Nie chcieliśmy zmarnować ani jednej kalorii
Wizyta w badeńskim "Haslenhof" i jego ogrzewaniu-hydraulice
Upoważniony sygnatariusz żegna się ze swoją dobrze płatną pracą, robi to, o czym wielu marzy, czyli zostaje rolnikiem, ale nie lekceważy swojej wiedzy technicznej i dlatego daje się przekonać do połączenia swojego kotła na drewno z systemem kolektorów, które do dziś uważane jest za niezwykłe. Zaprosił ludzi do odwiedzin.
Rys. 1: Haslenhof w Dauchingen
Rys. 2: "Dzięki trójkomorowemu rozdzielaczowi robimy duże postępy w zakresie wykorzystania energii" Inżynier zakładu Steffen Knöbel
Gospodarstwo położone jest na łagodnie opadającym zboczu Schwarzwaldu. Jedynym rozpoznawalnym sąsiadem jest oddalona o dwa kilometry iglica kościoła w Dauchingen, rozciągająca się nad polami. Późne letnie popołudniowe słońce skąpało posiadłość w łagodnym cieple. Kilku gości siedzi przy rustykalnym drewnianym stole pod pergolą na frontowym dziedzińcu. Dzielą się grubymi kromkami świeżo upieczonego drożdżowego warkocza z pszczołami i wszelkiego rodzaju innymi latającymi stworzeniami.
Smak pochodzenia
Rys. 3: 24 metry kwadratowe powierzchni kolektora do dostarczania ciepłej wody użytkowej
I posłuchaj, co ma do powiedzenia Hans Schlenker: "Haslenhof oferuje naszym gościom "kontakt z jedzeniem". Sami wszystko uprawiamy i produkujemy mleko, jaja, sery, mięso i kiełbasy. Kiedy jesz z nami, smakujesz smak pochodzenia. "Lubisz warkocz?" Tak, smakuje dobrze.
Wszystko jest dostępne, aby wyżywić nie tylko nas, ale także wielu prywatnych klientów w promieniu 20 lub 25 kilometrów. Zajmujemy się ubojem, przetwórstwem i sprzedażą. Jest to podstawa naszej działalności, którą zbudowaliśmy kilka lat temu, a mianowicie catering. Ale nie dostarczamy, lub dostarczamy bardzo rzadko. Obsługujemy naszych gości na naszej farmie".
Na przyjęcia, wesela, urodziny, imprezy firmowe, konferencje... "Widzisz, i dlatego tu teraz jesteś, ponieważ mamy duże zapotrzebowanie na ciepłą wodę do prac porządkowych, do dojarni, do czyszczenia kuchni wędliniarskiej lub serowarni. Nie chcemy latem rozpalać kotła na drewno, aby uzyskać ciepłą wodę. Nasz nowy system solarny musi sobie z tym poradzić". I tak jest - kocioł nie działał od maja do dnia wizyty 5 października 2009 roku.
W naturze i funkcji
Cóż, dla jasności, goście Hansa Schlenkera nie zgłosili się po kolektory; przynieśli własną wiedzę na temat energii słonecznej. Podobnie jak w kotłach na drewno, których wyłączony przedstawiciel w Haslenhof wysyła wodę do klasycznego, wysokotemperaturowego systemu ogrzewania grzejnikowego w sezonie grzewczym. Czyli nic ekscytującego. Oni, instalatorzy, byli zainteresowani tylko tym, w jaki sposób technologia grzewcza została podłączona zgodnie z zasadą rendeMIX. Chociaż dużo o niej czytali, nie widzieli jej jeszcze w prawdziwym życiu i w działaniu.
Rys. 4: Dalsze szkolenie w "sali eventowej" Haslenhof: Hans-Georg Baunach wyjaśnia teorię i praktykę na "żywym" obiekcie
Inżynier Hans Schlenker, który wiele lat temu zrezygnował z pracy jako autoryzowany sygnatariusz, aby prowadzić gospodarstwo odziedziczone po teściach, zetknął się z tym niezwykłym procesem mieszania za pośrednictwem swojego hydraulika Steffena Knöbela podczas przebudowy i renowacji. Inteligentna armatura oparta na mieszaczu wielodrogowym jest w stanie zarówno obsługiwać, jak i wykorzystywać różne poziomy temperatury. To zrobiło wrażenie i przekonało byłego kierownika i doprowadziło do odpowiedniego zamówienia instalacji. W rezultacie koledzy Steffena Knöbela również składają zapytania na miejscu. Tak jak tamtego późnego letniego dnia.
