Oszczędność armatury, oszczędność czasu montażu
Ogrzewanie olejowe z uproszczoną hydrauliką grzewczą, dopasowaną do wydajności
W wersji standardowej hydraulika Baunach reguluje powrót obiegu grzejnikowego do przepływu niskotemperaturowej instalacji ogrzewania podłogowego z precyzją co do stopnia i litra. Za stronę wysokotemperaturową odpowiedzialny jest kocioł olejowy lub gazowy, który pracuje na skali przesuwnej. Wykorzystanie energii odnawialnych wiąże się jednak w większości przypadków ze stałą temperaturą wody w kotle - a co za tym idzie - z dodatkowym mieszaczem dla grzejników. Inżynier ogrzewania zaproponował więc rozszerzenie programu "rendeMIX". Baunach wprowadził tę sugestię w życie. Jak? Wyjaśnia to przykład centrum grzewczego Backnang.
Nie ma lepszego sposobu, aby to ująć: "Sama sprawność kotła nie jest miarą ekonomicznego ogrzewania. Kombinacje kocioł/kotły - nawet jako nowe systemy kotłów kondensacyjnych - są tak stare jak samo centralne ogrzewanie pod względem technologii systemowej. Odpowiedzialność leży zatem w poprawie rocznej wydajności systemu: oznacza to, że należy wziąć pod uwagę nie tylko poszczególne komponenty, ale cały system grzewczy od piwnicy po salon. Wysoka efektywność energetyczna wymaga doskonałej harmonizacji systemu. Planowanie i instalacja powinny opierać się na tej maksymie, zaczerpniętej z broszury. Jednak z jakiegokolwiek powodu praktyka nie zawsze stosuje się do tego imperatywu. Wdrożenie często oddaje znaczną część potencjału efektywności. Oczywiście fakt, że punkty wydajności nie są wykorzystywane, ma również związek z tym, że podłączenie do zoptymalizowanej jednostki często musi być wykonywane ręcznie: z dodatkowymi złączkami i komponentami, które zwiększają koszty. A przede wszystkim z kosztownym czasem: myślenie, rejestrowanie wymagań, prawidłowe ustawianie i sprawdzanie - to kosztuje, kto za to płaci?
Rys. 1: Schemat obwodu oprawy z dwoma mikserami.
Rys. 2: Widok przekroju zasobnika buforowego Olymp "centrum grzewcze". Ukośne kanały spalinowe regulują temperaturę wody w zasobniku (wody kotłowej) w olejowym kotle kondensacyjnym. Wymiennik ciepła kondensacji za kotłem jest ukryty w zgrubieniu rury spalinowej za kotłem.
Koncepcja systemu
Dlatego też niektórzy producenci rozwiązują obecne wyzwanie polegające na zmniejszeniu zużycia energii pierwotnej za pomocą zaawansowanych systemów, które są już dostępne w fabryce - co oczywiście wymaga innowacyjnych handlowców, którzy zarówno rozpoznają korzyści energetyczne, jak i są w stanie przekazać je klientowi. Ekologiczne "centrum grzewcze" Zakład Olymp Ltd. oznacza taką alternatywę dla konwencjonalnej konstrukcji systemu grzewczego. Nawiasem mówiąc, zacytowane powyżej początkowe zdania pochodzą z ulotki tego generatora ciepła. W zasadzie już one wyjaśniają istotę centrum multi-energetycznego: źródło ciepła, wytwarzanie, magazynowanie i dystrybucja mają tę samą wagę. W przypadku centrum Olymp wytwarzanie i magazynowanie oznacza, że rury spalinowe biegną ukośnie przez cylinder buforowy, działają jak wymiennik ciepła i ogrzewają cylinder o pojemności 350 litrów do maksymalnej temperatury 75 °C.
Dwustrefowy zasobnik termiczny umożliwia przechowywanie różnych temperatur w zależności od ich poziomu i pobieranie ich w zależności od zapotrzebowania. "Jeśli ciepła woda grzewcza jest wystarczająca jako przepływ, należy najpierw pobrać ciepłą wodę grzewczą ze środka każdego zasobnika, zanim zmieszasz cenną ciepłą wodę z zimną wodą w destrukcyjny sposób", mówi Hans-Georg Baunach, drugi z trio apologetów efektywności, który odnowił system ogrzewania olejowego w Backnang w Badenii-Wirtembergii we wzorowy sposób. Jego firma opracowała mieszacz wielodrogowy "rendeMIX", który niezależnie przeprowadza dwustrefowy rozładunek (i załadunek) kotła Olymp z prawidłową temperaturą.
