Skocz do zawartości

Bufor ciepła


Recommended Posts

Wielokrotnie spotykałem się z różnymi konstrukcjami zbiorników – buforów wodnych.
Akumulowanie ciepła w wodzie ma pełne uzasadnienie w jej parametrach fizycznych.
Proces akumulacji jednak posiada liczne ograniczenia praktyczne.
To, co jest technologicznie najprostsze, wcale nie jest tu optymalne.

Najczęściej popełnianą niekonsekwencją konstruktorów jest wykonywanie wężownic ogrzewających zład w postaci walca z rur zwiniętych w okrąg. O ile najniższe zwoje dość dynamicznie oddają strumień ciepła do otaczającego je płynu, o tyle chmurka podgrzanej wody opływająca coraz wyżej położone zwitki skutecznie tę dynamikę redukuje. Praktycznie, gdyby udało się wyeliminować to zjawisko, to długość wężownicy grzejnej mogłaby być znacznie mniejsza (tańsza). Wytworzona „chmurka” cieczy o podwyższonej temperaturze, mniejszej gęstości, a więc i lżejsza, wznosi się pod sam szczyt zbiornika w postaci strugi wstępującej, która z powodu wcześniej opisanej geometrii rury grzewczej ułożona jest przy ściance zbiornika. Zimniejsza i gęściejsza woda jednocześnie opada centralnie, w okolicach pionowej osi zbiornika. Jest to oczywiste dla wszystkich zjawisko konwekcji.
Wypada zwrócić uwagę, że jest takie miejsce, gdzieś w połowie drogi pomiędzy ścianką a osią pionową zbiornika, gdzie woda „stoi”. Ten stan wywołany jest małą dla wody, ale niezerową lepkością. W tym obszarze, działające na blisko siebie położone warstwy wstępującą i zstępującą, siły powodują lokalne turbulencje, mieszanie się i uśrednianie temperatur. W efekcie woda pod szczytem zbiornika wcale nie jest tak ciepła, jak wynikałoby z podawanych do niego mocy a i struga wody zimnej też nie tak szybko opada, jak można by się tego spodziewać z wyliczeń. Proces akumulacji dysponowanego strumienia ciepła jest spowolniony w porównaniu z jego obliczeniowym potencjałem.
Milcząco założyłem tu, najczęściej wykonywany, zbiornik w postaci walca postawionego pionowo.
Ten kształt i taka jego orientacja w przestrzeni, co wcale nie jest oczywiste na pierwszy rzut oka, ma bardzo jasno wytyczony cel. Zbiornik taki powinien być akumulatorem warstwowym, co oznacza, że na różnych jego wysokościach utrzymują się w miarę stałe w czasie temperatury.
Utrzymywanie „warstw” o różnych temperaturach przy takiej konstrukcji jest iluzoryczne, bo wystarczy, aby załączył się piec (źródło ciepła) i natychmiast warstwowy układ zaburzany jest wcześniej opisywanymi strugami (wstępującą i zstępującą).
Cel, jakim jest wytworzenie możliwości korzystania z określonych „warstw” jest tym gorzej spełniany im większe moce dostarczane są do zbiornika. Jest to generator problemów dla automatyki urządzeń odbiorczych.
A miało być tak pięknie! Prosto miało być!
Co robić?

Żebym to ja wiedział co doradzić?!

Najprościej, to usiąść i pomyśleć a potem zlecić lub wykonać samemu, bo kupienie takiego, jaki akurat jest potrzebny jest bardzo trudne.
Naszkicowałem konstrukcję, która eliminuje sporo opisanych wad. To nie jest wyłącznie mój pomysł. Raczej jest połączeniem (w celu prezentacji rozwiązań) kilku różnych widzianych konstrukcji. No, w każdym razie ja takie (lub prawie takie) zlecałem do tych układów, których wykonanie mi powierzano. Pracują bez zastrzeżeń i dlatego mam do tego rozwiązania zaufanie.