Schemat obwodu
Schemat jest podzielony na trzy sekcje: Linki stacja rendeMIX jako regulator stałowartościowy do ładowania kotła na drewno. Nacisk kładziony jest na ładowanie, ponieważ ten generator ciepła wymaga temperatury powrotu powyżej punktu rosy, tj. co najmniej 60°C, aby kwaśny kondensat nie mógł osadzać się w jego "organach". W tym celu częściowy przepływ kotła o temperaturze 85 stopni (żółta linia) najpierw miesza się z częściowym przepływem powrotu o temperaturze 50 stopni (fioletowa linia) w jednej z komór złączki wieloportowej. W rezultacie "gorący" bufor nagrzewa się szybciej, podczas gdy "zimny" bufor pozostaje zimny przez dłuższy czas. Oznacza to, że kocioł na drewno i system solarny nie przeszkadzają sobie nawzajem.
CentrumZysk solarny przepływa do dwóch buforów przez trzy punkty zasilania. W pochmurne dni, przy temperaturze kolektora wynoszącej 30 lub 40 oC, promienie słoneczne wpływają korzystnie na roczne koszty paliwa tylko wtedy, gdy zbiorniki są w stanie absorbować ciepło. Odpowiedni wymiennik musi być zatem otoczony wodą o temperaturze 20 lub 30°C, w przeciwnym razie wymiana ciepła nie będzie działać. W związku z tym jednostka sterująca kontroluje strefę wysokiej (70-90 °C), średniej (45-70 °C) lub niskiej temperatury (poniżej 45 °C) w zależności od temperatury kolektora. Pierwsze dwie strefy znajdują się w gorącym zasobniku buforowym, a trzecia strefa w zimnym zasobniku buforowym.
Czynnik kolektora najpierw zasila ciśnieniem wymiennik w gorącej strefie pierwszego zbiornika, krąży dalej przez jego dolną spiralę i ogrzewa tam otoczenie, zanim odprowadzi większość ciepła resztkowego do drugiego bufora. Następnie trafia do strefy gorącej bufora lub do podgrzewacza wody.
Racja: grupa tłocząca w postaci trzech stacji mieszających dla dwóch obiegów podłogowych i grzejnikowych, a także skrzynka stacjonarna bez funkcji mieszania z pompami i armaturą do zasilania zasobnika ciepłej wody. Obieg grzejnikowy w większości przypadków wykorzystuje 60-stopniowy przepływ powrotny z instalacji ciepłej wody. Został on zaprojektowany dla rozrzutu 70/50°C. W związku z tym, aby zwiększyć temperaturę, gdy temperatura na zewnątrz jest niska, wystarczy pobierać wodę o temperaturze 85°C z bufora przepływu "na gorąco". Przy łagodniejszej pogodzie, 50-stopniowa woda ze zbiornika buforowego "zimna" jest mieszana z 60-stopniowym przepływem powrotnym z podgrzewacza wody w celu dokładnej regulacji temperatury zadanej.
Różne warianty są również dostępne dla systemu sterowania w celu prawidłowego ustawienia przepływu dwóch obiegów ogrzewania podłogowego, w zależności od pogody oraz ustawionej i rzeczywistej temperatury w obiegach. W zależności od podaży i popytu, moduły "rendeMIX" uzyskują dostęp do najbardziej opłacalnej kombinacji rozdzielaczy "żółtych", "fioletowych" lub "niebieskich". Przykład ogrzewania podłogowego po lewej stronie: W zależności od sytuacji, szyny "fioletowa" i "żółta" zasilają przepływ 40°C w połączeniu z domieszką z 30-stopniowego "niebieskiego" przepływu powrotnego.
Trzy poziomy temperatury
Rys. 5: Moc 50 kW kotła na drewno z firmy Rennergy, Kempten/Allgäu
Ogrzewane 550 metrów kwadratowych Haslenhof obejmuje stary budynek z ogrzewaniem podłogowym na parterze, grzejniki na pierwszym piętrze, salę konferencyjną lub cateringową - z ogrzewaniem panelowym - dla około 100 gości oraz nową dobudówkę, również z ogrzewaniem niskotemperaturowym. W ramach prac budowlanych stary kocioł opalany drewnem musiał ustąpić miejsca nowoczesnemu kotłowi na drewno. Jest on wspierany przez 24 metry kwadratowe paneli słonecznych.
