Ми не хотіли витрачати жодної калорії
Відвідування баденського "Хасленхофа" та його опалювально-гідравлічної системи
Підписант прощається з високооплачуваною роботою, робить те, про що багато хто мріє, а саме стає фермером, але не нехтує своїми технічними знаннями і тому дозволяє собі переконатися в з'єднанні свого дров'яного котла та колекторної системи, що й сьогодні вважається незвичним. Він запросив людей до себе в гості.
Рис. 1: Хасленгоф у Даухінгені
Рис. 2: "Завдяки трикамерному розподільнику ми досягаємо значних успіхів у використанні енергії", - інженер заводу Штеффен Кнебель (Steffen Knöbel)
Садиба притулилася до пологого передгір'я Шварцвальду. Єдиний впізнаваний сусід - шпиль церкви в Даухінгені, що височіє над полями за два кілометри звідси. Пізнього літнього пообіддя сонце купає садибу в м'якому теплі. Кілька гостей сидять за дерев'яним столом у сільському стилі під перголою на подвір'ї. Вони діляться товстими шматками свіжоспеченого дріжджового короваю з бджолами та іншими літаючими істотами.
Аромат походження
Рис. 3: 24 квадратних метри поверхні колектора для гарячого водопостачання
Послухайте, що розповідає Ганс Шленкер: "Хасленхоф пропонує нашим відвідувачам "контакт з їжею". Ми вирощуємо все самі і виробляємо молоко, яйця, сир, м'ясо та ковбаси. Коли ви їсте у нас, ви відчуваєте смак походження. "Вам подобається коса?" Так, смачно.
У нас є все, щоб "нагодувати не тільки нас, а й багатьох приватних клієнтів у радіусі, можливо, 20 чи 25 кілометрів. Ми забиваємо, переробляємо і продаємо - це наш основний бізнес. Це основа нашого бізнесу, який ми створили кілька років тому, а саме кейтеринг. Але ми не займаємося доставкою, або займаємося нею дуже рідко. Ми обслуговуємо наших гостей на нашій фермі".
Для вечірок, весіль, днів народження, корпоративів, конференцій... "Розумієте, і саме тому ви зараз тут, тому що у нас є велика потреба в гарячій воді для прибирання, для доїльного цеху, для прибирання ковбасної кухні чи сирного цеху. Ми не хочемо влітку розпалювати дров'яний котел для цієї гарячої води. Наша нова сонячна система має впоратися з цим". І вона справляється - котел не працював з травня до дати візиту 5 жовтня 2009 року.
За своєю природою та функціями
Ну, щоб внести ясність, гості Ганса Шленкера не підписувалися на колектори, вони привезли свій власний досвід у сфері сонячної енергетики. Так само, як і в котлах на дровах, чий вимкнений представник у Хасленхофі під час опалювального сезону спрямовує свою воду в класичну радіаторну систему високотемпературного опалення. Тож нічого цікавого. Їх, монтажників, цікавило лише те, як відбувається підключення опалювальної техніки за принципом rendeMIX. Хоча вони багато читали про нього, але ще не бачили його в реальному житті і в роботі.
Рис. 4: Захід з підвищення кваліфікації в "івент-кімнаті" Хасленхофа: Ганс-Георг Баунах пояснює теорію і практику на "живому" об'єкті
Інженер Ганс Шленкер, який багато років тому залишив роботу уповноваженого з правом підпису, щоб керувати фермою, успадкованою від тестя, познайомився з цим незвичайним процесом змішування через свого сантехніка Штеффена Кнебеля під час робіт з переобладнання та реконструкції. Інтелектуальна арматура на основі багатоходового змішувача здатна працювати і використовувати різні температурні режими. Це вразило і переконало колишнього керівника і призвело до відповідного замовлення на встановлення. Як результат, колеги Штеффена Кнебеля тепер також звертаються з питаннями на місці. Так само, як того пізнього літнього дня.
Принципова схема
Структурна схема поділена на три розділи: Посилання станцію rendeMIX як регулятор з фіксованим значенням для завантаження дров'яного котла. Наголос робиться на завантаженні, оскільки цей теплогенератор вимагає температуру обратки вище точки роси, тобто не менше 60° C, щоб в його "органах" не осідав кислий конденсат. Для цього частина потоку 85-градусної подачі котла (жовта лінія) спочатку змішується з частиною потоку 50-градусної обратки (фіолетова лінія) в одній з камер багатопортового фітинга. В результаті "гарячий" буфер нагрівається швидше, в той час як "холодний" буфер залишається холодним довше. Це означає, що дров'яний котел і геліосистема не заважають один одному.
