, ja ārā auksts, Lodveida ventilis Nr.2 tiek atvērts (katls dod vairāk siltuma), tai pat laikā Lodveida ventilis Nr.1 – atstāts vaļā vai pievērts (siltumnesējs tiek vairāk dzīts uz “Mazo loku”).

Nav ieteicams samazināt cirkulāciju “Lielajā lokā”, kas notiek, reizē pieverot Lodveida ventili Nr.1 un Nr.2. Nebūs slikti atcerēties lodveida ventiļu atvēruma-caurplūdes mijiedarbību:

Tā, piemēram, ja vēlamies ~60% NOMINĀLO* plūsmu caur lodveida ventili, ir nepieciešams rokturi pagriezt par ~35 grādiem. (* ja caurplūde caur ventili ir mazāka par NOMINĀLO, tad, iespējams, jau pie 35 grādu atvēruma caurplūde būs 100%).

Rūpēsimies par savām siltumsaimniecībām, jo VIENAM cilvēkam nepareizi ekspluatējot apkures katlu un, galu galā, “savārot ziepes”, cietēji un maksātāji būs DAUDZI klienti.

SenLOLotais apkures projekts mājai ir veikts!

Drīzumā rakstīšu par šovasar veiktajiem darbiem apkures pārbūvē

Tātad esmu atpakaļ. Zemāk redzama apkures sistēma pirms gada.

Vaļēja apkures sistēma (~0,3 bar spiediens), silts tikai tad, kad kurina čuguna katlu. Kā pārstāj kurināt, pēc ~2-3 stundām jau jūt aukstumu. Nevar arī regulēt radiatorus – cik katlā, tik radiatoros. Sistēmas kopējā ietilpība – ap 200 litriem

Un tālāk – pārbūvētā sistēma:

Piebūvēta akumulācijas tvertne ar ietilpību 1800 litru. Palielināts izplešanās trauks, šķiet no 15 L uz 80 L. Kur jaunas caurules, tur PPR kausējmā plastmasa. Divi cirkulācijas sūkņi. Katla cirkulācijas sūkņa uzdevums ir piekurināt akumulācijas tvertni. Radiatoru sūkņa uzdevums ir “kruķīties” pa “peremičku” (pelēcīgi-sarkanā līnija) un dot siltumu pēc vajadzības, ņemot klāt karsto ūdeni caur termovārstu. Vajadzību termovārstam noziņo temperatūras devējs, montēts uz caurules aiz radiatoru cirkulācijas sūkņa. Ā, vēl nepiezīmēju, ka man uz katla cirkulācijas sūkņa arī ir uzparikte – ja no katla izejošā ūdens temperatūra pārsniedz 75 vai 80gr (uz caurules virs katla montēts termodevējs), sūknis ieslēdzas un izslēdzas, kad temp. nokrīt līdz 65gr.

Cita lieta ir BOILERIS. To neslēdziet, kā parādīts shēmā. Pārāk mazi grādi. Lai nebūtu leģionāru slimības, šad tad pieslēdzu elektrību dezinfekcijai. BOILERIS IR PIEVIENOTS NEPAREIZI, lai gan neesmu vēl padomājis, kā būtu to pareizāk pieslēgt.

Secinājumi:

+ Siltums pietiek visu nakti un vairāk – lielāks komforts (ar pilnu akumulatora uzlādi (~70gr) pie 0 grādiem ārā pietiek gandrīz 2 diennaktīm);

+ Var regulēt temperatūru uz radiatoriem (to nodrošina termovārsts ar temperatūras devēju). Ideālāk būs vēl uzlikt uz katra radiatora termovārstu, bet mans uzstādījums bija: nelikt šķēršļus cirkulācijai;

+ Kurināmais sadeg lietderīgāk – mazāk aizaug katls , mazāk aizaug skurstenis (jo lielāki grādi katlā);

– Aiziet varāk siltuma skurstenī , jo ir lielāki grādi, un čuguna katls arī nav tik ekonomisks kā tēraudnieks. Šķiet, ka mana slavas dziesma par čuguna katlu tomēr ir bijusi pārspīlēta. Ja regulāri tīra katlu, grib lielāku jaudu un grib ietaupīt malku, tad jāizvēlas tēraudnieks. Nākošo (pēc 15 gadiem 😀 ) ņemšu tēraudnieku;

– Aiziet vairāk malkas, kā iepriekš (jo ir vienmērīga temperatūra cauru diennakti). Pagaidām izsktās, ka aizies ~1,5x vairāk malkas, nekā iepriekš;

– Sarežģītaka sistēma – 2 sūkņi, kaut kas var noplīst un sistēma var uzvārīties, sacepties PPR caurules. Lai gan ārkārtas situācijā (ir pamēģināts) var iztikt arī ar vienu sūkni;

– Ziepes taisa gaiss – sistēma ir vaļēja un ilgi gaisojas. Kaut pagājuši jau 4 mēneši, joprojām akumulācijas tvertnē parādās gaiss, kas mēdz “noštopēt” plūsmu caur termovārstu – māja paliek auksta, jo radiatoru sūknis nespēj izdzīt gaisu caur termovārstu. Problēmas rada cipas, kurās ieķeras gaiss, kā attēlā zemāk. Paredziet lodveida ventiļus atgaisošanai.

