Lepszy system wypalania kłód
Większy komfort obsługi dzięki mieszaczom wielokierunkowym - od zbiornika oleju do zbiornika warstwowego
Potrójny zrównoważony rozwój: Michael Schmitz, właściciel firmy Firma Sanitär M. SchmitzRemagen, pociął zbędny zbiornik na olej, zespawał go z powrotem w innym miejscu kotłowni i sprzęgnął z kotłem na kłody, aby pełnił nową funkcję zbiornika buforowego. Po pierwsze, zaoszczędził cenne zasoby. Ponadto zainstalował dwa wielodrogowe urządzenia mieszające pomiędzy buforem a generatorem ciepła, które umożliwiają pracę zbiornika jako bezciśnieniowy zbiornik warstwowy. Po drugie, oszczędza to energię operatorów, a po trzecie, dwustrefowy system załadunku i rozładunku oferuje im wysoki komfort ładowania. Nie muszą już codziennie chodzić do kotłowni.
Rys. 1: Przy spalaniu drewna liściastego kilowatogodzina ciepła kosztuje średnio około 3,7 centa. Paliwo olejowe kosztuje co najmniej 50 procent więcej. Michael Schmitz z Sanitär M. Schmitz, Bonn, polecił swoim klientom ten nowoczesny system ogrzewania biomasą.
Dom trzyrodzinny w Alfter koło Bonn o powierzchni 400 m2 powierzchni mieszkalnej jest współdzielona przez trzech właścicieli. Kiedy trzyosobowa wspólnota przejęła budynek z lat 50. ubiegłego wieku, nadal odzwierciedlał on ówczesny stan techniki budowlanej i grzewczej - tj. słabą izolację i wysokotemperaturowy kocioł olejowy. W związku z tym nowi właściciele w pierwszej kolejności pokryli budynek izolacją styropianową o grubości 14 centymetrów, zaizolowali również płytę podłogową i ponownie pokryli dach podkładem PUR o grubości 12 centymetrów.
W schronie przeciwlotniczym
Uzgodniono, że dom powinien zostać odnowiony, aby uczynić go bardziej energooszczędnym. Oznaczało to nic innego jak wymianę kotła olejowego na wersję ekologiczną. Nieruchomość należała wcześniej do wysokiego rangą urzędnika państwowego. On lub państwo miało również schron przeciwlotniczy zbudowany w piwnicy. Oprócz innych pomieszczeń magazynowych. Jednak mieszkańcy od jakiegoś czasu wykorzystywali bunkier do bardziej nowoczesnych celów, więc było dużo miejsca na skład drewna.
Rys. 2: Mieszadło wielodrogowe (czarne) do załadunku i rozładunku zbiornika warstwowego (po lewej). Płytowy wymiennik ciepła (po lewej) oddziela otwarty zbiornik od systemu grzewczego. Standardowe pompy obiegowe zostały później zastąpione pompami o wysokiej wydajności. (Wszystkie zdjęcia zostały wykonane wkrótce po przebudowie. Przewody rurowe muszą jeszcze zostać zaizolowane.
Dzieje się tak, ponieważ inżynier ds. ogrzewania Michael Schmitz zalecił właśnie to, a mianowicie kocioł zgazowujący drewno z dużą komorą napełniania zapewniającą długi czas wypalania, a tym samym stosunkowo wygodny system ładowania, który mógłby być współdzielony przez trzy strony mieszkalne. "Logano S 151" firmy Buderus o mocy grzewczej 25 kW był dokładnie tym, czego szukali. Zgodnie z broszurą, charakteryzuje się on dobrą sprawnością wynoszącą 86 procent i niskoemisyjną technologią płomieniową z recyrkulacją spalin.
