Δοχείο Αδρανείας (BUFFER TANK), ένα απαραίτητο στοιχείο του συστήματος θέρμανσης

Posted by at 7 Σεπτεμβρίου, at 09 : 48 πμ Εκτύπωση

Η σημασία της σωστής διαστασιολόγησης μια εγκατάστασης:

Η διαδικασία κατά την οποία επιλέγουμε να βάλουμε ένα σύστημα θέρμανσης, επιβάλλει

  • την σωστή διαστασιολόγηση,
  • την σωστή επιλογή υλικών,
  • τον σωστό εγκαταστάτη καθώς και
  • τον σωστό μελετητή,

ο οποίος θα μελετήσει, θα προδιαγράψει και θα κατανοήσει τις ανάγκες του πελάτη συντονίζοντας το έργο ώστε να δουλέψει όπως πρέπει.

Αυτή η διαδικασία μας δίνει την εικόνα του πόσο θα κοστίσει μια εγκατάσταση θέρμανσης

  • για να δημιουργηθεί (είτε να αντικαταστήσει μια προγενέστερη), καθώς και το πιο σημαντικό,
  • πως θα λειτουργεί και τι κόστος λειτουργίας θα έχει.

Ειδικά στις μέρες μας, το πιο σημαντικό είναι μια εγκατάσταση εφόσον έχει σχεδιαστεί για πολλά έτη, να λειτουργεί οικονομικά και απροβλημάτιστα. Αυτό συνεπάγεται καινοτόμες συνδυαστικές λύσεις, χρήση οικονομικότερων καυσίμων, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ή/και συνδυασμό όλων των παραπάνω. Για να πραγματοποιηθούν τέτοιου είδους εγκαταστάσεις, η επιλογή του σωστού δοχείου αδρανείας κατά περίπτωση, παίζει πολύ σημαντικό ρόλο.

Τι είναι:

Δοχείο αδρανείας ή buffer tank, είναι ένα δοχείο το οποίο περιέχει νερό του κυκλώματος θέρμανσης (το ίδιο νερό που κυκλοφορεί στο κύκλωμα του λέβητα και των θερμαντικών σωμάτων, fan-coil ή της ενδοδαπέδιας θέρμανσης). Το δοχείο αδρανείας μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για ψύξη-κλιματισμό-δροσισμό, είτε για θέρμανση. Αποτελεί αναπόσπαστο μέρος μια εγκατάστασης θέρμανσης, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται λέβητες ξύλου, pellet, κ.α.

Ρόλος του δοχείου αδρανείας:

Είναι ουσιαστικά το σημείο που συναντώνται πολλές διαφορετικές πηγές θερμότητας, όπως: Τζάκι , λέβητας πετρελαίου, φ. αερίου, πυρόλυσης ξύλου, σόμπες pellet, αντλίες θερμότητας, ηλιακοί συλλέκτες κ.α.

Από εκεί και μετά ανάλογα με την ζήτηση γίνεται η τροφοδοσία: Ενδοδαπέδιας θέρμανσης, επιτοίχιας θέρμανσης, θερμαντικών σωμάτων(καλοριφέρ), fan-coils, boiler Ζ.Ν.Χ.και όπου αλλού χρειαζόμαστε θερμική ενέργεια.

Πως δουλεύει:

Μια πηγή θερμότητας, όπως είναι ο λέβητας φ. αερίου, πετρελαίου, pellet, η αντλία θερμότητας, το ενεργειακό τζάκι,κ.α. παρέχουν θερμότητα σε έναν χώρο, δημιουργώντας τις κατάλληλες συνθήκες διαβίωσης, προσφέροντας θερμική άνεση κατά την χειμερινή περίοδο.

Για να διατηρηθούν οι συνθήκες αυτές σταθερές, για παράδειγμα 21°C στην διάρκεια της ημέρας και 17°C στην διάρκεια της νύχτας, θα πρέπει η θερμότητα που προστίθεται σε έναν χώρο, να είναι ισοδύναμη αυτής που χάνεται, έτσι ώστε να διατηρείται σταθερή η θερμοκρασία.