Brak obrazka

Pierwszy rysunek pokazuje przekrój pionowy przez zbiornik. Wyraźnie widać na nim centralnie umieszczony odwrócony lejek, którego proporcje do reszty zbiornika można sobie wyobrazić. Pod stożkiem tego lejka umieszczona jest spirala grzewcza zasilana ze źródła ciepła, którym może być solar czy PC. Zwoje tej spirali ułożone są w „ślimaka”. Rozbieżnie od środka i w dół, i powinny być luźno rozłożone w przestrzeni pod stożkiem np. w dwu warstwach. Istotne jest aby unikać sytuacji, w której wypadnie nam zwój bezpośrednio nad zwojem, żeby nie powtórzyć już opisanego błędu. Opisany „ślimak” jest trudny do poprawnego wykonania z tego powodu, że jego pierwsze zwoje muszą z konieczności być bardzo ciasne. Zwykle radziłem sobie tak, że wykonywałem dwa lub trzy takie ślimaki z rury o mniejszym przekroju, którą łatwo było ukształtować tak, jak potrzeba i łączyłem z wyprowadzeniami o większym przekroju (docelowym – np. ž”}, które wyprowadzałem na zewnątrz. Taki zabieg jednocześnie rozwija powierzchnię wymiany i przez to usprawnia proces grzania wody w obszarze stożka „lejka”.
Strumień ogrzanej wody prowadzony jest pionowo pod szczyt zbiornika bez możliwości mieszania się z chłodniejszymi warstwami. Tam napełnia zbiornik ciepłem „od góry” i co faktycznie zauważyłem – bardzo szybko. Chłodniejsze obszary wody „osuwają się” w dół zgodnie z ich rozdziałem grawitacyjnym/temperaturowym. Nie występują w nich obszary turbulencji i mieszania.
W okolicach lub w samej dennicy należy umieścić spust zładu.
Osobnym obwodem hydraulicznym, ale wspólnym termodynamicznym jest układ CWU. Pozostająca pod ciśnieniem sieci woda pitna doprowadzana jest do złącza kilkuzwojowej wężownicy zaczynającej się w okolicy dna zbiornika, a kończącej się pod szczytem. Zwoje te mają stopniowo zagęszczający się skok. Na wysokości około połowy zbiornika w tę wężownicę wpięty jest trójnik powrotu cyrkulacji układu CWU z odprowadzeniem poprzez ścianę zbiornika. Objętość tej wężownicy jest pomijalnie mała (litr, dwa) i stanowi układ ogrzewacza przepływowego. Takie rozwiązanie zabezpiecza układ CWU przed wszelkimi problemami związanymi z namnażaniem się legionelli. Po prostu – tu jest to niemożliwe. Automatycznie – nie istnieje konieczność przegrzewania dużych ilości wody ponad 70stC co jest i trudne i kosztowne.
Po „prawej” stronie zbiornika (jest okrągły, więc jest to tylko prawa strona rysunku) widoczne są króćce przyłączające obwód ogrzewania podłogowego – zasilanie mieszacza i powrót z układu ogrzewania.
Po „lewej” stronie widoczne są króćce przyłączające kominek z płaszczem czy piec stałopalny lub gazowy.
To opcja, bo rzadko stosuje się i pompę ciepła i piec gazowy. Częściej kominek – więc narysowałem i tę możliwość.
UWAGA: Jeżeli będzie i kominek z płaszczem i pompa ciepła, to pionową rurę lejka należałoby wyposażyć w perforację od ž wysokości zbiornika do jej końca. To jest naprawdę akumulator warstwowy i w przypadku sumowania źródeł ciepła struga z lejka nie mogłaby uzupełniać ładunku ciepła. Zapalenie w kominku nie wyłączyłoby pompy ciepła ale i nie pozwoliłoby odebrać od niej pompowanej energii. Kominek podaje znacznie cieplejszą wodę niż może to zrobić pompa ciepła. Ta perforacja na tym odcinku jest więc konieczna w tym szczególnym przypadku.

Ale to jeszcze nie koniec „tajemnic”.