Pēc pilnīgas atgaisošanas ziepēm vajadzētu beigties. AUTOMĀTISKIE ATGAISOTĀJI, MONTĒTI UZ AKUMULĀCIJAS TVERTNES UN CAURULĒM, NELĪDZ NEKO. Jo ir pārāk mazs spiediens. Virs tvertnes lodveida ventilis, caur ko arī atgaisoju. Attēlā zemāk piedāvāju super variantu, kā, ja ir vaļējs izplešanās trauks un mazs spiediens sistēmā, vislabāk dabūt ārā gaisu no sistēmas .

– Kurināt vajag ilgāk, bet toties var iegūt vairāk siltuma no sadedzinātās malkas kilograma. Man ir samērā mazs katls, attiecībā pret mājas apkurināmo platību (30kW / 120 kv.m.) un akumulācijas tvertnes tilpumu (30kW / 1800 l).  Lai dabūtu no katla lielāku jaudu, jātīra katls regulāri. Lai mazāk siltums tērētos, vajadzīga ēkas siltināšana. Lai arī ārsienas, pamati, bēniņu grīda ir siltināta, vajadzētu vēl nosiltināt resnās caurules gar istabu griestiem – nav vajadzības sildīt griestus;

– Sistēmu palikusi “ievainotāka”. Lai gan man ir metināta akumulācijas tvertne (3mm tērauds), ar iekšā iemetinātiem šķērsstieņiem, un, šķiet, ka viss ir droši, jo nav liela spiediena, vienreiz pārplēsu akumulācijas tvertni. Joks tāds, ka akumulācijas tvertne neizturēja nevis no spiediena, bet no vakuuma. Biju krānu uz peremičkas aiztaisījis ciet un vakuums radās tik liels, ka atplēsa šķērsstieni un viss ūdens iztecēja. Tagad krānus daudz negrozu, uzliku arī uz tvertnes manometru, lai var vērot spiedienu tajā. Arī PPR platsmasas caurules, kas ir pavājš punkts ķēdītē, šur tur tecēja, bet, ar ko līdzīgu epoksīda sveķiem un lentu, ar sūcēm esmu ticis galā.

KO ES SECINU

Kopumā esmu apmierināts ar pārbūvi, jo ir silti. Patīkami iepriecina sistēmas darbība, kad temperatūra ir ap 0 grādiem – te varētu mājā uzmontēt vēl 2 kb.m. ūdens akumulatoru, jo līdzšinējo akumulācijas tvertni katls ātri uzkurina uz tiem 70 grādiem. Būtu siltums uz ilgāku laiku! No otras puses, kad ārā ir -10 un vairāk, krietni ilgāk ir uzkurināt uz vajadzīgjiem grādiem. Tvertne ir joprojām jāpagaiso, līdz ar to ierosinu: ja taisiet, taisiet sev sistēmu zem spiediena, vismaz 2-3 bāri. Nekļūdīsies, ja slēgto izplešanās trauku taisīsi vismaz ap 8-10% no sistēmas ietilpības. Ja sistēma būs ar zemu spiedienu, tā viennozīmīgi būs drošāka, bet iesaku sataisīt atgaisošanas bunduļus, kā augstāk zīmēju. Otra lieta – salieciet krānus, lai, ja ir vajadzīgas pārbūves, nav lieki jātecina nost siltumnesējs. Nākošo katlu būtu jāņem jaudīgāku, lai nav tik ilgi jākurina. Galvenais – lai vieta katla telpā atļauj.

Un nedaudz par akumulācijas tvertni. Nosiltināju ar 2gb x 5cm akmens vates paklāju un baidījos, ka īsti nebūs labi, jo siltums tik un tā zudīs, un garāža, kurā atrodas tvertne, nevjadzīgi sils. Arī tvertnes apakšu nevarēju nekādīgi nosiltināt. BET NEKĀ TAMLĪDZĪGA!! Tvertne uz āru nedod praktiski nekāda siltuma, garāža ir tikpat vēsa, kā iepriekš. Tā ka nebaidieties no plikām, pašpuiku taisītām tērauda tvertnēm – pakojiet tās kārtīgi un tās nebūs sliktākas par rūpnieciski izolētām!

Un vēl kas… Visa “automātika” man izmaksāja 60-70 eiro (termovārsts DN25 + termogalva ar iznesamu devēju + katla sūkņa ieslēdzējs pie plus 80gr). Es domāju, ka tas ir ļoti lēti. Katla sūknis dzīvo savu dzīvi. Tas pats attiecas uz radiatoru cirkulācijas sūkni, kas griežas nepārtraukti. Vajag tikai regulēt termogalvu, atkarībā no siltuma zudumiem. Viss. Un ko vēl es secinu – KATRAM MALKAS KATLAM – AKUMULĀCIJAS TVERTNI! urā tavarišči!

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, 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.

Saules bateriju/paneļu/kolektoru sistēmas. Piemēri

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

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.

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

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.

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.

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

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.

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.

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.

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

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.