Економія фурнітури, економія часу на монтаж
Масляне опалення зі спрощеною гідравлікою опалення, обрізаною для ефективності
Стандартна версія гідравліки Baunach регулює повернення радіаторного контуру в подачу низькотемпературної системи теплої підлоги з точністю до градуса і літра. За високотемпературну сторону відповідає масляний або газовий котел, який експлуатується за ковзною шкалою. Використання відновлюваних джерел енергії, однак, у більшості випадків пов'язане з постійною температурою котлової води - і, відповідно, з додатковим змішувачем для радіаторів. Тому інженер-теплотехнік запропонував розширити схему "rendeMIX". Баунах реалізував цю пропозицію. Як? На прикладі центру обігріву "Бакнанг" це можна побачити наочно.
Немає кращого способу сказати це: "Ефективність котла сама по собі не є мірилом економічного опалення. Комбінації котел/котел - навіть якщо це нові конденсаційні котельні системи - такі ж старі, як і саме центральне опалення з точки зору технології системи. Тому відповідальність полягає в підвищенні щорічної ефективності системи: це означає, що потрібно брати до уваги не тільки окремі компоненти, але й оцінювати всю систему опалення від підвалу до житлової кімнати. Висока енергоефективність вимагає ідеальної гармонізації системи. Планування та монтаж повинні ґрунтуватися на цій максимі, взятій з брошури. Однак, з якихось причин, практика не завжди дотримується цього імперативу. Саме вона, реалізація, часто видає значну частину потенціалу ефективності. Звичайно, те, що точки ефективності не використовуються, пов'язано також з тим, що підключення до оптимізованого агрегату часто доводиться робити вручну: з додатковими фітингами і компонентами, які збільшують витрати. І, перш за все, з витратами часу: обдумування, запис вимог, правильне налаштування та перевірка - це коштує грошей, і хто за це платить?
Рис. 1: Принципова схема двозмішувальної арматури.
Рис. 2: Вид у розрізі буферного накопичувача Olymp "теплового центру". Діагональні проходи димових газів контролюють температуру накопичувальної води (котлової води) в масляному конденсаційному котлі. Наступний конденсаційний теплообмінник прихований у потовщенні в трубі димових газів за котлом.
Концепція системи
Ось чому деякі виробники вирішують актуальну проблему скорочення споживання первинної енергії за допомогою складних систем, які вже доступні на заводі - що, звичайно, вимагає інноваційних спеціалістів, які не лише розуміють енергетичні переваги, але й здатні передати їх клієнту. Екологічний "опалювальний центр" в Завод "Олімп Лтд. означає таку альтернативу традиційному будівництву системи опалення. До речі, перші речення, процитовані вище, взяті з рекламного проспекту цього теплогенератора. В принципі, вони вже пояснюють суть мультиенергетичного центру: джерело тепла, генерація, зберігання та розподіл мають однакову вагу. У випадку центру "Олімп" виробництво та зберігання означає, що труби димових газів проходять по діагоналі через буферний циліндр, діють як теплообмінник і нагрівають циліндр об'ємом 350 літрів до максимальної температури 75 °C.
Двозонний тепловий акумулятор дозволяє зберігати різні температури відповідно до їх рівня та відбирати воду відповідно до потреби. "Якщо теплої опалювальної води достатньо в якості потоку, слід спочатку взяти теплу опалювальну воду з центру кожного накопичувача, перш ніж змішувати цінну гарячу воду з холодною у руйнівний спосіб", - каже Ганс-Георг Баунах, другий з трійці апологетів ефективності, який зразково реконструював масляну систему опалення в місті Бакнанг, Баден-Вюртемберг. Його компанія розробила багатоходовий змішувач "rendeMIX", який самостійно здійснює двозонне розвантаження (і завантаження) котла Olymp з корекцією температури.
Двозонне завантаження та розвантаження
Спочатку "rendeMIX" хотів лише з'єднати два опалювальні контури з різними температурними рівнями, а саме: підключити низькотемпературну систему теплої підлоги після високотемпературних радіаторів, перетворивши зворотний потік радіаторів у потік системи теплої підлоги. Серед іншого, це вимагає від арматури автоматичного вирівнювання різної швидкості потоку радіаторів, з одного боку, і трубних котушок у стяжці, з іншого, за допомогою внутрішнього байпасу. Однак "rendeMIX" тепер може набагато більше. Наприклад, як щойно згадувалося, він може заряджати і розряджати температурні зони в баку в шаховому порядку, інтегрувати сонячне тепло і багато іншого. Змішувач типу "3×4" (три з'єднання з буфером, чотири з двома нагрівальними контурами), який встановлений у Бакнангу і про який ми незабаром розповімо, вибирає між трьома зонами - гарячою (верхньою), теплою (центральною) і холодною (нижньою) - в одному баку. Звичайно, буфер повинен мати відповідні з'єднання. Це може забезпечити опалювальний центр Olymp.