ЦентрСонячна енергія надходить до двох буферів через три точки подачі. У похмурі дні, при температурі колектора 30 або 40 oC, сонячні промені приносять користь річним витратам на паливо лише в тому випадку, якщо баки здатні поглинати тепло. Тому відповідний теплообмінник повинен бути оточений лише водою з температурою 20 або 30 °C, інакше теплообмін не працюватиме. Відповідно, блок керування керує зоною високої (70-90 °C), середньої (45-70 °C) або низької температури (нижче 45 °C) відповідно до температури колектора. Перші дві зони розташовані в гарячому буферному баку, третя зона - в холодному буферному баку.
Теплоносій з колектора спочатку тисне на теплообмінник у гарячій зоні першого бака, продовжує циркулювати по нижній спіралі і нагріває там навколишнє середовище, перш ніж віддає більшу частину свого залишкового тепла в другий буферний накопичувач. Потім дров'яний котел подає тепло або в гарячу зону гарячого буфера, або у водонагрівач.
Гаразд: група нагнітання у вигляді трьох змішувальних станцій для двох підлогових і радіаторних контурів, а також стаціонарної коробки без функції змішування з насосами і арматурою для живлення накопичувального бака гарячої води. Радіаторний контур здебільшого працює на 60-градусному зворотному потоці від системи гарячого водопостачання. Він розрахований на розподіл температури 70/50 °C. Отже, для підвищення температури при низькій зовнішній температурі йому потрібно лише забирати "гарячу" воду 85 °C з буферної ємності, щоб підвищити температуру. У більш м'яку погоду 50-градусна вода з "холодного" буферного накопичувача змішується з 60-градусним зворотним потоком з водонагрівача, щоб точно регулювати задану температуру.
Для правильного налаштування потоку двох контурів теплої підлоги в залежності від погодних умов і заданої та фактичної температури в контурах системі керування також доступні різні варіанти. Залежно від попиту і пропозиції, модулі "rendeMIX" отримують доступ до найбільш економічно вигідної комбінації "жовтих", "фіолетових" або "синіх" колекторів. Приклад теплої підлоги зліва: Залежно від ситуації, "фіолетовий" і "жовтий" колектори подають потік 40 °C у поєднанні з домішкою з 30-градусного "синього" зворотного потоку.
Три температурних рівня
Рис. 5: Потужність 50 кВт котла на дровах від компанії RennergyКемптен/Альгау
550 квадратних метрів Хасленхофа, які потрібно опалювати, охоплюють стару будівлю з підлогою з підігрівом на першому поверсі, радіаторами на другому поверсі, зал для проведення заходів або кейтерингу з панельним опаленням, розрахований приблизно на 100 гостей, а також нову прибудову, також з низькотемпературним опаленням. В ході будівельних робіт старий дров'яний котел довелося замінити на сучасний котел на дровах. Його підтримують 24 квадратні метри сонячних панелей.
З боку споживача, 400-літровий водонагрівач з інтегрованим теплообмінником для гарячої води в діапазоні 80/60 °C має найвищі температурні вимоги. Тим часом, два додаткових буферних накопичувача об'ємом 1830 літрів утворюють фактичний центр системи опалення та гарячого водопостачання. Вони зберігають різні температури. Бак 1 ("гарячий буферний бак" на схемі) зазвичай зберігає воду при температурі 45 - 85 °C, тоді як бак 2 ("холодний буферний бак") зберігає воду при температурі 25 - 45 °C. Нормальний випадок означає, що немає надлишку сонячного тепла, який буферний бак 1 не може поглинути.
Рис. 6: "Гарячий" і "холодний" буферні циліндри мають ємність приблизно 1 830 літрів кожен. Штеффен Кнебель: "Компанія Rennergy надала нам оптимальну підтримку в проектуванні гідравліки та управління буфером. Окремі компоненти повинні бути дуже чутливо узгоджені один з одним. Наприклад, розмір буферної ємності з керуванням дров'яним котлом. Датчики контролюють температуру в буфері і реєструють, швидко чи повільно вона зростає. Вони перемикають котел на часткове навантаження, коли розуміють, що накопичувальний бак скоро заповниться, таким чином подовжуючи теплову потужність. Rennergy інтегрувала це управління буфером в систему управління дров'яним котлом. Системи спеціально виготовлені для цього постачальника відповідно до його специфікацій". (www.rennergy.de)
Таке структурування рівнів енергії з визначеними точками подачі та відбору в котлах створює умови для максимального використання сонячної енергії, серед іншого: система управління завжди контролює зону баку з найбільшою різницею температур з колектором, так що навіть коли небо затягнуте хмарами або світло розсіяне, потік з цього контуру, який може становити лише 40 °C, може подавати значну частину поглинутої сонячної енергії в буфер. Це можливо завдяки нижньому сонячному теплообміннику в "холодному" баку, оскільки його обтікає зворотний потік з температурою 30 °C і нижче, що надходить від різних споживачів тепла в господарстві (див. схему в рамці навпроти).
