AKT-60Šildymas ir inžinerijaAkumuliacinė talpa katilui ir šilumos siurbliui
Akumuliacinės talpos skaičiuoklė
Kieto kuro katilui įveskite jo galią, degimo trukmę, mažiausią galią ir pastato šilumos poreikį – apskaičiuosime mažiausią akumuliacinės talpos tūrį pagal EN 303-5 ir ES reglamentą bei kiek šilumos ji sukaups. Šilumos siurbliui – mažiausią vandens tūrį, kad jis nesijunginėtų per dažnai. Pastato poreikį rasite šildymo galios skaičiuoklėje.
- Mažiausia talpa
- 1 140 lEN 303-5: 1 140 l; ES 2015/1189: 1 004 l
- Sukaupta šiluma
- 59,6 kWh~6 h šildymo esant 10 kW poreikiui
- Praktinė taisyklė
- 1 250 l50 l/kW (COFORD: 50–70 l/kW)
Skaičiavimo eiga
- EN 303-5: 15 × 4 h × 25 kW × (1 − 0,3 × 10 / 12,5) = 1 140 l
- ES 2015/1189: 45 × 25 × (1 − 2,7 / 25), ne mažiau 300 l = 1 004 l
- Sukaupta šiluma: 1 140 l × 4,18 × (85 − 40) / 3600 = 59,6 kWh
Šaltiniai
- norma Komisijos reglamentas (ES) 2015/1189 (kieto kuro katilų ekologinis projektas), II priedo 2 p. a) 1) papunktis, 1 lentelė ir jos išnašos a, b – rankiniu būdu kūrenamas katilas turėtų būti naudojamas su karšto vandens talpa, kurios tūris ne mažesnis kaip 45 × Pr × (1 − 2,7/Pr) arba 300 l (imamas didesnis), Pr – vardinė šiluminė galia kW (išnaša a); automatiniam katilui rekomenduojama talpa ne mažesnė kaip 20 × Pr (išnaša b)
- praktika antrinis EN 303-5 akumuliacinės talpos formulė rankiniu būdu kūrenamam katilui – cituota University of Strathclyde ESRU projekte „Heating Control Schemes“ (EN) – V_st = 15·T_C·Q_N·(1 − 0,3·Q_H/Q_min): V_st – talpos tūris (l), T_C – degimo trukmė esant vardinei galiai (h), Q_N – vardinė galia (kW), Q_H – pastato šilumos poreikis (kW), Q_min – mažiausia katilo galia (kW). Ten pat praktinė taisyklė – ne mažiau 50 l/kW katilo galios. Standartas mokamas – formulė paimta per antrinį šaltinį
- praktika COFORD Connects, Processing/Products No. 17 „Gasifier-type firewood fuelled boilers“ (Airija, EN) – medienos dujinimo katilas jungiamas su akumuliacine talpa; rekomenduojamas mažiausias tūris – apie 50–70 l kiekvienam katilo galios kW
- praktika Homemicro – Thermal Storage Vessel Sizing (lzc_buffer, 16.03), Method 2 – Minimum Operating Time (cituoja BSRIA BG7/2009, EN) – m = Q·t·60/(c·ΔT): m – vandens masė kg (1 kg = 1 l), Q – šilumos šaltinio galia kW, t – mažiausia veikimo trukmė min, c – savitoji šiluma kJ/(kg·K), ΔT – įjungimo–išjungimo temperatūrų skirtumas K; „6 minučių veikimas – geras atspirties taškas, nors 10 ar 20 min gali būti geriau“; pavyzdys ΔT = 5 K. Visada vadovautis gamintojo instrukcija
- gamintojas NIBE F2120 montuotojo vadovas (IHB EN 2214-1 631982), 19 psl. „Water volumes“ – trumpam veikimui išvengti ir atitirpinimui rekomenduojamas mažiausias laisvas vandens tūris – 10 l × dydžio numeris (pvz. F2120-12: 120 l); atskirai šildymo ir vėsinimo sistemoms
- gamintojas NIBE S2125 techninis aprašas, „Water volumes“ – S2125 optimaliam veikimui rekomenduojamas mažiausias laisvas vandens tūris – 120 l (atskirai šildymui ir vėsinimui)
- gamintojas Daikin Altherma monoblokas EBLQ05–07CV3 / EDLQ05–07CV3, montavimo vadovas 4P403578-1F, 3.2.1 „To check the water volume and flow rate“ – mažiausias vandens tūris: su atsarginiu šildytuvu – 10 l, be jo – 20 l (be lauko bloko vidinio tūrio); tūris turi būti užtikrintas ir uždarius visus nuotolinius vožtuvus
- norma NIST Chemistry WebBook, SRD 69 – vandens savitoji šiluma (EN) – cp 10–60 °C: 4,179–4,195 kJ/(kg·K); skaičiuojama c = 4,18 kJ/(kg·K), 1 l = 1 kg (kaip /boileris)
- praktika Supaprastinimai – degimo trukmę, mažiausią katilo galią ir šilumos siurblio mažiausią galią imkite iš gaminio duomenų lapo; trumpojo ciklo laikas ir ΔT – vartotojo įvestys (numatytosios 6 min ir 5 K – iš Homemicro pavyzdžio, ne norma); sukaupta šiluma Q = V·c·(θ viršaus − θ apačios)/3600, šilumos nuostoliai iš talpos neįskaičiuoti; tikslesnį dydį nurodo katilo ar siurblio gamintojas
Kaip skaičiuojama
- Rankiniu būdu kūrenamam katilui EN 303-5: V = 15 · TB · QN · (1 − 0,3 · QH/Qmin), l (TB – degimo trukmė vardine galia, h; Q – kW). Standartas mokamas – formulė cituojama per University of Strathclyde ESRU šaltinį.