Dwustrefowy załadunek i rozładunek
Pierwotnie "rendeMIX" miał jedynie łączyć dwa obiegi grzewcze o różnych poziomach temperatury, a mianowicie podłączać niskotemperaturowy system ogrzewania podłogowego za grzejnikami wysokotemperaturowymi, zmieniając przepływ powrotny grzejników w przepływ systemu ogrzewania podłogowego. Wymaga to między innymi automatycznego wyrównania różnych natężeń przepływu w grzejnikach z jednej strony i wężownicach rurowych w jastrychu z drugiej strony za pomocą wewnętrznego obejścia. Jednak "rendeMIX" może teraz zrobić znacznie więcej. Na przykład, jak już wspomniano, może ładować i rozładowywać naprzemiennie strefy temperaturowe w zasobniku, integrować ciepło słoneczne i wiele więcej. Mieszacz typu "3×4" (trzy podłączenia do bufora, cztery do dwóch obiegów grzewczych), który został zainstalowany w Backnang i którego szczegóły zostaną wkrótce przedstawione, decyduje o trzech strefach: gorącej (góra), ciepłej (środek) i chłodnej (dół) w jednym zbiorniku. Oczywiście bufor musi mieć odpowiednie połączenia. Może je zapewnić centrala grzewcza Olymp.
Trzeci innowacyjny partner w Backnang, Fabian Lutz, dyrektor zarządzający Malu GmbH z Weissach im Tal niedaleko Stuttgartu, łączy technologię Olymp i Baunach w solidną całość. "Dla nas myślenie i działanie zorientowane na środowisko jest dyrektywą; kierujemy się szacunkiem dla natury. Oznacza to, że wykorzystujemy zasoby tak oszczędnie, jak to tylko możliwe. Jeśli zdajemy sobie sprawę, że jest tu jeszcze ukryta rezerwa, staramy się ją wykorzystać" - mówi inżynier ogrzewania, wyjaśniając swoją sugestię dla Baunach, aby "ulepszyć" wariant mieszacza "rendeMIX", tak aby można go było wymienić na istniejące konwencjonalne zespoły w ekologicznym "centrum grzewczym" Olymp bez żadnych prac instalacyjnych, jeśli chodzi o podłączenie obwodu niskotemperaturowego do obwodu wysokotemperaturowego zgodnie ze schematem Baunach.
Potrojona pojemność w tym samym sklepie
W szczególności mówimy o wzroście rocznej wydajności o siedem do dziesięciu procent, lepszym wykorzystaniu istniejącej objętości bufora dzięki inteligentnemu, zorientowanemu na temperaturę załadunkowi i rozładunkowi, dzięki czemu pojemność magazynowa zwiększa się dwu- lub trzykrotnie, zmniejszeniu pracy palnika do 4000 uruchomień na 2000 godzin pracy, tj. długich czasach pracy wynoszących średnio pół godziny w budynku mieszkalnym o powierzchni ogrzewanej 270 m2 , z grzejnikami na piętrze i ogrzewaniem podłogowym na parterze.
Trzeba przyznać, że ani kocioł buforowy Olymp, ani mieszacz wieloportowy "rendeMIX" nie są innowacjami. To, co sprawia, że renowacja budynku mieszkalnego w Backnang jest tak warta wspomnienia, to właśnie wspomniane dane operacyjne wynikające z konwersji nowego kotła na technologię mieszania firmy Hückelhoven i jego adaptacji projektowej do buforowych kotłów magazynowych dla dwóch obiegów mieszania: Olejowy kocioł kondensacyjny o maksymalnej mocy 24 kW zawiera w standardzie dwie całkowicie normalne grupy mieszaczy z dwoma mieszaczami trójdrogowymi dla dwóch oddzielnie, a zatem nieoptymalnie zasilanych obiegów wysoko- i niskotemperaturowych. Ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę wspólnego powrotu grzejnika/ogrzewania powierzchniowego, wydajność kondensacji jest również ograniczona w wersji fabrycznej. Centrala grzewcza jest zasilana przez "palnik rakietowy" z MHG. Stosunkowo duża pojemność wodna kotła wynosząca 350 litrów umożliwia zainstalowanie niebieskiego palnika płomieniowego firmy MHG, który z zasady nie jest całkowicie cichy. Fabian Lutz uzasadnia tę decyzję swoim wieloletnim pozytywnym doświadczeniem z tego typu kotłami. "Co prawda poziom hałasu jest nieco wyższy niż u konkurencji, ale ilość wody tłumi rezonans. W każdym razie emisja hałasu nie wzrosła w sposób słyszalny, co potwierdzają mieszkańcy".
