Universāls litru noteikums var novest pie nepareizas izvēles: vienai apkures sistēmai tvertne būs par mazu, citai nevajadzīgi liela. Tāpēc akumulācijas tvertnes tilpuma aprēķins sākas nevis ar kataloga skaitli, bet ar konkrētu jautājumu: kā sistēmā siltums tiek saražots, uzkrāts un patērēts?
Vienkārša formula ir noderīga sākotnējam novērtējumam, taču ar to vien nepietiek, lai izvēlētos tvertni. Jānošķir akumulācijas tvertne no karstā ūdens tvertnes, jāzina siltuma avota darbības nosacījumi un jāsaprot, kā savienoti apkures kontūri. Šajā rakstā apskatīsim vajadzīgos datus, aprēķina soļus un situācijas, kurās formulas rezultāts jāpārbauda pret visas sistēmas prasībām.
Izvēles pamatā ir tvertnes uzdevums. Cietā kurināmā katla sistēmā tā var uzkrāt siltumu, kas saražots kurināšanas laikā, savukārt siltumsūkņa sistēmā tvertnes loma var būt saistīta ar ūdens tilpumu, siltuma uzkrāšanu vai hidraulisko atdalīšanu. Šīs atšķirības nosaka, kādi dati jāizmanto un ko aprēķina rezultāts patiesībā nozīmē.
Akumulācijas tvertnes tilpuma aprēķins: ko tvertne dara apkures sistēmā?
Akumulācijas tvertne uzkrāj siltumnesēju un tajā esošo siltumenerģiju, ko pēc tam var izmantot apkurei. Tās uzdevums un vajadzīgais tilpums ir atkarīgs no siltuma avota, apkures kontūriem un sistēmas darbības principa. Tāpēc izvēli nevar pamatot tikai ar ēkas platību vai universālu litru skaitu uz kilovatu.
Svarīgs ir līdzsvars. Pārāk maza tvertne var nenodrošināt sistēmai vajadzīgo funkciju, bet nevajadzīgi liela aizņem vairāk vietas un nav automātiski efektīvāka. Thermal energy storage apraksta siltumenerģijas uzkrāšanas pamatprincipus, taču konkrēto risinājumu nosaka visas apkures sistēmas uzbūve.
Kā akumulācijas tvertne sadarbojas ar siltumsūkni?
Siltumsūkņa sistēmā tvertne var palielināt sistēmā cirkulējošā siltumnesēja apjomu, uzkrāt siltumu vai kalpot par hidraulisko atdalītāju. Atkarībā no sistēmas uzbūves tā var palīdzēt nodrošināt siltumsūknim atbilstošu darbības ciklu un enerģiju atkausēšanai. Tvertne nav obligāta katrā siltumsūkņa sistēmā: nepieciešamību nosaka iekārtas darbības nosacījumi, vadība un apkures kontūru savienojums. Izvērtējot CTC gaiss-ūdens siltumsūkni, tvertnes risinājums jāskata kopā ar pārējo apkures sistēmu.
Akumulācijas tvertne un karstā ūdens tvertne nav viens un tas pats
Akumulācijas tvertnē esošais siltumnesējs cirkulē apkures kontūrā un nodod siltumu radiatoriem vai grīdas apkurei. Boileris jeb karstā ūdens tvertne sagatavo sadzīves ūdeni mazgāšanai un citām ikdienas vajadzībām. Tā kā tvertnēm ir atšķirīgi uzdevumi, to tilpumu aprēķina pēc atšķirīgiem kritērijiem: apkures tvertnei jāatbilst siltuma avota un apkures darbībai, bet boilerim jāatbilst karstā ūdens patēriņam.
Kādi dati vajadzīgi akumulācijas tvertnes tilpuma aprēķinam?
Sākotnējam novērtējumam vajadzīgi trīs lielumi: aprēķinā izmantotā siltuma jauda, laiks, kurā tvertnei šis siltums jānodrošina, un pieļaujamā siltumnesēja temperatūras starpība. Akumulācijas tvertnes tilpuma aprēķins būs jēgpilns tikai tad, ja šie dati atbilst tvertnes uzdevumam un sistēmas darbībai.
- Q ir aprēķinā izmantotā siltuma jauda kilovatos. To nosaka pēc sistēmas vajadzības, nevis automātiski pielīdzina iekārtas nominālajai jaudai.
- t ir laiks stundās, kurā paredzēts uzkrāt vai nodrošināt siltumu.
- ΔT ir pieļaujamā temperatūras starpība kelvinos. Ūdenim skaitliskā temperatūras starpība kelvinos un Celsija grādos ir vienāda.
Ievaddatus meklē apkures projektā, ēkas siltuma zudumu aprēķinā, siltumsūkņa tehniskajā dokumentācijā un sistēmas iestatījumos. Pārbaudi, vai norādītā jauda attiecas uz visu apkures vajadzību vai konkrētu darbības scenāriju, un vai temperatūras starpība ir sasniedzama attiecīgajā sistēmā. Ja parametrs nav norādīts, neaizstāj to ar minējumu. Vispirms nosaki, kādam uzdevumam tvertne paredzēta.