Po stronie odbiorcy, 400-litrowy zasobnik ciepłej wody użytkowej ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła do rozprowadzania 80/60°C ma najwyższe wymagania temperaturowe. Tymczasem dwa dodatkowe bufory o pojemności 1830 litrów stanowią rzeczywiste centrum sieci ogrzewania i ciepłej wody. Przechowują one różne temperatury. W zbiorniku 1 ("gorący zbiornik buforowy" na schemacie obwodu) normalnie przechowywana jest woda o temperaturze około 45-85°C, w zbiorniku 2 ("zimny zbiornik buforowy") przechowywana jest woda o temperaturze 25-45°C. Normalny przypadek oznacza, że nie ma nadmiaru ciepła słonecznego, którego sam bufor 1 nie jest w stanie wchłonąć.
Rys. 6: Cylindry buforowe "gorący" i "zimny" mają pojemność około 1830 litrów każdy. Steffen Knöbel: "Rennergy zapewniła nam optymalne wsparcie w zakresie projektowania hydrauliki i zarządzania buforami. Poszczególne komponenty muszą być ze sobą bardzo dobrze zharmonizowane. Przykładem może być rozmiar zasobnika buforowego w połączeniu ze sterowaniem kotła na drewno. Czujniki monitorują temperaturę w buforze i rejestrują, czy rośnie ona szybko czy wolno. Przełączają kocioł na częściowe obciążenie, gdy zdają sobie sprawę, że zasobnik wkrótce się zapełni, przedłużając w ten sposób moc grzewczą. Firma Rennergy zintegrowała zarządzanie buforem z systemem sterowania kotłem na drewno. Systemy są produkowane specjalnie dla tego dostawcy zgodnie z jego specyfikacją". (www.rennergy.de)
Taka struktura poziomów energii z przypisanymi punktami zasilania i odbioru w kotłach stwarza warunki dla maksymalnych zysków słonecznych, między innymi: system sterowania zawsze kontroluje strefę zasobnika o największej różnicy temperatur w stosunku do kolektora, dzięki czemu nawet przy zachmurzonym niebie lub rozproszonym świetle, przepływ z tego obwodu, który może wynosić zaledwie 40 °C, może dostarczyć znaczną część pochłoniętej energii słonecznej do bufora. Jest to możliwe za pośrednictwem dolnego wymiennika solarnego w "zimnym" zasobniku, ponieważ wokół niego przepływa strumień powrotny o temperaturze 30°C i niższej, czyli strumień powrotny z różnych odbiorników ciepła w gospodarstwie (patrz schemat obwodu w ramce obok).
Prawdopodobnie najnowocześniejszy stan techniki
Rys. 7: Trzykomorowy mieszacz "rendeMIX" firmy HG Bauchnach gwarantuje optymalne wykorzystanie ciepła słonecznego i spalania drewna.
"Zakładamy, że inwestycja w kolektory i wygodny system sterowania Baunach zwróci się, ponieważ nasz system grzewczy powinien teraz działać znacznie wydajniej. Obiecano nam, że nie zmarnuje ani jednej kalorii. Szeregowe połączenie obiegów grzewczych jest najnowocześniejsze. Teraz oszczędzamy drewno na zimę. Mamy również nadzieję, że będziemy musieli mniej rąbać, ponieważ słońce również przyczynia się do zapotrzebowania w zimie".
Kocioł o mocy 50 kW przesyła temperaturę 80°C bezpośrednio do 400-litrowego podgrzewacza ciepłej wody, a nadwyżkę do zasobnika buforowego 1, którego górna strefa gorąca obsługuje również podgrzewacz ciepłej wody. Wszystkie pozostałe odbiorniki są podłączone do jego i innych powrotów. Są one zasilane z sekcji rur o wyższej temperaturze. Brzmi to prosto, ale wymaga bardzo złożonej armatury - "rendeMIX". Jednak armatura ta może współpracować z każdym dostępnym na rynku sterownikiem mieszacza w celu zrównoważenia hydrauliki w mieszaczach z dokładnością co do litra i stopnia oraz zasilania każdego odbiornika dokładnie zgodnie z wymaganiami.