Κατά την διάρκεια λειτουργίας της θέρμανσης, όταν η θερμοκρασία του χώρου φτάσει στο επιθυμητό σημείο και ικανοποιηθεί η ζήτηση, τότε κλείνει ο καυστήρας του λέβητα και σταματάει η καύση. Η ίδια διαδικασία σε λέβητα pellet ή σε τζάκι,όπου η φωτιά συνεχίζει να παράγει θερμότητα, ασχέτως αν η ζήτηση έχει καλυφθεί, απαιτεί την ύπαρξη δοχείου αδρανείας, όπου η περισσευούμενη θερμότητα θα αποθηκεύεται.

Έτσι, πέρα από την λειτουργία του ως ασφαλιστική διάταξη κατά της υπερθέρμανσης, γίνεται ταυτόχρονα και οικονομία μιας και η θερμότητα που αποθηκεύτηκε, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αργότερα, χωρίς να χρειάζεται να ανάψει ο λέβητας ή το τζάκι. Ειδικά τις νυχτερινές ώρες, όπου η τροφοδοσία σε ξύλο ή σε pellet, αν γίνεται χειροκίνητα είναι πρακτικώς αδύνατη λόγω ύπνου, η συσσώρευση θερμότητας στο δοχείο αδρανείας από πριν, αποδίδεται στον χώρο κρατώντας τον ζεστό καθ’όλη την διάρκεια της νύχτας.

Όπως βλέπουμε δηλαδή, το δοχείο αδρανείας εξυπηρετεί, δύο βασικές λειτουργίες

  • δρα ως δοχείο αδρανείας μεταξύ πηγής θερμότητας και κατανάλωσης, εξομαλύνοντας την προσφορά θερμότητας με την ζήτηση θερμότητας
  • δρα ως θερμοδοχείο μεταξύ πηγής θερμότητας και κατανάλωσης, αποθηκεύοντας θερμότητα για να την παρέχει αργότερα ανάλογα με την ζήτηση.

Συνδυασμός αντλίας θερμότητας με δοχείο αδρανείας:

Επίσης, το δοχείο αδρανείας είναι απαραίτητο συστατικό μιας εγκατάστασης αντλίας θερμότητας. Ειδικά τους χειμερινούς μήνες, η λειτουργία απόψυξης του στοιχείου της εξωτερικής μονάδας της αντλίας θερμότητας, απαιτεί την ύπαρξη δοχείου αδρανείας, για να μην στέλνει κρύο νερό μέσα στον θερμαινόμενο χώρο. Εκτός αυτού, συχνές διακοπές του συμπιεστή αποφεύγονται, χαρίζοντας μια ομαλότερη λειτουργία, όταν υπάρχει δοχείο αδρανείας στην εγκατάσταση. Ειδικά σε οικίες όπου υπάρχει χρέωση νυχτερινού ρεύματος, μια υποδιαστασιολογημένη αντλία θερμότητας, με ένα σωστά διαστασιολογημένο δοχείο αδρανείας, θα μπορούσαν να μειώσουν στο ελάχιστο το κόστος λειτουργίας.

Συνδυασμός λέβητα ξύλου, pellet, κ.α. με δοχείο αδρανείας:

Σε εγκαταστάσεις με λέβητες ξύλου, μπριγκέτες, pellet και βιομάζας, το δοχείο αδρανείας είναι ένα απαραίτητο συστατικό της εγκατάστασης θέρμανσης. Το σημαντικότερο πλεονέκτημα του δοχείου αδρανείας σε τέτοιες εγκαταστάσεις είναι, ότι στην διαστασιολόγηση και επιλογή του λέβητα μπορεί να γίνει μείωση της ισχύος του κατά 10-50%, σε σχέση με ένα συμβατικό που δεν έχει δοχείο αδρανείας. Παρακάτω θα αναλύσουμε πως γίνεται αυτή η επιλογή.