Третій інноваційний партнер у власності Backnang, Фабіан Лутц, керуючий директор Malu GmbH з Вайссах-ім-Таль поблизу Штутгарта, поєднує технології Olymp і Baunach в єдине ціле. "Для нас екологічно орієнтоване мислення та дії є директивою; ми керуємося повагою до природи. Це означає, що ми використовуємо ресурси максимально економно. Якщо ми розуміємо, що тут ще є прихований резерв, ми докладаємо зусиль, щоб його використати", - каже інженер-теплотехнік, пояснюючи свою пропозицію Баунаху "модернізувати" варіант змішувача "rendeMIX" таким чином, щоб його можна було замінити на існуючі звичайні вузли в "опалювальному центрі" Olymp eco без будь-яких монтажних робіт, якщо мова йде про з'єднання низькотемпературного контуру з високотемпературним контуром за схемою Баунаха.
Потрійне збільшення пропускної здатності в одному магазині
Зокрема, мова йде про збільшення річної ефективності на сім-десять відсотків, краще використання наявного буферного об'єму завдяки інтелектуальному, орієнтованому на температуру завантаженню і розвантаженню, завдяки чому ємність сховища збільшується вдвічі і втричі, скорочення роботи пальника до 4 000 запусків на 2 000 робочих годин, тобто тривалості роботи в середньому півгодини в житловому будинку з опалювальною площею 270 м2 , з радіаторами на верхньому поверсі і теплою підлогою на першому поверсі.
Слід визнати, що ні буферний котел Olymp, ні багатопортовий змішувач "rendeMIX" не є інноваціями. Реконструкція житлового будинку в місті Бакнанг заслуговує на увагу завдяки щойно згаданим експлуатаційним показникам, отриманим в результаті переобладнання нового котла на технологію змішувача від Hückelhoven та його конструктивної адаптації до буферних накопичувальних котлів для двох контурів змішування: Масляний конденсаційний котел з максимальною потужністю 24 кВт містить дві абсолютно звичайні змішувальні групи з двома триходовими змішувачами для двох окремих і, отже, неоптимально живлять високотемпературний і низькотемпературний контури в стандартній комплектації. Через відносно високу температуру з'єднання радіатора/поверхневого контуру опалення вихід конденсату у заводському виконанні також обмежений. Опалювальний центр розпалюється за допомогою "ракетного пальника" з MHG. Відносно великий об'єм котлової води в 350 літрів дозволяє встановити пальник з блакитним полум'ям від MHG, який в принципі не є абсолютно безшумним. Фабіан Лутц обґрунтовує це рішення своїм багаторічним позитивним досвідом роботи з цим типом котлів. "Слід визнати, що рівень шуму трохи вищий, ніж у конкурентів, але кількість води гасить резонанс. У будь-якому випадку, рівень шуму не збільшився на слух, що підтвердили мешканці будинку".
Зовнішній конденсаційний теплообмінник
Блакитне полум'я сигналізує про перетворення хімічно зв'язаної енергії мазуту в тепло майже без втрат. Пальник був розроблений багато років тому у співпраці з Німецьким аерокосмічним центром (ДНР). Зараз на ринку доступне третє покоління. На додаток до буферного принципу, слід зазначити, що котел працює не з вбудованим теплообмінником, а з конденсаційним теплообмінником, розташованим нижче за течією. Він розташований в димоході зовні сорочки, безпосередньо перед входом в димохід. Відповідний дивертор з насосом нагнітає частковий потік виключно холодного зворотного потоку від теплої підлоги в цей теплообмінник і через нього, в результаті чого великий відсоток водяної пари конденсується назовні. Тепло, що виділяється при цьому, нагріває частковий потік, і тепер уже гаряча вода надходить у відповідну зону буферної ємності нагрівальної шафи. Кислий конденсат просочується в каналізацію через блок нейтралізації.
