Lielākajai daļai mūsdienu apkures sistēmu ir sākotnējais trūkums, kas padara neiespējamu efektīvu apkures organizēšanu ar partijas apkures katlu. Problēma nav kurināmā sadedzināšanas principā, kaut arī tur viss nav gludi, bet gan siltuma pārneses organizēšanā no siltuma avota – cietā kurināmā sadedzināšanas priekšpuses mājas vai dzīvokļa dzīvojamo istabu gaisa telpā. Siltuma akumulatori ir paredzēti, lai kompensētu zaudējumus, kas rodas no periodiskas katla darbības. Precīzāk sakot, jebkuram sērijveida apkures katlam ir nepieciešams siltuma akumulators.
Ierīce, kuru lepni sauc par apkures katlu siltuma akumulatoru, ir tvertne ar ievērojamu ietilpību, dažos gadījumos sasniedzot līdz 10 tonnām ūdens ar iekšējo siltummaiņu sistēmu. Kas dod iespēju izmantot siltuma akumulatoru:
- Katla radītā liekā siltuma droša uzkrāšanās dzesēšanas šķidruma ūdens plūsmā;
- Palielināt katlu iekārtas sildīšanas-dzesēšanas cikla ilgumu, tādējādi vienkāršojot tās apkopi, atbrīvojot to no nepieciešamības to iedarbināt naktī vai neērtā laikā;
- Palielināt darba efektivitāti un palielināt apkures katlu resursus.
Papildus cietā kurināmā apkures katlam, elektrisko apkures katlu sistēmām ir nepieciešams arī siltuma akumulators. Šajā gadījumā siltuma akumulatora izmantošanu nosaka mākslīga izvēle par labu periodiskai apkurei un tikai naktī, kad ir iespējams izmantot izdevīgāku preferenciālo likmi..
Mūsdienīgu apkures katlu dizains ražotāja interesēs ir maksimāli optimizēts izmaksu un ražošanas izmaksu ziņā. Mūsdienīgs apkures katls ir izgatavots no lokšņu tērauda, ar minimālām izmaksām trūcīgajam un dārgajam varam un niķelim, un tas darbojas plīts režīmā «katliņu krāsnis».
Viņa ierīcē nav pat mājienu par siltuma akumulatoru. Šāds apkures katls principā nespēj uzkrāt siltumenerģiju. Salīdziniet modernu granulu vai ogļu katlu ar vecajām smagajām čuguna apkures katlu konstrukcijām, un vēl labāk – ar parastās ciema akmens krāsns uzstādīšanu. Pēdējā gadījumā siltuma akumulatora funkcijas visefektīvāk veic mūra, kas tieši absorbē siltumu no liesmas un 10–12 stundas vienmērīgi pāriet istabas gaisā..
Tāpēc moderns apkures katls ir neefektīvs bez siltuma akumulatora. Cietais propelenta bloks darbībā būs neaizstājams, un tas notiks bez daudztontu siltuma akumulatoriem, ja tā ierīcē parādīsies sistēma automātiskai degvielas iekraušanai krāsnī un sekojošai tīrīšanai no pelniem..
Kā darbojas siltuma akumulators ↑
Siltuma akumulatora mērķis ir nodrošināt papildu siltumenerģiju ūdens sildīšanas kontūrai pēc tam, kad apkures katls ir samazinājis vai pārstājis ražot siltumu. Lai to izdarītu, milzīgā tvertnē ir liels daudzums verdoša ūdens ar spiedienu aptuveni 3 atm. Tvertnes korpusā ir pielodēts siltummainis, ar kura palīdzību «lejupielādēt» siltums akumulatoram un apgrieztā izvēle apkures sistēmai. Bieži tvertnē tiek iebūvēts papildu siltummainis, lai iegūtu karstu ūdeni virtuves un vannas istabas vajadzībām.
Dažādu temperatūru plūsmu sajaukšanas princips ↑
Lai ātri sasildītu telpu, siltuma sildītājs, izmantojot trīsceļu vārstu, tiek izslēgts no apsildāmā dzesēšanas šķidruma kustības. Tikai pēc sildīšanas ūdens plūsma caurulēs virs 60 ° CparC, ūdens no siltuma uzkrāšanas tvertnes ir savienots ar ķēdi. Kamēr apkures katls darbojas, siltums iet divos virzienos: pie piedziņas un uz sildīšanas radiatoriem.
Šim principam ir daži pozitīvi aspekti:
- Ātra viesistabas uzsildīšana, un tikai pēc tam lieko siltumu izvada siltuma akumulatorā;
- Sajaukšanas princips nodrošina efektīvu siltuma pārnesi;
- Ūdens padeve siltuma akumulatorā ir stratēģiska katla rezerve, tādējādi novēršot tā iespējamo izdegšanu, ja tiek pārkāpta ūdens cirkulācija apkures iekārtā.