Zewnętrzny kondensacyjny wymiennik ciepła
Niebieski płomień sygnalizuje w dużej mierze bezstratną konwersję chemicznie związanej energii oleju opałowego w ciepło. Palnik został opracowany wiele lat temu we współpracy z Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR). Trzecia generacja jest już dostępna na rynku. Oprócz zasady działania bufora, należy zauważyć, że kocioł nie działa ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła, ale z kondensacyjnym wymiennikiem ciepła. Znajduje się on w kanale spalinowym na zewnątrz płaszcza, tuż przed wejściem do komina. Odpowiedni rozdzielacz z pompą tłoczy częściowy przepływ wyłącznie zimnego strumienia powrotnego z ogrzewania podłogowego do i przez ten wymiennik ciepła, w wyniku czego skrapla się wysoki procent pary wodnej. Ciepło uwalniane w tym procesie podgrzewa przepływ częściowy, a teraz gorąca woda przepływa do odpowiedniej strefy bufora szafki grzewczej. Kwaśny kondensat przedostaje się do kanalizacji poprzez jednostkę neutralizującą.
Info
Od praktyki do praktyki
Technologia grzewcza coraz częściej spotyka się z taką sytuacją w połączeniu z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak drewno, pelety, energia słoneczna - a w przyszłości także w połączeniu z wirtualnymi elektrowniami, które chcą magazynować ujemną energię elektryczną w kotle grzewczym: obieg wysokotemperaturowy plus obieg niskotemperaturowy plus stała temperatura wody w kotle. Zostało to już wspomniane w artykule z komentarzem, że w tych projektach nie jest możliwa bezpośrednia obsługa obiegu wysokotemperaturowego z przesuwną temperaturą kotła zależną od temperatury zewnętrznej. W przeszłości inżynierowie ogrzewania musieli więc ręcznie instalować trójdrożny mieszacz dla grzejników za "rendeMIX". Zajmowało to miejsce i marnowało kosztowny czas instalacji. Firma Malu GmbH, która również coraz częściej spotyka się z takimi warunkami, była rozczarowana tym wymuszonym kompromisem instalacyjnym. Zwróciła się do HG Baunach GmbH & Co. KG w Hückelhoven: Czy mieszacz trójdrożny i rozdzielacz "rendeMIX" nie mogą być umieszczone w jednej armaturze? I czy połączenia tej armatury mogą być zaprojektowane tak elastycznie, aby jej dysze pasowały do rurociągów zasilających / powrotnych większości generatorów ciepła, a także do "węzła cieplnego" Olymp, tak aby wystarczyło je tylko odkręcić i przykręcić? Oczywiście, że to możliwe, odpowiedział dział technologiczny Baunach. Rozpoznali tę lukę w ofercie i zaprojektowali połączenie "rendeMIX" z trójdrożnym mieszaczem, które po raz pierwszy zaprezentowano na targach Olymp. ISH 2015Obieg niskotemperaturowy w postaci ogrzewania podłogowego jest zasilany z trzech stref ciepłej, ciepłej i zimnej zgodnie z klasycznym schematem "rendeMIX", chociaż tylko dwie bramki są zawsze otwarte na wlocie. Czujniki temperatury na wylocie mieszacza decydują, z których stref mieszacz wieloportowy pobiera wodę. Pod tym względem jego chwilowa pozycja z dwoma otwartymi wejściami i jednym wyjściem nie różni się od pozycji konwencjonalnego mieszacza trójdrożnego. W związku z tym reaguje on również na zwykły trzypunktowy sygnał standardowego sterowania prawie każdego kotła. Innymi słowy, "rendeMIX" może współpracować z każdym sterownikiem, który steruje normalnym silnikiem mieszacza trójdrożnego. Oczywiście dotyczy to tym bardziej mieszacza wysokotemperaturowego w nowej armaturze.