Kā izmantot formulu un saprast tās mērvienības?
Sākotnējam novērtējumam var izmantot formulu V ≈ Q × t × 860 / ΔT. Tajā V ir aptuvenais ūdens tilpums litros, Q ir jauda kilovatos, t ir laiks stundās, bet ΔT ir temperatūras starpība kelvinos. Koeficients 860 ir aptuvens pārrēķins, kas ļauj siltuma enerģiju izteikt ūdens uzkrāšanas tilpumā.
Piemēram, ja aprēķinā pieņem Q = 5 kW, t = 2 stundas un ΔT = 45 K, formula dod aptuveni 191 litru. Tas ir matemātisks piemērs, nevis ieteicamais tvertnes izmērs konkrētai mājai. Rezultāts mainās līdz ar ievaddatiem un aprēķina mērķi.
Kāpēc formula viena pati nedod galīgo tvertnes izvēli?
Formula novērtē teorētisko siltuma uzkrāšanu, bet neatspoguļo visas iekārtas un hidrauliskās shēmas prasības. Siltumsūknim būtisks var būt sistēmas minimālais ūdens tilpums un iekārtas darbības nosacījumi. Tāpēc iegūtais skaitlis jāsalīdzina ar projektu un tehniskajām prasībām, nevis jāaizstāj ar universālu litru normu uz jaudas vienību. Izvērtējot gaiss-ūdens siltumsūkņa risinājumu, tvertnes tilpumu nosaka kopā ar pārējo sistēmas konfigurāciju.
Aprēķini tvertnes tilpumu soli pa solim un pārbaudi rezultātu
Pirms aprēķina nosaki, ko tieši vēlies pārbaudīt: siltuma uzkrāšanu noteiktam laikam vai sistēmai vajadzīgo ūdens tilpumu. Šie nav vieni un tie paši uzdevumi, tāpēc atbilde nosaka, kādus ievaddatus izmantot. Pēc tam rīkojies šādi:
- Noskaidro sistēmas parametrus. Apkopo projektā un iekārtas dokumentācijā norādīto jaudu, temperatūras nosacījumus un sistēmas tehniskās prasības.
- Nosaki aprēķina scenāriju. Izvēlies darbības laiku stundās un pieļaujamo temperatūras starpību kelvinos. Abām vērtībām jāatbilst reālajam sistēmas uzdevumam.
- Ievieto datus formulā. Aprēķini V ≈ Q × t × 860 / ΔT. Rezultāts ir aptuvens tilpums litros.
- Pārbaudi iegūto vērtību. Salīdzini to ar sistēmas minimālā ūdens tilpuma un iekārtas darbības prasībām. Neuzskati aprēķina rezultātu par gatavu montāžas specifikāciju.
Hipotētisks piemērs: kā ievaddati maina rezultātu
Pieņemsim, ka aprēķina jauda ir 4 kW, darbības laiks 1,5 stundas, bet temperatūras starpība 30 K. Formula dod aptuveni 172 litrus. Ja pārējie lielumi nemainās un jauda ir 6 kW, rezultāts pieaug līdz 258 litriem. Ja sākotnējā piemērā laiks ir 2 stundas, iegūst aptuveni 229 litrus. Savukārt, palielinot temperatūras starpību līdz 40 K, rezultāts samazinās līdz aptuveni 129 litriem. Tie ir matemātiski salīdzinājumi, nevis ieteikumi konkrētai sistēmai.
Pārbaudi aprēķinu īpaši rūpīgi, ja jaudas vai temperatūras dati nav zināmi vai atšķiras projektā un iekārtas dokumentācijā. Arī matemātiski pareizs rezultāts var būt maldinošs, ja izvēlētais laiks vai temperatūras starpība neatbilst tvertnes uzdevumam. Bieži pieļauta kļūda ir nominālo iekārtas jaudu ievietot formulā, nepārbaudot, vai tā atbilst konkrētajam aprēķina scenārijam.
Īsumā: apkopo dokumentētos sistēmas datus, nosaki aprēķina mērķim atbilstošu laiku un temperatūras starpību, tad izmanto formulu. Iegūto tilpumu salīdzini ar iekārtas un sistēmas tehniskajām prasībām. Siltumsūkņa gadījumā vērtē arī apkures kontūru izvietojumu un vadību, jo tvertnes tilpums ir tikai viena daļa no kopējā risinājuma.
Pielāgo akumulācijas tvertnes tilpumu siltumsūkņa sistēmai
Vienāds aprēķins nenozīmē vienādu risinājumu visām mājām. Siltumsūkņa veids, apkures kontūru skaits un to vadības shēma ietekmē ūdens plūsmu un vajadzīgo tvertnes tilpumu. Tāpēc aprēķināto rezultātu salīdzini ar konkrētās iekārtas dokumentāciju un apkures sistēmas projektēšanas nosacījumiem. Formula dod sākumpunktu, nevis gatavu montāžas specifikāciju.
Kā siltumsūkņa veids ietekmē izvērtēšanu?