Wygodne ładowanie półmetrowymi polanami jest jednak naprawdę zauważalne tylko przy wystarczającej pojemności bufora wody grzewczej. 1000 czy 2000 litrów to za mało, by przetrwać weekendowy urlop. Michael Schmitz obliczył, że 5000 litrów pozwoliłoby na pozostawienie domu w spokoju przez cały tydzień w okresie przejściowym. Przy użytecznej delcie T wynoszącej 50 K - między 90 a 40°C - dostępnych jest prawie 300 kilowatogodzin. Gwarantuje to podstawową temperaturę w pomieszczeniach mieszkalnych podczas tygodnia wakacyjnego. Pod warunkiem, że technologia sterowania jest skąpa w każdą kalorię.
Rys. 3: Załadunek i rozładunek bufora o pojemności 5000 litrów przez dwa mieszalniki wielodrogowe rendeMIX. Szczegółowe informacje można znaleźć w ramce "Schemat połączeń".
Zbiornik oleju jako bezciśnieniowy zbiornik buforowy
Te 5000 litrów zapewniał stary zbiornik oleju. Instalatorzy zdemontowali go za pomocą palnika do cięcia, wyczyścili, ponownie zamontowali w kotłowni, zaizolowali zewnętrzną izolacją i oddzielili bufor - ponieważ pracuje on w trybie otwartym i dlatego pochłania tlen - od obiegów grzewczych za pomocą odpornego na korozję płytowego wymiennika ciepła. Wymiennik ciepła pełni jednak przede wszystkim inną funkcję: Absorbuje on ciśnienie statyczne w 10-metrowym budynku przed zbiornikiem magazynowym. Ciśnienie wynoszące co najmniej 1 bar prawdopodobnie spowodowałoby niebezpieczne wybrzuszenie zbiornika.
Rys. 4: Ta pętla bezpieczeństwa jest kontynuowana jako łuk liry z tyłu ściany (patrz rysunek na dole po lewej). Zanurza się w zbiorniku. Woda w bojlerze może rozszerzyć się do wysokości dłoni Michaela Schmitza. Wygięcie w kształcie liry ma zapobiegać cofaniu się wody.
Brzmi to jak spory wysiłek. Jednak według Schmitza ta konwersja nie kosztowała tyle, ile kosztowałaby bateria buforowa, zwłaszcza że zbiornik nie miał pozostać w domu, ale miał zostać zutylizowany. Koszty demontażu i tak zostałyby poniesione. Schmitz obliczył, że spawanie i izolowanie zbiornika kosztowałoby "co najmniej 2000 euro mniej niż instalacja nowego bufora o pojemności 5000 litrów. A ten składałby się z kilku zbiorników. Połączenie ich w taki sposób, by woda mogła się rozwarstwiać, stanowiłoby problem. Zaizolowaliśmy blachę cegłami izolacyjnymi, które pozostały z izolacji elewacji. Nie musieliśmy więc nawet wydawać pieniędzy na izolację termiczną".
Rys. 5: Bufor o pojemności 5000 litrów jest zbudowany jako warstwowy zbiornik magazynowy. Ładowanie i rozładowywanie odbywa się w trzech strefach. W czasie nagrywania w połowie listopada 2009 r. temperatura wynosiła około 25 °C przy podłodze (zimno), 36,5 °C w dolnej ciepłej strefie i 52,5 °C w górnej ciepłej strefie.
Właściciele budynku pozostawili w pokojach istniejące żeliwne grzejniki wysokotemperaturowe. Jednak ze względu na izolację domu, system grzewczy działa w trybie niskotemperaturowym, maksymalnie 70/50 zamiast wcześniejszych 90/70°C. Powierzchnia grzewcza żeliwnych żeber o dużych wymiarach jest więcej niż wystarczająca do przenoszenia ciepła do pomieszczeń.
Zalecane wysokie temperatury
Z drugiej strony zbiornik buforowy wymagał specjalnej hydrauliki ze względu na niskie temperatury zasilania, które ostatnio stały się możliwe. System nie chce zdradzać żadnych temperatur, tj. nie chce być zmuszony do ciągłego mieszania gorącej wody kotłowej z wodą grzewczą, która może mieć 35 lub 45 stopni w zależności od pogody. Musi również zapewnić wysoką temperaturę wody powrotnej z bojlera, aby zminimalizować ryzyko gnicia: Maksymalna temperatura obiegu kotła 95 °C nie może spaść poniżej 65 °C na powrocie. "Pomoc w projektowaniu kotła na zgazowanie drewna Logano S 151" stanowi, że temperatury te są częścią warunków gwarancji i "muszą być zapewnione za pomocą odpowiedniego obiegu i sterowania obiegiem kotła".