Інформація
Від практики до практики
Опалювальна техніка все частіше стикається з такою ситуацією в поєднанні з відновлюваними джерелами енергії, такими як деревина, пелети, сонячна енергія, а в майбутньому також у поєднанні з віртуальними електростанціями, які хочуть зберігати негативну електричну енергію управління в водогрійному котлі: високотемпературний контур плюс низькотемпературний контур плюс постійна температура води в бойлері. Про це вже згадувалося в статті з коментарем, що в цих конструкціях неможливо експлуатувати високотемпературний контур безпосередньо з рухомим котлом, температура якого залежить від зовнішньої температури. Тому в минулому інженерам-теплотехнікам доводилося вручну встановлювати триходовий змішувач для радіаторів за "rendeMIX". Це займало багато місця і витрачало дорогий час на встановлення. Компанія Malu GmbH, яка також все частіше стикається з такою ситуацією, була розчарована цим вимушеним компромісом при монтажі. Вона звернулася до компанії HG Baunach GmbH & Co. KG у Хюккельховені: Чи не можна розмістити триходовий змішувач і колектор "rendeMIX" в одній арматурі? І чи можна зробити з'єднання цієї арматури настільки гнучкими, щоб її патрубки підходили до трубопроводів подачі/повернення більшості теплогенераторів, а також до "опалювального центру" Olymp, так що потрібно було б лише відкручувати та закручувати? Звичайно, це можливо, відповіли в технологічному відділі компанії Baunach. Вони визнали цю прогалину в асортименті і розробили комбінацію "rendeMIX" з триходовим змішувачем для першої презентації на виставці ISH 2015Низькотемпературний контур у вигляді теплої підлоги живиться з трьох зон гарячої, теплої та холодної за класичною схемою "rendeMIX", хоча на вході завжди відкриті лише дві засувки. Температурні датчики на виході змішувача визначають, з яких зон багатопортовий змішувач забирає воду. У цьому відношенні його відповідне миттєве положення з двома відкритими входами і одним виходом не відрізняється від положення звичайного триходового змішувача. Тому він також реагує на звичайний триточковий сигнал стандартного управління майже будь-якого котла. Іншими словами, "rendeMIX" може впоратися з будь-яким контролером, який керує двигуном звичайного триходового змішувача. Звичайно, це тим більше стосується високотемпературного змішувача в новій арматурі.
У цій схемі важливо, щоб об'єм часткового потоку точно відповідав потужності конденсаційного теплообмінника. Налаштування спочатку виконується за допомогою математики шляхом розрахунку витрати, виходячи з бажаного розподілу між подачею та обраткою і кіловат конденсатора (2,5 кВт). Потім проводиться точне налаштування шляхом вимірювання температури димових газів:
Приготування гарячої води влітку є критично важливою операцією. Це відбувається тоді, коли відсутня холодна вода зі зворотного потоку теплої підлоги. Для того, щоб значна частина прихованого тепла димових газів все ще використовувалася для приготування гарячої води, об'ємний потік слід вимикати або вмикати вручну до тих пір, поки температура димових газів не досягне найнижчої точки, тобто не буде знижуватися далі. Насос повинен бути відповідним чином відрегульований. Це пов'язано з тим, що якщо в теплообмінник подається занадто мало охолоджуючої води, температура відпрацьованих газів не знизиться до мінімально можливого рівня. Таким чином, виграш від конденсації буде обмеженим. Хоча масовий потік повертався б назад у накопичувач при відносно високій температурі, він, безумовно, міг би бути на кілька літрів, тобто на кілька калорій, більшим.
Як регулювати конденсацію?
Однак, якщо потік охолоджуючої води до зовнішнього теплообмінника занадто великий, теплоти конденсації, що виділяється, недостатньо для того, щоб помітно підвищити температуру зворотного потоку в буферний котел і температуру зони в ньому. Це призвело б до перемішування води в накопичувальному баку, що також зменшило б приріст теплоти згоряння. Тому необхідно точно збалансувати кількість літрів за допомогою насоса з частковою подачею. Мірою для цього є вищезгадана зміна температури димових газів. Коли вона починає зростати, витрата є правильною. Фабіан Лутц підсумовує пояснення: "Достатньо спостерігати за датчиком відпрацьованих газів за теплообмінником. Холодна охолоджуюча вода вже автоматично подається на початку роботи. Ви просто повинні відрегулювати її до об'єму, з якого градусник Цельсія хоче піднятися. Або, при досягненні саме цього об'єму, потрібно лише зупинити регулювання, тоді умови будуть правильними".