- ES reglamentas 2015/1189 (II priedo 1 lentelė): rankiniam katilui ne mažiau 45 · Pr · (1 − 2,7/Pr) l ir ne mažiau 300 l; automatiniam rekomenduojama 20 · Pr l. Imamas didesnis iš EN 303-5 ir ES reikalavimo.
- Šilumos siurbliui: V = Pmin · t · 60 / (4,18 · ΔT) – vandens kiekis, kurį mažiausia siurblio galia sušildo per ΔT per mažiausią veikimo laiką (Homemicro, cituoja BSRIA BG7/2009); lyginama su gamintojo minimumu, atimamas visada atviras sistemos tūris.
- Sukaupta šiluma Q = V · 4,18 · (θviršaus − θapačios)/3600, kWh (vandens c – NIST).
Pavyzdys
Malkinis katilas 25 kW, degimo trukmė 4 h, mažiausia galia 12,5 kW, namo poreikis 10 kW. EN 303-5: 15 × 4 × 25 × (1 − 0,3 × 10/12,5) = 1500 × 0,76 = 1140 l. ES 2015/1189: 45 × 25 × (1 − 2,7/25) = 1003,5 l. Reikia ne mažiau 1140 l; įkaitinta iki 85 °C ir naudojama iki 40 °C ji sukaupia 1140 × 4,18 × 45/3600 = 59,6 kWh – ~6 h šildymo. Šilumos siurbliui, kurio mažiausia galia 3 kW, esant 6 min veikimui ir 5 K: 3 × 6 × 60/(4,18 × 5) = 51,7 l.
Šilumos siurblio galią ir sąnaudas skaičiuoja šilumos siurblio skaičiuoklė, išsiplėtimo indą – išsiplėtimo indo skaičiuoklė.
Dažni klausimai
Kam reikalinga akumuliacinė talpa?
Rankiniu būdu kūrenamas katilas efektyviai dega tik visa galia – talpa sukaupia šilumą, kurios namui tuo metu nereikia, ir atiduoda ją vėliau. Taip katilas nedega smilkdamas ir švariau sudegina kurą. Šilumos siurbliui nedidelė talpa (buferis) apsaugo nuo dažno įsijungimo ir išsijungimo ir užtikrina šilumą atitirpinimui.
Kokios talpos reikia kieto kuro katilui?
ES reglamentas 2015/1189 rankiniam katilui nurodo bent 45 × P × (1 − 2,7/P) litrų, bet ne mažiau 300 l (25 kW katilui – ~1004 l); EN 303-5 formulė dar įvertina degimo trukmę ir pastato poreikį. Praktikoje minima 50–70 l kiekvienam katilo kW. Automatiniam (granulių) katilui rekomenduojama 20 l/kW.
Ar šilumos siurbliui reikia akumuliacinės talpos?
Ne visada. Gamintojai nurodo mažiausią laisvą sistemos vandens tūrį (pvz. NIBE F2120 – 10 l × dydžio numeris, Daikin EBLQ – 10–20 l). Jei grindinio šildymo kontūrai visada atviri, jų vandens dažnai pakanka; buferio reikia, kai sistema maža ar kontūrus uždaro termostatai.
Kiek šilumos sukaupia akumuliacinė talpa?
Q = V × 4,18 × (θ viršaus − θ apačios) / 3600 kWh: 1000 l talpa, įkaitinta iki 85 °C ir naudojama iki 40 °C, sukaupia ~52 kWh – 10 kW poreikio namą šildo ~5 h. Skaičiuoklė parodo, kiek valandų jūsų talpa šildys namą.