Schemat połączeń Weidenstraße 7, Alfter
W nieruchomości Alfter połączono dwie technologie, a mianowicie dwustrefową zasadę ładowania i rozładowywania za pomocą dwóch jednostek rendeMIX oraz oddzielenie systemu między obiegami grzewczymi a zbiornikiem magazynowym (skrajny prawy wymiennik ciepła ST). Oddzielenie było konieczne, ponieważ poprzedni zbiornik oleju opałowego nie był w stanie wytrzymać dodatkowego ciśnienia statycznego systemu wynoszącego około 1 bar. Zespół mieszacza wieloportowego po lewej stronie, ten na kotle na paliwo stałe "Logano", zapewnia dwustrefowe ładowanie, podczas gdy ten po prawej stronie w kierunku grzejników lub wymiennika rozdzielającego zapewnia dwustrefowe rozładowanie. Dwie strefy w buforze znajdują się pomiędzy przyłączami górnym (85°C) i środkowym (45°C) oraz pomiędzy przyłączami środkowym i dolnym (30°C). Poza okresem pełnego obciążenia, te 5 m3Kocioł opalany drewnem jest rzeczywistym generatorem ciepła w stosunku do grzejników i w stosunku do systemu sterowania. Kocioł na drewno dostarcza stosunkowo stałą wysoką temperaturę 85°C przez kilka godzin każdego dnia, dwa lub trzy dni. Podstawową ideą jest teraz zmieszanie jak najmniejszej ilości wysokiej jakości 85°C do niższej temperatury dla obiegów grzewczych podczas pracy przy częściowym obciążeniu. Nieodwracalne mieszanie, tj. już nie odwracalne. 5000 litrów wody o temperaturze 50°C ma wyższą zawartość ciepła niż 1000 litrów wody o temperaturze 85°C, ale w pierwszym przypadku kocioł nadal musiałby dogrzewać, jeśli przepływ wymaga temperatury 65°C. W drugim przypadku kocioł mógłby ogrzewać przez jeden dzień. W drugim przypadku mógłby pozostać wyłączony przez dzień dłużej, w zależności od wymaganego obciążenia częściowego. Oznacza to, że strefowe ładowanie i rozładowywanie butli za pomocą mieszacza wieloportowego wraz z odpowiednią konfiguracją połączeń pozwala uniknąć słabości konwencjonalnego mieszacza trójdrożnego. Jeśli na przykład temperatury zewnętrzne wymagają tylko rozprzestrzeniania się 40/35 °C, tylko poprzedni zbiornik oleju wykonuje pracę grzewczą: rendeMIX po prawej stronie odbiera na przykład 45 °C (środek cylindra) i dostosowuje temperaturę do temperatury zasilania chłodnicy w dokładnym stopniu poprzez regulację przepływu do wymiennika ciepła. Temperatura 85°C początkowo pozostaje nietknięta. Jeśli średnia temperatura spadnie poniżej docelowej temperatury zasilania, jednostka sterująca automatycznie przełączy się na górny punkt poboru w oparciu o pomiary temperatury. Kiedy "Logano" w końcu się uruchamia, po prostu podgrzewa gorącą wodę ze środkowego przyłącza do wartości ustawionej na regulatorze stałej wartości i wpycha ją do mieszkań. Ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę początkową, proces ten przebiega szybko, dzięki czemu pozostałe w komorze spalania polana są wykorzystywane do ponownego całkowitego napełnienia zasobnika. System sterowania decyduje również niezależnie, w jaki sposób zapewnić 60°C na powrocie kotła. Jeśli na przykład środkowa strefa osiągnęła temperaturę 70°C, system wykorzystuje środkowe i dolne przyłącze. rendeMIX zawsze miesza tylko ciepłe z ciepłym lub ciepłe z zimnym. Brzmi to jak skomplikowana instalacja, ale tak nie jest. Mieszalnik wielodrogowy potrzebuje tylko jednej dodatkowej rury między stacją załadunku i rozładunku. Poza tym technologia sterowania pozostaje konwencjonalna: trzypunktowy regulator z czujnikiem przepływu lub powrotu, z czujnikiem pogodowym do rozładunku i regulatorem stałej wartości do ładowania. Jest to wystarczające, aby utrzymać stabilne uwarstwienie i nie oddawać zmagazynowanego współczynnika wykorzystania ciepła. Firma HG Baunach GmbH & Co. KG, Hückelhoven, twórca patentu rendeMIX, jest oczywiście pod ręką, aby pomóc w planowaniu. Tworzy ona schemat instalacji. W ten sposób sukces jest gwarantowany: maksymalne wykorzystanie przechowywanych temperatur na korzyść wyjątkowo wydłużonego cyklu ładowania. Po lewej: rendeMIX 2×3 RR 5 FWR = 2 przyłącza do źródła ciepła (kocioł na drewno), 3 przyłącza do radiatora (obiegi grzewcze, zasobnik), RR prawoobrotowy (przyłącza), 5 z kołnierzem pompy, regulator stałej wartości FWR do ustawiania zadanej temperatury powrotu kotła zintegrowany z serwomotorem. Po prawej: rendeMIX 3×2 RR 5-sys = 3 podłączenia do źródła ciepła, 2 podłączenia do radiatora, sys = optymalna regulacja przepływu dla niskich temperatur powrotu przed rozdzieleniem systemu. Jaka jest różnica między typem do separacji systemu (z przyrostkiem sys, prawy montaż) a zwykłym rendeMIX? Weźmy temperatury przechowywania 85 i 45 °C, które zespół miesza z przepływem 70 °C przy pełnym obciążeniu. Przy, powiedzmy, częściowym obciążeniu 25 % - w obiegu chłodnicy byłoby to 33 °C zasilania i 28 °C powrotu - "sys" nie redukuje 45 °C dostarczanych przez cylinder do 33 °C za pomocą powrotu, ale zamiast tego kieruje 45 °C bezpośrednio do wymiennika ciepła. Zmniejsza to jednak ilość, a tym samym moc cieplną. Podczas gdy zwykły rendeMIX działa zasadniczo jak dwa mieszacze trójdrogowe w jednej obudowie, tj. miesza ciepłe z ciepłym i ciepłe z zimnym, wersja "sys" odpowiada mieszaczowi trójdrogowemu plus zaworowi dwudrogowemu z zadaniami mieszania i dławienia. Jak wspomniano, korzyść energetyczna jest realizowana przede wszystkim w trybie częściowego obciążenia, gdy bufor przejmuje rolę generatora ciepła. Jak wygląda ta przewaga? Pozostańmy przy przykładzie częściowego obciążenia 25 %. Temperatura cylindra 45°C jest wystarczająca jako źródło ciepła, w oparciu o rozrzut po stronie wtórnej 33/28°C. Temperatura 45°C schładza się do 30°C w wymienniku. Delta T wynosi zatem 15 K po stronie pierwotnej. Oznacza to, że ze względu na dużą deltę T, a tym samym wysokie wykorzystanie ciepła, mieszacz musi pobrać z bufora 60 litrów wody o temperaturze 45°C na jedną kilowatogodzinę mocy grzewczej, którą zwraca w "zimnej" temperaturze 30°C. Model "sys" dławiłby cyrkulację po stronie pierwotnej do dokładnie tych 60 litrów (60 x 15 K = 900 kcal = ok. 1 kWh). Teoretyczna alternatywa: Przepływ powrotny przepływu wtórnego i przepływ powrotny 