Διαδικασία επιλογής και διαστασιολόγησης:

Για να επιλεχθεί το σωστό δοχείο αδρανείας καθώς και η πηγή θερμότητας απαιτούνται κάποιοι υπολογισμοί. (Εδώ θα αναφερθούμε περισσότερο στον λέβητα ξύλου. Η ίδια διαδικασία θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε αντλία θερμότητας, λέβητα φ.αερίου, κ.α.).

1) Ξεκινώντας πρέπει να προσδιοριστεί το μέγιστο φορτίο που καλούμαστε να καλύψουμε. Αυτό δίνεται μέσω μιας μελέτης θερμικών απωλειών. Αυτή η μελέτη είναι απαραίτητη ακόμα και αν πρόκειται για αντικατάσταση λέβητα με άλλου τύπου, διότι κανείς δεν μπορεί να μας εγγυηθεί πως ο προηγούμενος δεν ήταν υπερδιαστασιολογημένος. Οπότε μια μελέτη θα μας δείξει ποια είναι οι ενεργειακές ανάγκες και τα KW του λέβητα που πρέπει να επιλέξουμε.

Προσοχή: Η διαστασιολόγηση του λέβητα ξύλου είναι πολύ σημαντική υπόθεση. Είναι βασικό πράγμα, ο λέβητας ξύλου να ΜΗΝ υπερδιαστασιολογηθεί.

2) Είναι βασικό να προσδιοριστεί με όσο μεγαλύτερη ακρίβεια γίνεται, το μέγιστο φορτίο της ζήτησης για θέρμανση. (Πίνακας 1)

Είδος εγκατάστασης Μέθοδος προσδιορισμού Λεπτομέρειες
Νέα εγκατάσταση ή υπάρχουσα Μεθοδολογία EN 12831 ή άλλος τρόπος υπολογισμού Προσδιορισμός θερμικών απωλειών μέσω μελέτης ή με μηχανολόγο μηχανικό ειδικευμένο σε ενεργειακά θερμικά έργα.

Πίνακας 1. Μέθοδοι για υπολογισμό μέγιστου φορτίου θέρμανσης

Υπάρχουσα εγκατάσταση: Προσδιορισμός μέγιστου φορτίου θέρμανσης μέσω της κατανάλωσης καυσίμου και ώρες λειτουργίας

3) Αν ο λέβητας ξύλου είναι να αντικαταστήσει ένα παλιότερο σύστημα θέρμανσης, το ιστορικό κατανάλωσης καυσίμων προηγούμενων ετών, μπορεί να αποτελέσει μια καλή βάση για υπολογισμό της μελλοντικής κατανάλωσης καθώς και του φορτίου θέρμανσης. Η ετήσια κατανάλωση καυσίμου πρώτα πρέπει να μετατραπεί σε ετήσια απαίτηση θέρμανσης (ετήσια κατανάλωση καυσίμου x θερμογόνος δύναμη καυσίμου x απόδοση συστήματος).

Λίγο πιο κάτω ακολουθεί ένα διάγραμμα το οποίο δείχνει διακύμανση θερμοκρασιών περιβάλλοντος εντός του χειμώνα. Σημασία έχει να καταλάβουμε πως ένας λέβητας σπανίως λειτουργεί σε πλήρες φορτίο, δηλαδή συνεχόμενα. Επίσης είναι εμφανές πως αν επιλεχθεί ένας λέβητας μικρότερος σε ισχύ, τότε αυτός θα συμπεριφέρεται πιο ομαλά στην ζήτηση για θερμότητα, δηλαδή θα δουλεύει περισσότερες ώρες αλλά καταναλώνοντας μικρότερο ποσό καυσίμων. Η υπερδιαστασιολόγηση λεβητών ως κοινή πρακτική, είναι ένας από τους κύριους λόγους που καθιστούν μια εγκατάσταση θέρμανσης αντιοικονομική στην λειτουργία της. Μια εγκατάσταση που υπερθερμαίνεται δεν είναι πετυχημένη εγκατάσταση.