Взимку при мінусових температурах і, можливо, безперервній роботі теплообмінник потребує більшої швидкості потоку або нижчої температури на вході. Однак багатопортовий змішувач автоматично забезпечує саме таку низьку температуру. Тепер він направляє 30-градусний зворотний потік від увімкненої теплої підлоги до конденсатора. Це підвищує температуру подачі з 30 °C до цінних 50 °C. "rendeMIX" використовує температуру, щоб вирішити, чи отримувати цю подачу в буферний накопичувальний котел, чи подавати її безпосередньо в житлові кімнати.
Немає проблем з легіонелами
Його майже безмежна свобода в регулюванні температури прихована в назві "3×4": три підключення на опалювальній шафі - зверху, посередині і знизу - і чотири шляхи на змішувачі, а саме: контури подачі і обратки радіатора і теплої підлоги відповідно. Така архітектура дозволяє реалізувати широкий спектр варіантів змішування. Перший: Котел вимикається при температурі буферної води 75 °C і вмикається, коли температура буферної води падає нижче заданої температури або коли температура подачі падає нижче заданої температури. Встановлена температура в буфері становить 55 °C, щоб забезпечити достатню продуктивність теплообмінника прісної води. Olymp постачає еко-систему з таким водонагрівачем безперервного потоку в стандартній комплектації. З ним проблема легіонел не існує, принаймні на стороні котла. Завдяки холодній питній воді температура на стінках теплообмінника не перевищує 55 °C навіть при температурі подачі 75 °C. Це означає, що пластини з нержавіючої сталі з боку питної води залишаються практично вільними від відкладень вапняного нальоту.
Поверхні, що контактують з опалювальною водою, не становлять жодної небезпеки, оскільки вся система працює на очищеній, повністю демінералізованій воді. Однак це не має нічого спільного зі специфікацією виробника Olymp. Інженер-теплотехнік Лутц виправдовує обробку встановленими високоефективними насосами: "Коли вони були впроваджені, ми не усвідомлювали необхідності. Було кілька збоїв у роботі. Сьогодні ми автоматично подаємо повністю демінералізовану воду в систему за допомогою високоефективних насосів, а також встановлюємо в трубах магнітний сепаратор осаду. Постійні магніти високоефективних насосів просто не можуть дозволити накопичуватися сполукам заліза. На початку, коли ми не вжили цих запобіжних заходів, насоси іноді виходили з ладу вже через кілька місяців. Нам часто доводилося знімати і чистити головки".
До принципової схеми
Напрямки потоків типу "3×4" показані на принциповій схемі (див. рис. 1). Підключення 1, 7 і 2 під'єднують "rendeMIX" до котла, підключення 3, 4, 6 і 5 - до опалювальних контурів. З'єднання 1 подає буферну воду з температурою 70 °C в прикладі в напрямку арматури Baunach з триходовим змішувачем вгорі і багатоходовим змішувачем ("rendeMIX") в середині заштрихованої сірим кольором ділянки зображення. З'єднання 7 завантажує або розвантажує центр Olymp через "rendeMIX", а зворотні потоки надходять як в холодну зону котла, так і в конденсаційний теплообмінник через 2.
Більше сонця в магазині
Підкреслимо це ще раз: Особливістю конструкції "rendeMIX" у цій версії з двома змішувачами є те, що один привід (штекер) з'єднує лише два з трьох входів з виходом, як це було описано для проточного контуру теплої підлоги. Схема дозволяє змішувати тільки гарячу воду з холодною або гарячу воду з гарячою, але не гарячу воду з холодною. Таким чином, змішувальний колектор дуже економно використовує опалювальну воду в буфері і, таким чином, збільшує його корисну ємність до 200 відсотків, що відповідає потроєнню ефективного об'єму буфера. Це пояснюється тим, що використання гарячої буферної води з центру або з обратки радіатора замість гарячої буферної води - якщо гарячої води достатньо - призводить до двох ефектів: По-перше, буфер довше залишається гарячим у верхній частині і, по-друге, оскільки ця схема повертає холодну воду з системи теплої підлоги в буфер внизу, збільшується розподіл між гарячою і холодною водою і, таким чином, збільшується об'єм накопичувача гарячої води між цими двома зонами.
Холодна водяна база завдяки холодному зворотному потоку з контуру теплої підлоги збільшує вихід сонячної енергії на додаток до гарячого водопостачання та теплоти конденсації в конденсаційному теплообміннику у випадку додаткової геліосистеми на даху будинку: не тільки центр "Олімп", але й усі інші баки здатні поглинати "лише" 40-градусну сонячну теплову воду.
Більш детальна інформація доступна за посиланням:
Завантажити технічну статтю у форматі PDF