28 °C - "sys" nie redukuje 45 °C dostarczanych przez cylinder do 33 °C za pomocą przepływu powrotnego, ale zamiast tego kieruje 45 °C bezpośrednio do wymiennika ciepła. Zmniejsza to jednak ilość, a tym samym moc cieplną. Podczas gdy zwykły rendeMIX działa zasadniczo jak dwa mieszacze trójdrogowe w jednej obudowie, tj. miesza ciepłe z ciepłym i ciepłe z zimnym, wersja "sys" odpowiada mieszaczowi trójdrogowemu plus zaworowi dwudrogowemu z zadaniami mieszania i dławienia. Jak wspomniano, korzyść energetyczna jest realizowana przede wszystkim w trybie częściowego obciążenia, gdy bufor przejmuje rolę generatora ciepła. Jak wygląda ta przewaga? Pozostańmy przy przykładzie częściowego obciążenia 25 %. Temperatura cylindra 45°C jest wystarczająca jako źródło ciepła, w oparciu o rozrzut po stronie wtórnej 33/28°C. Temperatura 45°C schładza się do 30°C w wymienniku. Delta T wynosi zatem 15 K po stronie pierwotnej. Oznacza to, że ze względu na dużą deltę T, a tym samym wysokie wykorzystanie ciepła, mieszacz musi pobrać z bufora 60 litrów wody o temperaturze 45°C na jedną kilowatogodzinę mocy grzewczej, którą zwraca w "zimnej" temperaturze 30°C. Model "sys" dławiłby cyrkulację po stronie pierwotnej do dokładnie tych 60 litrów (60 x 15 K = 900 kcal = ok. 1 kWh). Teoretyczna alternatywa: Przepływ powrotny z obiegu wtórnego (grzejniki) o temperaturze 28 °C obniża temperaturę pierwotną (z zasobnika) 45 °C do tego samego przepływu 33 °C w mieszalniku i, teraz sam podgrzany do 35 °C, przepływa z powrotem do zasobnika. W tej architekturze delta T wynosi tylko 10 K. Na 1 kWh mocy grzewczej system sterowania musi zatem pobrać o 50% więcej wody o temperaturze 45°C, czyli 90 litrów. Rezultat: chociaż do zasobnika dopływa cieplejsza woda powrotna, rozwarstwienie zmniejsza się ogólnie przy tej samej zawartości ciepła. Dodatkowych kalorii w obszarze podłogi brakuje teraz w strefie wysokiej temperatury. Możliwe byłoby ogrzewanie z wykorzystaniem utraconej objętości na górze, ale nie z wykorzystaniem osadu na dole. Innymi słowy, drugi rendeMIX, ten po stronie tłocznej zbiornika, daje mieszkańcom domu przy Weidenstraße 7 w Alfter jeszcze dłuższy czas na ogrzanie domu.
nie martwiąc się o swój kocioł opalany drewnem.
W systemie Realo, "Logano" najpierw cyrkuluje wodę w swoich rejestrach do temperatury co najmniej 65 °C. Dopiero powyżej tej temperatury granicznej przepycha ciepło do bufora lub grzejników. Dopiero po przekroczeniu tej temperatury granicznej woda jest kierowana do bufora lub grzejników. Ale jak zamienić kocioł wysokotemperaturowy w niskotemperaturowy system grzewczy? Za pomocą opisanego powyżej bufora i dwóch mieszaczy wieloportowych "rendeMIX" firmy HG Baunach GmbH Co KG, Hückelhoven. Umożliwiają one oszczędność ciepłej wody dostarczanej przez kocioł. Jednak wynalazca Schmitz musiał najpierw odpowiednio wyposażyć swój zasobnik: mianowicie w perforowane rury zanurzeniowe, które specjalnie ładują i rozładowują odpowiednie strefy temperaturowe zasobnika, a tym samym zapobiegają mieszaniu termicznemu.