Ideālā gadījumā ūdeni, kas cirkulē apkures katla karstajā siltummainī, nevajadzētu sajaukt ar dzesēšanas šķidrumu, kas plūst visā apkures sistēmā. Tāpēc siltuma akumulatoros bieži izmanto atšķirīgu shēmu – ar hidraulisko izolāciju un plūsmas atdalīšanu.
Sistēma ar siltumnesēju hidraulisko izolāciju ↑
Šajā shēmā siltuma akumulators spēlē vienu no siltuma piegādes ķēdes elementiem, to nevar izslēgt no plūsmas. Faktiski siltuma akumulatorā notiek pastāvīga siltuma pārnešana no izdalītā «karsts» apkures katla kontūra un atlikušā ūdens vai dzesēšanas šķidruma masa, kas cirkulē apkures sistēmā.
Ko tas dod:
- Apkures katla ar ļoti noslogotu siltummaini nepieciešams izmantot īpašu ūdeni, kas attīrīts no piemaisījumiem un skābekļa. Tikai šāds ūdens garantē cauruļu un siltummaini blīvējumu ilgu kalpošanas laiku. Nepieciešamā sagatavotā ūdens daudzuma krājumi tiek glabāti papildu katlā.
- Izmantojot īpašu apsildāmā ūdens shēmu no siltuma uzkrāšanas tvertnes, izvēlētā šķidruma temperatūru var viegli kontrolēt, kas vienkāršo apkures vadības sistēmu.
Trūkumos ietilpst nepieciešamība pēc papildu ierīcēm – diviem sūkņiem: dzesēšanas šķidruma cirkulācija un barošanas sistēma. Dažreiz dublēšanai izmantojiet pāris ierīces – sprieguma pārveidotāju un apkures katla elektrisko akumulatoru. Pretējā gadījumā strāvas pārtraukums var izraisīt nopietnu negadījumu primārajā ķēdē..
Sarežģītāka un uzlabota shēma ietver divu atsevišķu siltummaiņu izmantošanu, kas apvienoti vienā siltummaiņa akumulatora korpusā. Tas ir racionālāks veids, kā organizēt siltuma akumulatora darbību ar lielu atlaišanas pakāpi. To var ieteikt tiem, kuri vēlas ar savām rokām izgatavot apkures katla siltuma akumulatoru.
Siltuma akumulatora izveidošana mājā ↑
Lai izgatavotu siltuma uzkrāšanas ierīci, ir jānosaka akumulatora siltumspēja. Ir noteikta tehnika uzkrājošās sistēmas izveidošanai. Ūdens daudzums akumulatorā tiek ņemts, pamatojoties uz 30–40 litriem šķidruma uz katriem 1000 W siltumenerģijas. Šajā gadījumā mājai 100 m attālumā2 apsildāmajai zonai būs nepieciešama ietilpība 350-400 litri. Vislabākais variants būtu izmantot gatavu katla tvertni ar ūdens līmeņa, spiediena un temperatūras sensoriem.
Ja kā darba shēma ir izvēlēta sajaukšanas sistēma, tā darbojas pareizi pat tad, ja nav īpašu sūkņu, apkures lokā būs jāuzstāda papildu trīs pozīciju vārstu bloks.
Vienkāršākām ķēdēm būs nepieciešams viens vai divi siltummaiņi, kas jāuzstāda tvertnē ↑
Labāk ir izmantot siltummaini, kas izgatavots no tāda paša materiāla kā tvertne. Tas nodrošina normālu metināšanas kvalitāti, uzstādot siltummaini. Turklāt siltuma akumulatora dobumā ir labāk piemērot anodu aizsardzību ar magnija elektrodiem, līdzīgi kā karstā ūdens padeves elektriskie katli. Tvertnes ārsienas – siltum akumulatora apvalks ar izolācijas paklājiem vai minerālvati.
Siltuma akumulatoru daudzsološās iespējas ↑
Viens no interesantiem risinājumiem bija maza izmēra akumulatori, kas ūdens vietā izmanto kausējamus parafīnus vai silikona eļļas. Sakarā ar ievērojami augstāku siltuma jaudu kļuva iespējams izmantot drošas maza izmēra uzglabāšanas sistēmas dzīvokļu apkures sistēmu elektriskajiem katliem. 300 litru smagas tvertnes vietā plānots izmantot divu sekciju akumulatoru ar kopējo tilpumu 50 l dzesēšanas šķidruma, kura siltuma rezerve ir 15 kWh.