Ймовірно, найсучасніший стан мистецтва
Рис. 7: Трикамерний змішувач "rendeMIX" від HG Bauchnach гарантує оптимальне використання сонячного тепла та спалювання деревини.
"Ми припускаємо, що інвестиції в колектори та зручну систему управління Baunach окупляться, адже тепер наша система опалення має працювати набагато ефективніше. Нам пообіцяли, що вона не витрачатиме жодної калорії. Послідовне з'єднання опалювальних контурів - це найсучасніша технологія. Зараз ми заощаджуємо дрова на зиму. А також сподіваємося, що нам доведеться менше рубати, адже сонце також робить свій внесок у попит взимку".
Котел потужністю 50 кВт подає 80 °C безпосередньо до 400-літрового водонагрівача, а надлишок - до буферної ємності 1, верхня гаряча зона якої також обслуговує водонагрівач. Всі інші споживачі підключаються до його та інших обраток. Вони живляться від більш високотемпературних ділянок труб. Це звучить просто, але для цього потрібна дуже складна арматура "rendeMIX". Однак ця арматура може впоратися з будь-яким наявним у продажу регулятором змішувача, щоб збалансувати гідравліку в змішувачах з точністю до літра і градуса і подавати кожному споживачеві саме ту кількість води, яка йому необхідна.
Рис. 8: Високий попит на гарячу воду в першу чергу використовується для миття різних харчових цехів ферми. На фото зображено сироварню та Ганса Шленкера, який стоїть спиною до фотографа.
На початку ця технологія обмежувалася послідовним з'єднанням високотемпературного та низькотемпературного контурів. У Хасленхофі в Даухінгені поблизу Віллінген-Швеннінгена запрошені майстри побачили подальший розвиток, а саме трикамерний колектор для трьох температурних діапазонів: максимальної температури (гаряча вода), високої температури (радіатори), низької температури (тепла підлога), що гарантує оптимальне використання буферу і збереженого в ньому тепла.
Немає нової території
Штеффен Кнебель зізнається: "Коли ми отримали запит від Хасленхофа, ми надіслали наш гідравлічний план факсом до Баунаха на розгляд і отримали відповідь: "Ми можемо значно покращити його, наприклад, збільшивши використання сонячної енергії та оптимізувавши цикли завантаження дров'яного котла". Хоча нове рішення коштувало приблизно на 3 000 євро більше, власник Ганс Шленкер схвально відгукнувся про нього.
Рис. 9: група rendeMIX для підсилення зворотного потоку дров'яного котла та оптимізованої багатошаровості буферного накопичувача
Відповідні додаткові витрати окупляться, як показує первинна оцінка. Ганс Шленкер довіряє цій технології, тому що вона здається йому правдоподібною і "тому що я не опалювався з травня. Все, що нам потрібно з точки зору температури, особливо для гарячої води, виробляв сонячний колектор. Раніше його заміняв бойлер для питної води з електричним підігрівом. Це коштувало чималих грошей".
"Я зрозуміла ефективність сонячної системи за тим, що навіть взимку, коли з'являється найменший промінь сонця, мені доводиться додавати значно менше дров", - додає Лісбет Шленкер, яка відповідає за вогонь на фермі. У такі дні їй подобається економити собі п'ятнадцять хвилин роботи. "А якщо ввечері все ж доведеться розпалити вогонь, гаряча вода буде готова всього за 20 хвилин!" - радіє Саша Онмахт, зять господаря будинку. "Це дуже приємно після цілоденної роботи на морозі!"
З компанією Knöbel Sanitär Heizung Blechnerei, Кенігсфельд, фермер також вважав, що він у безпеці з точки зору виконання. У 2009 році виробник установок відсвяткував своєрідний ювілей: сім чи вісім років тому він реалізував першу установку rendeMIX. "З цією установкою у Шленкерів їх повинно бути вже 30". Він зізнається, що не рахував їх точно, "але приблизно в такому порядку".
Рис. 10: Через високий короткостроковий попит на виробництво та очищення молока, питна вода зберігається в резервуарі на 400 літрів. Він має нижню і верхню точки зберігання і може бути підключений паралельно з опалювальними контурами. Верхня гаряча зона наповнюється від дров'яного котла або буферної ємності, тоді як нижній теплообмінник живиться безпосередньо від сонячної теплової системи. Температура відбору становить щонайменше 60 °C.