Rys. 8: Wysokie zapotrzebowanie na ciepłą wodę jest wykorzystywane przede wszystkim do czyszczenia różnych obszarów produkcji żywności w gospodarstwie. Zdjęcie przedstawia serownię i Hansa Schlenkera odwróconego plecami do fotografa.
Na początku technologia ta ograniczała się do szeregowego połączenia obiegu wysoko- i niskotemperaturowego. W Haslenhof w Dauchingen niedaleko Villingen-Schwenningen zaproszeni rzemieślnicy zobaczyli dalszy rozwój, a mianowicie trójkomorowy rozdzielacz dla trzech zakresów temperatur, dla temperatury maksymalnej (ciepła woda), wysokiej temperatury (grzejniki), niskiej temperatury (ogrzewanie podłogowe), który gwarantuje optymalne wykorzystanie bufora i zgromadzonego w nim ciepła.
Brak nowego terytorium
Steffen Knöbel przyznaje: "Kiedy otrzymaliśmy zapytanie od Haslenhof, przefaksowaliśmy nasz plan hydrauliczny do Baunach w celu sprawdzenia i otrzymaliśmy odpowiedź: "Możemy to znacznie poprawić, na przykład poprzez zwiększenie wykorzystania energii słonecznej i optymalizację cykli ładowania kotła na drewno"". Chociaż nowe rozwiązanie kosztowało około 3000 euro więcej, spotkało się z pozytywną reakcją właściciela Hansa Schlenkera.
Rys. 9: Grupa rendeMIX do wspomagania przepływu powrotnego kotła na drewno i zoptymalizowany układ warstw zbiornika buforowego
Odpowiednie dodatkowe koszty zwrócą się, jak sugeruje wstępna ocena. Hans Schlenker ma zaufanie do tej technologii, ponieważ brzmi ona dla niego wiarygodnie i "ponieważ nie ogrzewam domu od maja. Wszystko, czego potrzebujemy w zakresie temperatury, zwłaszcza ciepłej wody, zostało wygenerowane przez kolektor słoneczny. Wcześniej zastępował go elektryczny bojler do podgrzewania wody pitnej. To kosztowało dużo pieniędzy".
"Skuteczność systemu solarnego poznałam po tym, że nawet zimą przy najmniejszym promieniu słońca musiałam dokładać znacznie mniej drewna" - dodaje Lisbeth Schlenker, która jest odpowiedzialna za ogień w gospodarstwie. W takie dni lubi oszczędzić sobie piętnastu minut pracy. "A jeśli wieczorem musimy rozpalić ogień, ciepła woda jest gotowa w ciągu zaledwie 20 minut!" - mówi z radością Sascha Ohnmacht, zięć domu. "To świetne uczucie po całym dniu pracy na mrozie!".
Z firmą Knöbel Sanitär Heizung Blechnerei, Königsfeld, rolnik również myślał, że jest po bezpiecznej stronie pod względem wykonania. W 2009 roku producent instalacji obchodził małą rocznicę: siedem lub osiem lat temu zrealizował pierwszą instalację rendeMIX. "Wraz z tą w Schlenkers, powinno być ich teraz 30. Przyznaje, że nie policzył ich dokładnie, "ale w tym rzędzie wielkości".
Rys. 10: Ze względu na wysokie krótkoterminowe zapotrzebowanie na produkcję mleka i czyszczenie, woda pitna jest przechowywana w zbiorniku o pojemności 400 litrów. Ma on dolny i górny punkt magazynowania i może być zasilany równolegle z obiegami grzewczymi. Górna gorąca strefa jest ładowana przez kocioł na drewno lub bufor, podczas gdy dolny wymiennik ciepła jest zasilany bezpośrednio przez system solarny. Temperatura wydobycia wynosi co najmniej 60°C.
Nowa technologia ogrzewa łącznie 550 metrów kwadratowych. Piec kaflowy w formie klasycznego pieca podstawowego zapewnia przytulność w budynku mieszkalnym. Ponadto Hans Schlenker zlecił zainstalowanie atrakcyjnego pieca opalanego drewnem o mocy 18 kW w części gastronomicznej, aby ogrzewanie nie było zależne od działania całego systemu. Przez "strefę gastronomiczną" właściciel gospodarstwa rozumie przede wszystkim swoją dużą salę imprezową, która oferuje miejsce dla 100 gości przy nakrytym stole. Dzięki bufetowi i przyjęciu na stojąco może pomieścić więcej osób.