Brak obrazka

UWAGA!
Przez pomyłkę zamienione są opisy wlotów i wylotów.
Zład, naturalnie, kręci się w przeciwną stronę, co łatwo sprawdzić wyciągając korek z jakiej wanny w części napełnionej wodą.


Następny rysunek ilustruje geometrię wlotów i wylotów z/do tego zbiornika. Ułożenie ich otworów tak, jak na rysunku sprawia, że cały zład w momencie przepływu (poboru/doprowadzania) wody wiruje łagodnie. Taki zabieg techniczny nie dopuszcza do turbulencji i niszczenia „warstwowego” układu temperaturowego zładu. Zbiornik tak skonstruowany „bierze” szybko i wydajnie i równie „łatwo oddaje” strumienie ciepła.
Wielkość akumulatora, oczywiście, zależy wprost od masy wody w zbiorniku.
Jednocześnie spełniony jest wymóg szczególnej (podwójnej) izolacji wody pitnej od obiegu glikolowego (freonowego) solara czy PC.

Bardzo istotna jest też sprawa termoizolacji takiego baniaka. Sugerowałbym bardzo szczelne owinięcie go matą lamelową (to taka 5cm wełna mineralna nalepiona na folię aluminiową) a potem obłożenie styropianem. Może to szokujące, ale warstwa 30cm nie jest tu „za bogata”. Jakby kogoś było stać, to niech stosuje nawet grubszą. TEN zbiornik (bufor) ma olbrzymią powierzchnię w porównaniu z dowolnym elementem instalacji. Zadziwiające, jak spore straty mogą tu powstawać.

Pozdrawiam Adam M.
Link do komentarza
Cytat

Teoretycznie - tak!
Ale...
Podgrzejesz to zwiotczeje i zwoje ślicznie się na dnie ułożą....
JAK to usztywnić?

Nie pospawasz tego...

Adam M.

Jakby był sens to można by takie coś spotkać, a się nie spotyka...



Zdaje się że Rotex robi z tworzywa sztucznego.


Wykonany z tworzywa sztucznego wymiennik jest całkowicie odporny na korozję i nie wymaga konserwacji.Tak twierdzą . 
Link do komentarza
Cytat

Zdaje się że Rotex robi z tworzywa sztucznego.


Wykonany z tworzywa sztucznego wymiennik jest całkowicie odporny na korozję i nie wymaga konserwacji.Tak twierdzą . 



Widziałem chyba ten cud.
Spory kłąb rury plastikowej na dnie baniaka...
I - chyba działało...

Z tym zaciskaniem...
A jak coś pójdzie "nie tak" to jak tam zajrzeć i zrobić poprawkę?
Raz polutowane na twardo i sprawdzone pod ciśnieniem działa całe lata...

Adam M.
Link do komentarza
Cytat

Chłodniejsze obszary wody „osuwają się” w dół zgodnie z ich rozdziałem grawitacyjnym/temperaturowym. Nie występują w nich obszary turbulencji i mieszania.



CWU grzejemy wodą, która osuwa się wzdłuż ścianek. Rozumiem. Wyciągamy ciepło z tego, co i tak się już wybiera w drogę na dno. A to, o czym myślałem, w tej sytuacji "załatwiane" jest przez stopniowe rozrzedzenie zwojów CWU - patrząc z góry w dół. icon_smile.gif
Link do komentarza
Z mojego punktu widzenia ,,,

Bufor wodny 1 000 L, dom 110 m2, zapotrzebowanie obliczeniowe ok. 5 tyś KWh rocznie, kocioł na węgiel/drewno bez podajnika .