W przypadku tego obwodu ważne jest, aby objętość przepływu częściowego dokładnie odpowiadała mocy wyjściowej skraplającego wymiennika ciepła. Regulacji dokonuje się najpierw za pomocą matematyki, obliczając natężenie przepływu na podstawie pożądanego rozrzutu między zasilaniem i powrotem oraz kilowatów skraplacza (2,5 kW). Dokładne dostrojenie odbywa się następnie poprzez pomiar temperatury spalin:
Przygotowanie ciepłej wody w lecie jest czynnością krytyczną. Dzieje się tak, gdy nie ma dostępnej zimnej wody z powrotu ogrzewania podłogowego. Aby zapewnić, że duża część ciepła utajonego z gazów spalinowych nadal wpływa na przygotowanie ciepłej wody użytkowej, przepływ objętościowy należy wyłączyć lub włączyć ręcznie, aż temperatura gazów spalinowych osiągnie najniższy punkt, tj. nie będzie dalej spadać. Pompa powinna być odpowiednio dławiona. Wynika to z faktu, że jeśli do wymiennika doprowadzana jest zbyt mała ilość wody chłodzącej, temperatura spalin nie spadnie do możliwego minimum. Zyski kondensacji byłyby zatem ograniczone. Chociaż przepływ masowy wróciłby do zbiornika magazynującego w stosunkowo wysokiej temperaturze, z pewnością mógłby wynosić kilka litrów, tj. kilka kalorii, więcej.
Jak regulować kondensację?
Jeśli jednak przepływ wody chłodzącej do zewnętrznego wymiennika ciepła jest zbyt wysoki, uwalniane ciepło kondensacji nie jest wystarczające do zauważalnego podniesienia temperatury powrotu do kotła buforowego i temperatury strefy. Spowodowałoby to wymieszanie zasobnika, co również zmniejszyłoby zyski wartości opałowej. Dlatego litry muszą być precyzyjnie zrównoważone za pomocą pompy częściowego przepływu. Miarą tego jest wspomniana wcześniej zmiana temperatury spalin. Gdy zaczyna ona rosnąć, natężenie przepływu jest prawidłowe. Fabian Lutz podsumowuje wyjaśnienie: "Wystarczy obserwować czujnik spalin za wymiennikiem ciepła. Zimna woda chłodząca przepływa automatycznie już na starcie. Trzeba ją tylko wyregulować do objętości, od której Celsjusz chce się podnieść. Lub, dokładnie przy tej objętości, wystarczy zatrzymać ponowną regulację, a następnie warunki są odpowiednie".
Zimą, przy temperaturach poniżej zera i możliwej pracy ciągłej, wymiennik ciepła wymagałby wyższego natężenia przepływu lub niższej temperatury dopływu. Jednak mieszacz wieloportowy automatycznie dostarcza dokładnie taką niższą temperaturę. Teraz wysyła 30-stopniowy strumień powrotny z włączonego ogrzewania podłogowego do skraplacza. W ten sposób temperatura zasilania wzrasta z 30°C do 50°C. "rendeMIX" wykorzystuje temperatury, aby zdecydować, czy kocioł buforowy otrzyma to zasilanie, czy też popłynie ono bezpośrednio do pomieszczeń mieszkalnych.
Brak problemu legionelli
Niemal nieograniczona swoboda regulacji temperatury kryje się pod nazwą "3×4": trzy przyłącza na szafce grzewczej - górne, środkowe i dolne - oraz cztery ścieżki na mieszaczu, czyli odpowiednio zasilanie i powrót grzejnika oraz obieg ogrzewania podłogowego. Taka architektura pozwala na szeroką gamę wariantów mieszania. Po pierwsze: Kocioł wyłącza się przy temperaturze wody w buforze 75°C i włącza się, gdy temperatura wody w buforze spadnie poniżej temperatury zadanej lub gdy temperatura zasilania spadnie poniżej temperatury zadanej. Ustawiona temperatura w buforze wynosi 55°C, aby zapewnić wystarczającą wydajność wymiennika świeżej wody. Olymp dostarcza system eco z takim przepływowym podgrzewaczem wody w standardzie. Dzięki niemu problem legionelli nie istnieje, przynajmniej po stronie bojlera. Ze względu na zimną wodę pitną, temperatura na ściankach wymiennika ciepła nie przekracza 55°C nawet przy temperaturze zasilania 75°C. Oznacza to, że płyty ze stali nierdzewnej po stronie wody pitnej pozostają w dużej mierze wolne od osadów wapiennych.