Ciepło odpadowe do ogrzewania wody
Do rachunku za konwersję dodano później 18 000 euro. Cena ta obejmuje kompletne działania modernizacyjne, w tym kocioł na drewno, w tym konwersję zbiornika, w tym nowe rury miedziane. Cena nie obejmuje pompy ciepła do ciepłej wody użytkowej i systemu wentylacji do kontrolowanej wentylacji pomieszczeń w każdym mieszkaniu.
Pompa ciepła i system kanałów powietrznych tworzą jedną całość. Jak wiadomo, kontrolowana wentylacja domowa wytwarza bogate w energię ogrzane powietrze wywiewane jako produkt odpadowy. Wypływa ono na zewnątrz bez dalszego wykorzystania lub podgrzewa powietrze nawiewane za pomocą wymiennika ciepła. Lub - jak w przypadku opisywanej nieruchomości - służy jako źródło energii dla pompy ciepła ciepłej wody użytkowej. W tej konstelacji pompa ciepła jako kompaktowy model zastępuje tradycyjny zbiornik ciepłej wody użytkowej i system odzysku ciepła:
Rys. 6: Pompa ciepła powietrze-woda do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (typ WPL 5030 EW) pobiera energię ze strumieni powietrza wywiewanego z kontrolowanego systemu wentylacji bytowej.
Powietrze nawiewane przepływa decentralnie do poszczególnych pomieszczeń; wentylator wyciąga je z kuchni i łazienki przez system kanałów wywiewnych i doprowadza do pompy ciepła. Schłodzone powietrze wylotowe wydostaje się na zewnątrz. W przypadku bardzo dużego zapotrzebowania na ciepłą wodę włączana jest grzałka elektryczna o mocy 1,5 kW. Objętość wody w zasobniku wynosi 300 litrów, a producent określa czas ogrzewania przy temperaturze ciepła odpadowego 20°C, wilgotności względnej 40% i około 200 m słupa wody.3/h przez około 10 godzin przy temperaturze zbiornika wynoszącej 55 °C. Daje to 4,1 kWh dla pełnego napełnienia przy określonym poborze mocy 410 watów.
Co oznacza "wydajne magazynowanie ciepła"?
Jak może wyglądać optymalne magazynowanie ciepła w dawnym zbiorniku oleju? Po pierwsze, należy osiągnąć stabilną stratyfikację, ponieważ jest to jedyny sposób na zagwarantowanie, że zmagazynowane ciepło może być wykorzystane w wysokim stopniu. Przykład: impreza i butelki: Przydatność niedopitego piwa można zmierzyć na podstawie jego dystrybucji wśród butelek. Resztki ćwierć- i półpełnych butelek są zazwyczaj wylewane. Rozsądniej jest najpierw nalać pełne butelki i odłożyć je na później. To samo dotyczy ciepła w pojemniku. Im bardziej jest ono skoncentrowane w buforze, tym jest cenniejsze.
Rys. 7: Kocioł na paliwo stałe "Logano S 151" znajduje się w dawnym schronie przeciwlotniczym. Ponieważ nie było tam komina, inżynierowie systemu musieli zainstalować komin ze stali nierdzewnej. Na pierwszym planie, zabezpieczenie termiczne na wypadek przegrzania kotła.
Zamiast rozprowadzać ją równomiernie i w średniej temperaturze na całej pojemności zasobnika, należy jak najdokładniej zdefiniować strefy ciepłej i zimnej wody. Z drugiej strony, jeśli gorąca woda z górnego przyłącza jest stale mieszana z zimnym strumieniem powrotnym systemu za pomocą mieszacza trójdrożnego - jak ma to miejsce w przypadku zwykłego jednostrefowego rozładowania - nie tylko gorące zasilanie zmniejsza się niepotrzebnie szybko, ale tylko niewielka ilość zimnej wody dociera do strumienia powrotnego do bufora. Jeśli brakuje strefy zimnej, bufor nie może na przykład magazynować ciepła otoczenia o niskiej temperaturze.