Bufor wodny bardzo dobrze sprawdza się w domu o małym zapotrzebowaniu na ciepło z ogrzewaniem podłogowym.
Ktoś może zapytać po co dublować akumulator ciepła skoro sama podłogówka nim jest ?
Przetestowałem i wiem że niesie to za sobą korzyści.
Można RAZ naładować podłogówkę i potem tylko uzupełniać straty ale można też nabić bufor i podłogówkę i czekać aż energia zostanie zużyta całkowicie.
Ta pierwsza opcja jest bardziej pożądana ale nie zawsze.
My decydujemy czy wykorzystać oba akumulatory czy tylko jeden.
Tej zimy wyjechałem w srogie mrozy na spotkanie Forum, zeszło 2 dni z dojazdem.
Akurat wtedy poniżej -25 złapało.
Na kuligu też, ale się grzaliśmy z Adasiem tam na tym wozie ( czyt. saniach) to i przeżyliśmy icon_wink.gif
Ponad 2 doby bez rozpalania w kotle, wracam do domu a tam 21 C !
Dodam że chałupa wybudowana w rok i dość intensywnie wentylowana.
Mokro było jak się wprowadzaliśmy w Październiku , aż śmierdziała ta wilgoć po podgrzaniu.
W normalnych warunkach ( w okolicy 0C) zapasu z samego bufora wodnego miałem 48 godzin, w najgorsze mrozy 24 godziny.
Bufor podłogowy daje mi kolejne 15-25 godziny !

A teraz ?
Cały czas zbieram sie żeby nabić baniak do tych 90 C bo chcę sprawdzić jaki mam zapas cwu.
Póki co miałem chyba niecałe 80 C i 6 dni spokój.
Do pełna wyjdzie jakiś tydzień zapasu ciepłej wody !
Wężownicę mam taka jak na zdjęciu wyżej
, sprawność niemal że 100 %, 25 mb z miedzi !
A więc jest tez korzyść z bufora w okresie letnim.

Jak by ktoś miał wątpliwości lub pytania to pytać.

Pozdrawiam Piczman icon_biggrin.gif Edytowano przez Piczman (zobacz historię edycji)
Link do komentarza
Cytat

(...)
A teraz ?
Cały czas zbieram sie żeby nabić baniak do tych 90 C bo chcę sprawdzić jaki mam zapas cwu.
Póki co miałem chyba niecałe 80 C i 6 dni spokój.
Do pełna wyjdzie jakiś tydzień zapasu ciepłej wody !
Wężownicę mam taka jak na zdjęciu wyżej
, sprawność niemal że 100 %, 25 mb z miedzi !
A więc jest tez korzyść z bufora w okresie letnim.


Piczman, te wnioski skłaniają mnie do zastanowienia, czy potrzebne są solary, nawet dofinansowane z gminy.
Zaczynam poważnie myśleć, że są zbędne.

A na upartego, chcąc poza okresem grzewczym wykorzystać słoneczko, może wystarczy zatopić w betonowym tarasie od południa 100mb rurki?
Link do komentarza
Cytat

Z mojego punktu widzenia ,,,

Bufor wodny 1 000 L, dom 110 m2, zapotrzebowanie obliczeniowe ok. 5 tyś KWh rocznie, kocioł na węgiel/drewno bez podajnika .

Bufor wodny bardzo dobrze sprawdza się w domu o małym zapotrzebowaniu na ciepło z ogrzewaniem podłogowym.
Ktoś może zapytać po co dublować akumulator ciepła skoro sama podłogówka nim jest ?
Przetestowałem i wiem że niesie to za sobą korzyści.
(...)
Pozdrawiam Piczman icon_biggrin.gif



Piczman,
czy mając taki system, montowałbyś u siebie kolektory słoneczne, chodzi Ci to po głowie czy uważasz za zbędne? Może za wcześnie jest na to pytanie, lato dopiero się zaczęło, ale może masz jakieś przemyślenia w tej kwestii?
Link do komentarza
Cytat

Wydaje mi sie, że w systemie Piczmana, to zbędny wydatek..chyba że baaaardzo duże dofinansowanie gminy...


Adiqq,
rzecz w tym, że u mnie gmina dofinansowuje. Za zestaw dla 2 osób (2kolektory + zasobnik 300l) zapłaciłbym niecałe 4tys pln. W moim odczuciu to dużo za system, który działa sezonowo. Ale darmocha kusi (w sensie - grzanie Słoneczkiem).
Z jednej z ostatnich wypowiedzi Piczmana wnioskuję, że i latem taki buforek jest super-sprawą, bo podłoga nie odciąga kW na ogrzewanie, więc grzejesz tyle, co do cwu.