Nie ma żadnego ryzyka na powierzchniach mających kontakt z wodą grzewczą, ponieważ cały system jest zasilany uzdatnioną, w pełni zdemineralizowaną wodą. Nie ma to jednak nic wspólnego ze specyfikacją producenta Olymp. Inżynier ds. ogrzewania Lutz uzasadnia uzdatnianie zainstalowanymi wysokowydajnymi pompami: "Kiedy je wprowadzono, nie zdawaliśmy sobie sprawy z konieczności. Było kilka awarii. Obecnie automatycznie napełniamy system w pełni zdemineralizowaną wodą za pomocą wysokowydajnych pomp, a także instalujemy magnetyczny separator szlamu w rurach. Magnesy stałe wysokowydajnych pomp po prostu nie mogą gromadzić związków żelaza. Na początku, gdy nie podjęliśmy tych środków ostrożności, pompy ulegały awarii już po kilku miesiącach. Często musieliśmy demontować i czyścić głowice".
Do schematu obwodu
Kierunki przepływu typu "3×4" są pokazane na schemacie obwodu (patrz rys. 1). Przyłącza 1, 7 i 2 łączą "rendeMIX" z kotłem, przyłącza 3, 4, 6 i 5 z obiegami grzewczymi. Przyłącze 1 przesyła wodę buforową o temperaturze 70°C w przykładzie w kierunku armatury Baunach z mieszaczem trójdrogowym u góry i mieszaczem wielodrogowym ("rendeMIX") pośrodku zacienionej na szaro sekcji obrazu. Przyłącze 7 ładuje lub rozładowuje centrum Olymp przez "rendeMIX", a powrót przepływa zarówno do zimnej strefy kotła, jak i do kondensacyjnego wymiennika ciepła przez 2.
Więcej słońca w sklepie
Podkreślę to jeszcze raz: Szczególną cechą konstrukcji "rendeMIX" w tej wersji z dwoma mieszaczami jest to, że pojedynczy siłownik (wtyczka) zawsze łączy tylko dwa z trzech wejść z wyjściem, jak właśnie opisano dla obiegu przepływowego ogrzewania podłogowego. Schemat ten pozwala jedynie na mieszanie ciepłej wody z zimną lub ciepłej wody z gorącą, ale nie gorącej wody z zimną. Rozdzielacz mieszający bardzo ekonomicznie wykorzystuje więc zapas wody grzewczej w buforze, zwiększając jego pojemność użytkową nawet o 200 procent, co odpowiada potrojeniu efektywnej objętości bufora. Dzieje się tak dlatego, że użycie ciepłej wody buforowej z centrali lub powrotu grzejnika zamiast ciepłej wody buforowej - jeśli ciepła woda jest wystarczająca - skutkuje dwoma efektami: Po pierwsze, bufor pozostaje gorący przez dłuższy czas na górze, a po drugie, ponieważ ten schemat zwraca zimną wodę z ogrzewania podłogowego do bufora na dole, rozrzut między ciepłą i zimną wodą wzrasta, a tym samym objętość magazynowania ciepłej wody między tymi dwiema strefami.
Podstawa zimnej wody z powodu zimnego powrotu z obiegu ogrzewania podłogowego zwiększa uzysk solarny oprócz zasilania ciepłą wodą i zysków ciepła kondensacji w kondensacyjnym wymienniku ciepła w przypadku dodatkowego systemu solarnego na dachu domu: Nie tylko centrum Olymp, ale także wszystkie inne zbiorniki są w stanie wchłonąć "tylko" 40-stopniową wodę solarną.
Więcej informacji można znaleźć na stronie:
Pobierz artykuł techniczny w formacie PDF