Παρακάτω βλέπουμε ένα διάγραμμα των θερμοκρασιών μιας τυχαίας ημέρας χειμώνα, όπου στον κάθετο αριστερό άξονα βλέπουμε την Θερμοκρασία του Περιβάλλοντος, στον κάθετο δεξιό άξονα βλέπουμε ποσοστιαία την αντίστοιχη ανάγκη για θερμότητα σε έναν χώρο, στον οριζόντιο άξονα βλέπουμε τις 24ώρες μιας ημέρας και τέλος μέσα στο διάγραμμα απεικονίζεται μια καμπύλη που εμπλέκει τους 3 άξονες. Η καμπύλη μας δείχνει την Ανάγκη Θερμότητας που στην ουσία ισοδυναμεί με τις Απώλειες Θερμότητας προς το Περιβάλλον. Όσο πιο πολύ κρύο έχει, τόσο μεγαλύτερη είναι η Ανάγκη για Θερμότητα στον χώρο ώστε οι απώλειες να αντισταθμίζουν την ζήτηση.

doxeia-adranias-info

Το συμπέρασμα που βγαίνει εύκολα βλέποντας το διάγραμμα, είναι πως ένας λέβητας σπανίως πιάνει το 100% της ισχύος του κατά την λειτουργία του. Αυτό συμβαίνει διότι οι εγκαταστάσεις θέρμανσης κατασκευάζονται για να αντιμετωπίσουν την δυσμενέστερη περίπτωση, όπου δηλαδή έχουμε την χαμηλότερη θερμοκρασία περιβάλλοντος, αλλά αυτό στις 150 μέρες του χειμώνα πρακτικά ισοδυναμεί περίπου με 1-2 μέρες.Επίσης βλέπουμε πως η κύρια ανάγκη για θέρμανση ξεκινάει από το βράδυ, μειώνεται κατά την διάρκεια της ημέρας και προς το απόγευμα ξανακορυφώνεται η ίδια ανάγκη.

Σε μία τέτοια εγκατάσταση, θα μπορούσε ένας λέβητας ξύλου ή υποβοήθηση με ηλιακά κατά την διάρκεια της ημέρας, να αποθηκεύουν ενέργεια σε ένα δοχείο αδρανείας και αργότερα προς το βράδυ η αποθηκευμένη θερμότητα να διανέμεται στους χώρους που την χρειάζονται.

Σε θεωρητικό επίπεδο, ακόμα και μείωση της τάξης του 50% στην ισχύ του ξυλολέβητα θα μπορούσε να γίνει, εφόσον υπάρχει ένα ή περισσότερα σωστά διαστασιολογημένα δοχεία αδρανείας, αν και 10-25% είναι πιο ρεαλιστικό.

Είναι σαφές πως η αποθήκευση ενέργειας στο νερό με την μορφή θερμότητας είναι από τις πιο αποδοτικές και οικονομικές μεθόδους αποθήκευσης ενέργειας. Σε συνδυασμό με τις φυσικοχημικές ιδιότητες του ρευστού, μπορεί να γίνει θερμική διαστρωμάτωση σε ένα δοχείο αδρανείας, να γίνεται ταυτόχρονη παραγωγή Ζ.Ν.Χ. σε δοχείο Tank in Tank καθώς και συνδυασμός πολλών πηγών θερμότητας, ώστε κάθε εγκατάσταση να ανταποκρίνεται στις εκάστοτε ανάγκες σχεδιασμού. Αυτό φυσικά απαιτεί ποιοτικό προϊόν το οποίο να καλύπτει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.