Do tego dochodzi kwestia kosztów konserwacji.

Jak masz bufor, to tylko nim się zajmujesz. A dobrze ocieplony bufor -> małe straty -> latem zużycie głównie na mycie.
Stąd mój dylemat.

Adiqq, masz bufor? icon_biggrin.gif

(zedytowałem)
Link do komentarza
nie mam i nie bede miec...ale znam dobrze przypadek Piczmana, śledziłem na bieżąco jego wątki w tym temacie icon_smile.gif-
a tak w ogóle, to nie adigg, tylko adiqq (Q) ach te cholerne małe literki icon_wink.gif
Link do komentarza
Cytat

A jaka temperatura była wyjściowa. 



20,20,30 C patrząc od dołu.
Jak paliłem węglem to szło 20 kg !
Sprawdziłem dokładnie, z załączona cyrkulacją całodobowo taki zapas wystarcza u mnie na 6 dni, potem przez 2 dni woda ma ok. 30 C w kranie, nie ciepła ale tez nie zimna.
Generalnie rozpalam raz na tydzień i zapominam, z tego co szacuje to tych odpadów wystarczyło by mi na 2 lata grzejąc tylko cwu.
Pewnie nawet kupując drzewo wyszło by i tak taniej niż prąd do sterownika i pompy w solarach.
tylko trzeba się raz w tygodniu poświęcić .
Link do komentarza
Cytat

20,20,30 C patrząc od dołu.
Jak paliłem węglem to szło 20 kg !
Sprawdziłem dokładnie, z załączona cyrkulacją całodobowo taki zapas wystarcza u mnie na 6 dni, potem przez 2 dni woda ma ok. 30 C w kranie, nie ciepła ale tez nie zimna.
Generalnie rozpalam raz na tydzień i zapominam, z tego co szacuje to tych odpadów wystarczyło by mi na 2 lata grzejąc tylko cwu.
Pewnie nawet kupując drzewo wyszło by i tak taniej niż prąd do sterownika i pompy w solarach.
tylko trzeba się raz w tygodniu poświęcić .





Jak u Ciebie daleko od bufora do ostatniego punktu czerpalnego. 


Cyrkulacja całodobowo? czy to znaczy ze chodzi na okrągło dzień i noc 

Link do komentarza
Cytat

A czemu nie?
Posiedzi, policzy, pospawa i będzie...
No, podepnie...
Adam M.





Sprawność kotła ,długość cyrkulacji ,ilość osób mieszkających ,grubości izolacji ,jakość wody ,sprawy techniczne itd.. 


Ale jestem za tym żeby dał sobie szansę ,niech zbuduje i opisze na forum co osiągnął może zachęci innych  .

 


Link do komentarza
Animus, a żebyś wiedział, jak mnie to męczy. Piczmana relację poczytaj, pięknie wszystko opisał, obfotografował w dzienniku na FM, z Adamem_mk i kilkoma innymi wszystko gruntownie przeanalizowali. Są i fotorelacje innych, co to sami bufor zrobili.
Da radę bufor "tymi ręcami" zrobić, nawet taki laik, jak ja.
Link do komentarza
Cytat

Animus, a żebyś wiedział, jak mnie to męczy. Piczmana relację poczytaj, pięknie wszystko opisał, obfotografował w dzienniku na FM, z Adamem_mk i kilkoma innymi wszystko gruntownie przeanalizowali. Są i fotorelacje innych, co to sami bufor zrobili.
Da radę bufor "tymi ręcami" zrobić, nawet taki laik, jak ja.