Z drugiej strony, dwustrefowe rozładowanie najpierw pobiera gorącą wodę ze środkowego przyłącza i pobiera zimną wodę powrotną z systemu. W rezultacie poduszka ciepłej wody na górze pozostaje nietknięta, a więcej zimnej wody przepływa z powrotem do najniższego połączenia buforowego. Jeśli zasilanie ze środkowego przyłącza jest poniżej żądanej temperatury zasilania, wystarczy podnieść temperaturę do wartości zadanej za pomocą kilku litrów gorącej wody z górnego przyłącza i wysłać cały strumień powrotny do bufora. W obu przypadkach woda pozostaje gorąca przez dłuższy czas na górze i szybciej staje się zimna na dole.
Oprócz rozładunku, decydujące znaczenie ma również załadunek
Rozważmy teraz niezbędny wzrost temperatury powrotu (RLA) kotła na drewno. Buderus określa minimalną temperaturę na poziomie 60°C. Kocioł najpierw podnosi swój wewnętrzny obieg kotłowy do tego poziomu przepływu powrotnego. Dopiero powyżej 60°C otwiera przepływ do odbiorników. W połączeniu z zasobnikiem buforowym, obieg mieszający ciepłą wodę z kotła z zimną wodą z dolnego przyłącza buforowego dla RLA byłby równoznaczny z marnowaniem energii. "Logano" byłby w stanie przepchnąć tylko niewielką ilość ciepłej wody do bufora, ponieważ musiałby wykorzystać jej większość na potrzeby RLA.
Rys. 8: Bloki styropianowe pozostały z izolacji domu. Są teraz używane do izolacji dawnego stalowego zbiornika na olej. Perifekt 035" to elementy styropianowe do izolacji powierzchni zewnętrznych, znane jako obwodowe płyty izolacyjne (obwód = obudowa).
Z drugiej strony sterowanie dwustrefowe wykorzystuje przepływ gorącego bojlera plus gorącą wodę ze środkowego przyłącza dla RLA z umiarem, o ile jest ona poniżej żądanej temperatury powrotu bojlera. W rezultacie więcej ciepłej wody dociera do górnej strefy buforowej. Jeśli temperatura środkowego przyłącza przekracza żądaną temperaturę powrotu bojlera, częściowa ilość gorącej wody ze środkowego przyłącza plus częściowa ilość zimnej wody z dolnego przyłącza utrzyma powrót na wymaganym poziomie 60°C z dokładnością do stopnia. Ciepła woda z bojlera pozostaje nietknięta. "rMIX 2×3" z dwoma przyłączami do źródła ciepła i trzema przyłączami do odbioru ciepła kieruje je całkowicie do najwyższej strefy buforowej. Dzięki równoległemu dwustrefowemu rozładowaniu i dwustrefowemu ładowaniu, bufor staje się nawet cieplejszy na górze i zimniejszy na dole w tym samym czasie, co automatycznie prowadzi do idealnego stopniowego rozwarstwienia.
Zasada załadunku i rozładunku
W przypadku rozładowania jednostrefowego jednostka sterująca miesza jedną czwartą wody buforowej o temperaturze 90°C z trzema czwartymi wody powrotnej o temperaturze 30°C w celu uzyskania rozrzutu 45/30°C. Jedna czwarta wody powrotnej o temperaturze 30°C przepływa z powrotem do zasobnika. Pomimo temperatury zasilania wynoszącej tylko 45°C, gorąca woda zasilająca w górnej części bufora jest pobierana. Rozwarstwienie w buforze zmniejsza się do 60/45/30. Absorpcja ciepła o niskiej temperaturze jest utrudniona.
W przypadku rozładowania dwustrefowego woda w górnej części bufora pozostaje gorąca do 30 % dłużej. Podział na strefy jest zachowany. Ułatwia to absorpcję ciepła o niskiej temperaturze.
W przypadku ładowania jednostrefowego ze wzmocnieniem przepływu powrotnego. Stosunkowo niewielka ilość ciepłej wody dociera do bufora bardzo późno. Proces ładowania jest opóźniony. Absorpcja ciepła o niskiej temperaturze jest utrudniona.