Z finansowaniem publicznym
Ile kosztowała cała inwestycja? Hans Schlenker podsumowuje: "Niecałe 40 000 euro, a mianowicie za system solarny, za kocioł na drewno, za dystrybucję, za dodatki i za podłączenie do istniejących obiegów grzewczych. Za system solarny otrzymaliśmy od BafA premię za innowacyjność w wysokości 210 euro za metr kwadratowy. Jest ona dostępna dla powierzchni kolektorów powyżej 20 metrów kwadratowych. Nasz ma 24 metry kwadratowe. Sektor publiczny dofinansował kocioł na drewno kwotą 1 125 euro; dofinansował również instalację nowych pomp obiegowych".
Rolnik nie chce nic mówić o konkretnych korzyściach finansowych, "ponieważ spalamy drewno z naszego własnego lasu. W Haslenhof żyjemy w zgodzie z naturą, więc logiczne jest wykorzystywanie drewna i energii słonecznej do celów grzewczych. A jeśli zdecydujesz się to zrobić, logiczne jest również dążenie do optymalnej wydajności w zakresie finansowym".
Półśrodki będą droższe. Stąd wydajna technologia sterowania "rendeMIX", "która oczywiście kosztuje". Ale to oczywiście dobrze wydane pieniądze, "ponieważ fakt, że nie musieliśmy rąbać i palić drewna do ogrzewania lub ciepłej wody przez pięć miesięcy, aż do 5 października, jest czymś, czego nie ufaliśmy słońcu i technologii".
Rys. 11: Szklanka świeżego mleka prosto od krowy.
Haslenhof
Gospodarstwo w Dauchingen u podnóża Schwarzwaldu ma niecałe 40 hektarów ziemi, 12 krów mlecznych plus cielęta, około 20 tuczników, 200 kur niosek i średnio od 30 do 50 brojlerów. 40 hektarów jest podzielone na połowę gruntów ornych, tj. zboża, i połowę użytków zielonych (siano, pasza). Na pół hektara rodzina Schlenker uprawia ekologiczne warzywa. Obszar obejmuje również około 0,5 hektara lasów.
Ale drzewa nie rosną do nieba, przyznaje Hans Schlenker. "Opuściłem fotel autoryzowanego sygnatariusza w 1994 roku i ten gigantyzm, zawsze więcej, jeszcze większe, jeszcze wyższe obroty. Nie było łatwo przejść od autoryzowanego sygnatariusza do rolnika, ale odziedziczyliśmy gospodarstwo naszych teściów i mieszkamy tutaj z rodziną. Nie potrzebujemy żadnych pracowników. Nasza praca wystarczy, aby się wyżywić. To wszystko, czego potrzebujemy".
Niektórzy z najlepszych niemieckich szefów kuchni docenili tę pracę. Ci, dla których tylko najlepsze jest wystarczająco dobre, połączyli siły w "Eurotoques", stowarzyszeniu europejskich artystów kulinarnych, którzy kupują wyłącznie od dostawców, którzy są zaangażowani w szkło i naturalną produkcję. Na przykład w Haslenhof w Dauchingen.
"Ale to oznacza, że często pracujemy w pięciu do sześciu zawodach każdego dnia. Po pierwsze, jest rolnik zajmujący się tradycyjną hodowlą zwierząt w oborze i uprawą roli, następnie rzeźnik zajmujący się przetwórstwem mięsa i produkcją kiełbas, przetwórca mleka i producent serów, piekarz, szef kuchni i sprzedawca gastronomiczny".
Hans Schlenker odrzuca jednak pomysł instalacji systemu grzewczego: "Poprzedni system grzewczy, który znaleźliśmy, został prawdopodobnie zbudowany przez samą firmę. Widać to było w zużyciu energii. Mógłbym również spawać rury, ale potrzeba więcej wiedzy, aby zminimalizować koszty".
Haslenhof obsługuje nie tylko przyjęcia weselne, urodzinowe i innych gości. Jest to również idealne miejsce na szkolenia i imprezy dokształcające. Jeśli chciałbyś wykorzystać zdrowe, pouczające szwarcwaldzkie powietrze do tych celów, napisz lub zadzwoń: Hans Schlenker family, Vor Haslen 1, 78083 Dauchingen, Tel. 07720/ 5311, Fax 07720/ 957318.
Bernd Genath
Pobierz artykuł techniczny w formacie PDF