Nie mam wątpliwości ze dasz radę ,samoróbka daje jeszcze dodatkowe pozytywne uczucia icon_smile.gif  


Link do komentarza
"Samoróbka" kojarzy się zwykle z bylejakością, nędzą techniczną i szczątkowymi parametrami w porównaniu z "fabryczną konstrukcją".
Ale...
Jak się wie, co się robi, jak się wie jak "to" działa, jak się ma czym wykonać - to ŻADNA konstrukcja seryjna nie zaoferuje tak dobrych parametrów , jak konstrukcja jednostkowa, dedykowana.
Takich fabrycznie się nie robi, bo to niewykonalne!
Są wyłącznie namiastki uniwersalne.Takie do wszystkiego, co zawsze pasują i jakoś tam działają.
A jak coś jest do wszystkiego to jest też "do niczego".
O tym, to chyba wiesz? icon_lol.gif
Adam M.
Link do komentarza

Utwórz konto lub zaloguj się, aby skomentować

Musisz być użytkownikiem, aby dodać komentarz

Utwórz konto

Zarejestruj nowe konto na forum. To jest łatwe!

Zarejestruj nowe konto

Zaloguj się

Masz już konto? Zaloguj się.

Zaloguj się
  • Darmowy poradnik budowlany raz w tygodniu na Twój e-mail

  • Najnowsze posty

    • Ja też muszę, ale jak się pomyśli i odpowiednio przygotuje - to nie jest to takie upierdliwe... Właśnie spakowałem trzy worki (plastik, papiery i te niesegregowalne) i wiadereczko na bio... Spacerek na śmietnik i - załatwione... wiadereczko umyte, suszy się i zaraz wróci do szafki, w którym stoją w sumie cztery wiadereczka po 28 litrów pojemności... Zupełnie wystarczają na tydzień... no, bio trochę częściej, w zależności od zawartości wiadereczka...  
    • Konstrukcja tych pomp IBO FP4 powoduje , że nieco dłużej wytrzymają po wystąpieniu suchobiegu, ale też należy je wyłączyć. Lepiej zastosować dodatkowe urządzenie automatycznie wyłączające pompę po wystąpieniu suchobiegu. Jest ich wiele na rynku ,różnych producentów. np,    https://b2b.omnigena.pl/sterowania-i-zabezpieczenia/1878-opc59-sterownik-5907761103184.html (jeśli pompa ma silnik max 1,3kW)   https://aquatik.eu/14-ibopress-10-sterownik-wylacznik-pompy-hydroforu-suchobieg-ibo-press-10-p-697.html (jeśli pompa ma silnik max 2,2kW)   Można też w ogóle zmienić koncepcję i zamiast dużego zbiornika wybrać układ z pompą głębibową, falownikiem i niewielkim zbiornikiem buforowym. Falownik wyłączy pompę po suchobiegu. Koszt takiego zostawu z całkiem porządną pompą IBO odporną na piach to ok. 2 tys. zł.    
    • 🌟 Kim Jesteśmy? 🌟 Letyro to dynamiczna firma specjalizująca się w produkcji i montażu wysokiej jakości osłon okiennych. Nasze produkty są nie tylko funkcjonalne, ale także stylowe, nadając Twojemu domowi wyjątkowy charakter.   🔧 Co oferujemy? 🔧 Rolety Zewnętrzne: Chronią Twoje okna przed słońcem, zapewniając prywatność i kontrolę nad temperaturą w domu. Moskitiery: Zapomnij o niechcianych gościach w postaci owadów! Nasze moskitiery zapewniają swobodę korzystania z otwartych okien, bez ryzyka inwazji komarów czy much. Bramy Garażowe: Bezpieczne, wytrzymałe i łatwe w obsłudze – nasze bramy garażowe chronią Twój samochód i mienie przed niepożądanymi intruzami. Parapety Wewnętrzne: Dodaj stylu i elegancji do swojego wnętrza dzięki naszym parapetom wewnętrznym, dostępnym w różnorodnych wzorach i kolorach.   Nasza strona www: rolety Rzeszów
    • Niezła gromadka. Ja muszę segregować w mieszkaniu. To dopiero przerąbana sprawa -.-
    • Na starym mieszkaniu miałem meble z Ikea i powiem, że z jakości niektórych naprawdę byłem zadowolony. Ale większość niestety nie przetrwała długo w idealnym stanie.
  • Popularne tematy

×
×
  • Utwórz nowe...