Gaiss-ūdens siltumsūknis nodod siltumu ūdens apkures kontūram, tāpēc tvertnes loma jāvērtē kopā ar kontūru uzbūvi un iekārtas vadību. Citā siltumsūkņa sistēmā var atšķirties siltuma nodošana un darbības nosacījumi, tāpēc vienu tilpuma ieteikumu nevar automātiski attiecināt uz visām iekārtām. Plašāk par iekārtas un apkures sistēmas mijiedarbību lasi gaiss-ūdens siltumsūkņu ceļvedī. Izvērtējot CTC gaiss-ūdens siltumsūkņus, aprēķina rezultātu salīdzina ar attiecīgās sistēmas dokumentāciju.
Kad sākotnējo aprēķinu nodot projektēšanai?
Projektēšanas izvērtējums ir noderīgs, ja trūkst ievaddatu, dokumentos norādītie parametri atšķiras vai sistēmā ir vairāki apkures kontūri. Šādos apstākļos kļūdaini pieņēmumi var radīt skaitliski precīzu, bet sistēmas vajadzībām neatbilstošu tilpumu. Commodus nodrošina konsultācijas, projektēšanu un apkures sistēmu montāžu, tāpēc tvertnes risinājumu var izvērtēt kopā ar konkrēto sistēmu, nevis izraudzīties tikai pēc vienas formulas.
Ar apkures sistēmu risinājumiem un projektēšanu vari iepazīties Commodus vietnē.
Izvēlies risinājumu, kas strādā kopā ar apkuri
Pirms lēmuma pieņemšanas saliec vienuviet apkures shēmu, iekārtas dokumentāciju un pieejamos sistēmas datus. Pārbaudi, vai aprēķinā izmantotā jauda, darbības laiks un temperatūras starpība atbilst tvertnes uzdevumam. Tas palīdzēs noteikt, kas vēl jāizvērtē un kā tvertne iederas mājas apkures sistēmā. Izvēli balsti uz visas sistēmas darbību, nevis vienu parametru.
Akumulācijas tvertnes tilpums jānosaka kopā ar apkures iekārtu un kontūru konfigurāciju. Sazinies ar Commodus, lai pārrunātu apkures sistēmas risinājumu un projektēšanu.
Biežāk uzdotie jautājumi
Vai akumulācijas tvertne ir nepieciešama katram siltumsūknim?
Nē, tas ir atkarīgs no konkrētās sistēmas uzbūves un siltumsūkņa darbības nosacījumiem. Vispirms pārbaudi iekārtas uzstādīšanas vai projektēšanas dokumentācijā norādītās prasības par sistēmas ūdens tilpumu un darbības cikliem. Ja sistēmā ir vairāki apkures kontūri vai mainīti vadības iestatījumi, tvertnes nepieciešamību vērtē kopā ar visu shēmu.
Kā aprēķināt akumulācijas tvertnes tilpumu litros?
Sākotnējo tilpumu litros var aprēķināt ar rakstā aplūkoto formulu, ievietojot tajā konkrētās sistēmas parametrus. Pēc tam neizvēlies tvertni tikai tāpēc, ka tās nominālais tilpums sakrīt ar aprēķina rezultātu. Salīdzini to ar iekārtas prasībām un projektā paredzēto sistēmas darbību. Aprēķins dod orientieri, bet pats par sevi nenosaka montāžas risinājumu.
Kāda ir atšķirība starp akumulācijas tvertni un boileru?
Akumulācijas tvertne ir saistīta ar apkures kontūru, bet boileris paredzēts sadzīves karstā ūdens sagatavošanai. Atšķirību nosaki pēc tvertnes apzīmējuma un pieslēgumiem apkures shēmā, nevis tikai pēc ārējā izskata. Ja projektā nav skaidri norādīta tvertnes funkcija, shēmas pārskatīšana palīdzēs izvairīties no nepareizas pieslēgšanas vai pasūtīšanas.
Kas notiek, ja akumulācijas tvertne ir izvēlēta pārāk liela?
Pārāk liela tvertne aizņem vairāk vietas un var sadārdzināt iekārtas un uzstādīšanas risinājumu. Tās izmēru un novietojumu var ierobežot arī telpas plānojums. Pirms izvēles salīdzini aprēķināto vajadzību ar pieejamo vietu un sistēmas tehniskajiem nosacījumiem. Lielāks tilpums nav automātiski labāks, ja tas neatrisina konkrētu apkures sistēmas vajadzību.
Kādi dati vajadzīgi, lai aprēķinātu akumulācijas tvertnes tilpumu?
Sagatavo projektā norādītos parametrus, siltumsūkņa modeli, apkures shēmu un vadības iestatījumus. Pieraksti, vai sistēmā ir radiatori, siltās grīdas vai vairāki atsevišķi kontūri. Šī informācija palīdz pārbaudīt, vai izvēlētais aprēķina scenārijs atbilst reālajai sistēmai. Ja dokumenti ir nepilnīgi, neaizstāj trūkstošos parametrus ar pieņēmumiem.