4) Είναι βασικό πράγμα η εγκατάσταση να διαστασιολογηθεί, να σχεδιαστεί και να ρυθμιστεί από έναν μηχανολόγο μηχανικό ο οποίος θα έχει την ευθύνη όλου του έργου. Αυτός θα κάνει την μελέτη των θερμικών απωλειών, θα μελετήσει τα κλιματολογικά δεδομένα της περιοχής των τελευταίων ετών, θα επιλέξει το καταλληλότερο σύστημα θέρμανσης σύμφωνα με τις ανάγκες του χρήστη και θα διαστασιολογήσει λέβητα, δοχείο αδρανείας, σωληνώσεις και όλα τα παρελκόμενα, ώστε να πετύχουμε την μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας κατά την λειτουργία.

Έχουμε γίνει πολλές φορές μάρτυρες από αντιοικονομικές, κακοσχεδιασμένες και σπάταλες εγκαταστάσεις, οι οποίες δεν είχαν το επιθυμητό αποτέλεσμα, δηλαδή την εξοικονόμηση ενέργειας και χρημάτων.

Εύρος χρήσεων:

  • Στην θέρμανση ή κλιματισμό, μικρής ή μεγάλης αποθήκευσης ζεστού ή κρύου νερού
  • Σε οποιαδήποτε εγκατάσταση όπου η ζήτηση θερμότητας και η προσφορά θερμότητας, δεν συμβαδίζουν σε χρόνο ή σε ισχύ
  • Σε εγκαταστάσεις με πολλές διαφορετικές πηγές θερμότητας
  • Σε εγκαταστάσεις όπου απαιτείται θερμική διαστρωμάτωση μέσα στο δοχείο αδρανείας
  • Ως ένα επιπλέον σύστημα ασφαλείας, όταν η προσφορά θερμότητας, υπερβαίνει την ζήτηση
  • Σε εξειδικευμένες ενεργειακές εφαρμογές

Χαρακτηριστικά δοχείων αδρανείας:

Ισχυρή μόνωση 100mm μαλακής αφαιρούμενης πολυουρεθάνης.

Αυτό συνεπάγεται ελαχιστοποίηση θερμικών απωλειών, καθόλη την διάρκεια του έτους. Διατήρηση του αποθηκευμένου θερμικού φορτίου για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Εύκολη μεταφορά στο λεβητοστάσιο, διαμέσου στενού διαδρόμου ή πόρτας, λόγω της αφαιρούμενης μόνωσης.

Μεγάλες διατομές στις παροχές του δοχείου αδρανείας – 1 ½″.

Στην πράξη αυτό σημαίνει μικρή πτώση πιέσης λόγω τριβής, κατά την ροή του νερού που εισέρχεται και εξέρχεται εντός του δοχείου αδρανείας, καθώς και χαμηλότερες ταχύτητες εντός του δοχείου. Μικρότερη καταπόνηση του κυκλοφορητή, οικονομικότερη λειτουργία, λιγότερη κατανάλωση ενέργειας, μεγαλύτερη απόδοση του συστήματος.

Μεγάλη αντοχή στις πιέσεις.

Το δοχείο αδρανείας είναι κατασκευασμένο να αντέχει σε μεγάλη πίεση λειτουργίας, καθιστώντας το προϊόν ασφαλές ακόμα και αν αποτύχουν άλλες ασφαλιστικές διατάξεις.

Τρεις θέσεις για τοποθέτηση αισθητήριου θερμοκρασίας.

Η ύπαρξη αυτών των θέσεων εξασφαλίζει την βέλτιστη παρακολούθηση της θερμικής διαστρωμάτωσης, μέσα στο δοχείο αδρανείας.

Πολλές παροχές για δυνατότητα συνδυασμού πολλών πηγών ενέργειας.

Η ύπαρξη εφτά (7) παροχών διατομής 1 ½΄΄, εξασφαλίζει την συμβατότητα με οποιαδήποτε ενεργειακή εφαρμογή, από την πιο περίπλοκη μέχρι την πιο απλή.

Προδιαγραφές.

Κατασκευή σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ 12897.

ΠΡΟΙΟΝΤΑ ΧΡΗΣΙΜΑ ΑΡΘΡΑ