Dwustrefowe ładowanie ze zwiększonym przepływem powrotnym skraca czas ładowania ciepłej wody. Strefa 30 stopni pozostaje dłużej zimna. Absorpcja ciepła o niskiej temperaturze jest łatwiejsza.
Armatura rendeMIX zapewnia idealną stopniową stratyfikację, a tym samym optymalizuje wykorzystanie ciepła wody buforowej.
Wysoka wygoda jako dowód wydajności przechowywania
Rys. 9: Kocioł może pozostać wyłączony w okresie przejściowym. Każda z trzech jednostek mieszkalnych nadal posiada otwarty kominek, który wystarcza do ogrzania pomieszczeń przy umiarkowanych temperaturach zewnętrznych.
Efektywność magazynowania dla operatora można podsumować w kilku słowach: zamiast dodawać mniejsze ilości drewna częściej w okresie przejściowym - tj. podczas pracy z częściowym obciążeniem - operator może ograniczyć się do czekania, aż bufor będzie całkowicie pusty, a następnie rzadziej dodawać pełny ładunek drewna. Ponownie, jedynym decydującym czynnikiem jest tutaj dobre uwarstwienie, ponieważ kocioł musi zostać rozpalony, gdy wymagana temperatura zasilania nie jest już dostępna na górnym przyłączu bufora.
Jednak, jak wspomniano, nie mówi to w zasadzie nic o tym, ile (być może już nieużytecznego) ciepła wciąż znajduje się pod spodem. Bufor opróżnia się całkowicie tylko przy dobrej stratyfikacji i rozładowaniu warstwowym - jest to absolutny warunek wstępny, aby móc ponownie zmagazynować maksymalną ilość ciepła. Stale stabilna strefa gorąca jest również gwarancją dobrze rozwiniętej strefy zimnej. Jest to szczególnie przydatne w systemach ze wspomaganiem solarnym. Dzieje się tak, ponieważ zbyt wysoka temperatura w dolnej strefie buforowej jest przeszkodą, którą słońce z trudem pokonuje zimą, aby utrzymać umiarkowany poziom temperatury.
Logi również kosztują
Rys. 10: W trzyrodzinnym domu w Alfter, około 400 metrów kwadratowych powierzchni mieszkalnej jest rozłożone na trzy jednostki mieszkalne.
Schmitz zrealizował "warstwowe" ładowanie i rozładowywanie w obiekcie Alfter. Bez mieszacza wieloportowego rendeMIX, Buderus "Logamatic" musiałby zawsze mieszać gorącą wodę z kotła lub zasobnika z zimną wodą powrotną, aby uzyskać precyzyjną kontrolę temperatury zasilania. System grzewczy nie miałby dostępu do zasilania o średniej temperaturze w łagodniejszych warunkach pogodowych. Nieuchronnie generator ciepła musiałby pracować częściej. Z jednej strony, cykle są obciążeniem dla komfortu użytkownika. Operatorzy muszą napełniać, rozpalać i spalać niewielką ilość drewna w kotle kilka razy, zamiast raz napełnić komorę spalania, a następnie mieć spokój i ciszę przez cały dzień. Z fizycznego punktu widzenia praca cykliczna stanowi obciążenie dla samego generatora ciepła, a także dla wydajności i środowiska: straty wzrastają podczas fazy rozruchu.
W sąsiedniej ramce zatytułowanej "Schemat okablowania Weidenstraße 7, Alfter" opisano szczegółowo działanie systemu sterowania w nieruchomości. Przy okazji: Aktualne ceny drewna (średnia wartość z lutego 2010 r.) wynoszą obecnie około 80 euro za metr sześcienny, a zatem około 3,8 centa za kWh. Dla porównania: w przypadku oleju opałowego i gazu ziemnego koszty energii byłyby o co najmniej 55% wyższe i wynosiłyby 6 centów za 1 kWh w tym samym czasie.
Bernd Genath
Pobierz artykuł techniczny w formacie PDF