Нова технологія обігріває загалом 550 квадратних метрів. Кахельна піч у вигляді класичної основної печі забезпечує затишок у житловому будинку. Крім того, Ганс Шленкер встановив привабливу дров'яну піч потужністю 18 кВт у зоні громадського харчування, щоб опалення там не залежало від роботи загальної системи. Під "зоною громадського харчування" власник ферми в першу чергу має на увазі свій великий зал для проведення заходів, який пропонує місце для 100 гостей за накритим столом. З фуршетом і стійкою реєстрації вона може вмістити і більше.
За рахунок державного фінансування
Скільки коштували загальні інвестиції? Ганс Шленкер підсумовує: "Трохи менше 40 000 євро, а саме на сонячну систему, дров'яний котел, розподіл, доповнення та підключення до існуючих тепломереж. Ми отримали від BafA інноваційний бонус у розмірі 210 євро за квадратний метр на сонячну систему. Це доступно для колекторів площею понад 20 квадратних метрів. Наш має площу 24 квадратних метри. Державний сектор субсидував дров'яний котел у розмірі 1 125 євро; він також субсидував встановлення нових циркуляційних насосів".
Про конкретну грошову вигоду фермер не хоче нічого говорити, "тому що ми спалюємо дрова з власного лісу. Тут, у Хасленхофі, ми живемо з природою і від природи, тому цілком логічно використовувати деревину та сонячну енергію для опалення. І якщо ви вирішили це зробити, то також логічно прагнути до оптимального прибутку в межах фінансових можливостей".
Половинчастість коштуватиме дорожче. Звідси ефективна технологія управління "rendeMIX", "яка, звичайно, коштує грошей". Але це, очевидно, добре витрачені гроші, "тому що той факт, що нам не доводилося рубати і спалювати дрова для опалення або гарячої води протягом п'яти місяців, до 5 жовтня, - це те, що ми не довіряли сонцю і технологіям".
Рис. 11: Склянка свіжого молока прямо з-під корови.
Хасленгоф
Ферма в Даухінгені біля підніжжя Шварцвальду має трохи менше 40 гектарів землі, 12 дійних корів плюс телята, близько 20 свиней на відгодівлі, 200 курей-несучок і в середньому від 30 до 50 бройлерів. Ці 40 гектарів розділені на половину орних земель, тобто зернові, і половину пасовищ (сіно, корми). На півгектара сім'я Шленкер вирощує органічні овочі. На території також є близько 0,5 га лісу.
Але дерева не ростуть до неба, визнає Ганс Шленкер. "Я залишив крісло уповноваженого у 1994 році і цей гігантизм, завжди більше, ще більше, ще більший оборот. Було нелегко перейти від уповноваженого до фермера, але ми успадкували ферму наших батьків і живемо тут із сім'єю. Нам не потрібні працівники. Нашої праці вистачає, щоб прогодувати себе. Це все, що нам потрібно".
Деякі з найкращих шеф-кухарів Німеччини оцінили цю роботу. Ті, для кого достатньо лише найкращого, об'єдналися в "Eurotoques", асоціацію європейських кулінарів, які купують виключно у постачальників, що дотримуються принципів виробництва зі скла та натуральних матеріалів. Наприклад, у Хасленхофа в Даухінгені.
"Однак це означає, що ми часто працюємо за п'ятьма-шістьма професіями щодня. По-перше, це фермер, який займається традиційним тваринництвом у хліві та рільництвом, потім м'ясник, який займається переробкою м'яса та виробництвом ковбас, переробник молока та сировар, пекар, шеф-кухар та маркетолог у сфері громадського харчування".
Однак Ганс Шленкер відкидає ідею встановлення системи опалення: "Попередня система опалення, яку ми знайшли, ймовірно, була побудована самою компанією. Це було видно по споживанню, так би мовити. Я міг би також зварити труби, але для мінімізації витрат потрібен більший досвід".
Хасленгоф обслуговує не лише весільні вечірки, дні народження та інших гостей. Він також ідеально підходить для проведення тренінгів та заходів з підвищення кваліфікації. Якщо ви бажаєте використати цілюще, повчальне повітря Шварцвальду для цих цілей, будь ласка, напишіть або зателефонуйте: Сім'я Ганса Шленкера, Vor Haslen 1, 78083 Dauchingen, тел. 07720/ 5311, факс 07720/ 957318.
Бернд Генат
Завантажити технічну статтю у форматі PDF
