Šildymas. Kuro deginimas(II)

      Nesiekiu paversti Jus šildymo ekspertais (pats tokiu nesijaučiu). Ilgai ieškojau atsakymų į kylančius klausimus šildymo tema, kol supratau, kad protingi ir savo darbą išmanantys šilumininkai (o jų tikrai esama) vengia viešai reikšti savo mintis, palikdami šią erdvę pardavėjams – vadybininkams. Pastarieji gerai įvaldę įtikinėjimo meną, tačiau, deja, apie technikos dalykus supratimas skystokas. Dažnai šildymo įrangą siūlančių įmonių internetinėse svetainėse ar reklaminiuose bukletuose  įtikinėjimą pirkti bandoma pagražinti pabrėžiant techninius ir technologinius pranašumus. Būtų gerai, jei neprirašytų nesąmonių (pvz. ,,mūsų konvektoriuose telpa labai mažai vandens, todėl pastato šildymui reikės mažiau šilumos”).

      Taigi, ekspertais mes nebūsime, sudėtingų formulių nenagrinėsime, o bendras supratimas dar nei vienam nepakenkė.

      Paprasčiausias deginimo pavyzdys – laužas. Šildymo katilas, nesvarbu apatinio ar viršutinio degimo, dujų generacinis ar ,,žvakė”, tai vėlgi tas pats laužas, tik šiek tiek valdomu procesu. Kuro degimas chemijos požiūriu yra oksidacijos reakcija, kai organinės medžiagos, reaguodamos su oro deguonimi,  suskyla į anglies dvideginį ir vandenį (kitų susidarančių junginių yra nedaug). Reakcijos metu išsiskiria šiluma.  Norint pilnai sudeginti tam tikrą kiekį medžiagos, reikia atitinkamo kiekio deguonies. Jeigu pastarojo trūksta, reakcija įvyksta nepilnai, vietoj galutinių degimo produktų susidaro tarpiniai junginiai (katile  matome juos kaip suodžius, dervas, tamsius dūmus ir pan.), o išsiskiriančios šilumos kiekis mažėja ne procentais, bet kartais. Kalbant  apie patį procesą, kuras iš pradžių turi įkaisti, kad prasidėtų cheminė reakcija, o jau tada susidarę lakūs produktai (dujos) sudegdami išskiria šilumą. Manau, kiekvienas esate stebėję laužą. Pliauska nedega – dega virš jos esančios dujos. Dujų generaciniai katilai nuo kitų skiriasi tik tuo, kad juose dalinai atskirti dujų susidarymo ir sudeginimo procesai. Klaidinga manyti, kad uždarius oro sklendę kuras nebedega. Dujos, nors ir lėčiau,  generuojamos visą laiką, tik trūkstant deguonies jos išmetamos per kaminą taip ir neišgavus šilumos. Dabar laikykitės. Degimo proceso efektyvumas nepriklauso nuo katilo konstrukcijos. Su pakankamu oro kiekiu deginamas kuras visada išskirs jo kaloringumą atitinkantį kiekį energijos.

      Esminis Kieto kuro katilų trūkumas – pagaminamos šilumos srautas valdomas tik keičiant paduodamo oro kiekį. Vienu metu degančio kuro kiekio (ugnies zonos dydžio) reguliuoti nėra galimybės.  Mažinant katilo galią šiuo būdu prastėja darbo efektyvumas. Nepriklausomai nuo to, ką rašo įrenginių pasuose gamintojai, realus vidutinis be akumuliacinės talpos dirbančio šildymo katilo naudingo veiksmo koeficientas neviršija 50 procentų.

      Medienos granulių degikliai. Kažkam į galvą atėjo puiki mintis – kam kūrenti vienu metu glėbį malkų ir sukti galvą, kaip suvaldyti šilumos srautą, jei galima deginti saujelę iš medžio atliekų pagamintų granulių. Atsirado galimybė tiksliai dozuoti paduodamo į degimo zoną kuro ir oro kiekius bei jų santykį, be to – kadangi vienu metu dega labai nedaug granulių – jos sudega greitai. Pakankamai pašilus vandeniui tiesiog nutraukiamas kuro padavimas ir procesas baigiasi. Taigi degikliai arba dirba optimaliu režimu, arba nedirba visai. Todėl  kuro deginimo efektyvumas juose artimas teoriniam. Tiesa, šį privalumą turi tik viršutinio padavimo degikliai. Įrenginiai, kuriuose granulės paduodamos sraigtu iš apačios (kitaip vadinami ,,monoblokai”), deja, turi tą patį trūkumą, kaip ir visi kiti katilai – dėl konstrukcijos ypatumų negalima visiškai neduoti kuro, taigi belieka nutraukti oro padavimą.

      Efektyvumo požiūriu viršutinio padavimo degikliai gerokai lenkia kitas kieto kuro deginimo sistemas, tačiau bendrą naudingumą apsprendžia ne vien tai. Kaip nepaleisti vėjais (tiesiogine prasme) jau pagamintos šilumos – sekančio rašinio tema.

Šildymas. Kažkur girdėta…(I)

   Šildymo sistema – šia sąvoką girdime  ir patys vartojame kone kasdien, tačiau paprašytas paaiškinti, kas tai yra, dažnas  tegali pasakyti: ,,Na taip, šildymas tai…, kai šildo… “ Dar prieš porą dešimtmečių buvo savaime suprantama, kad jai įrengti reikia katilo, radiatorių, juos jungiančių vamzdynų ir keleto ventilių. Belikdavo prisišaukti meistrą, sugebantį šį ,,konstruktorių“ gerai sudėlioti.

      Šiandien, pasidairęs po visagalį internetą, pavartęs storus ir spalvotus prekybininkų siūlomus katalogus, supranti, kad… nieko nesupranti. Gausybė įrangos, įvairiausi galimi sprendimai, sudėtingiausios schemos. Tik bėda – vyrukas, vadinantis save meistru, persipiešęs tokį internete rastą piešinėlį, įrengia Jūsų namuose ir už Jūsų pinigus sistemą, pasiima atlygį ir išeina, o tada jau tenka patiems išsiaiškinti, kaip čia viską ,,susukinėjus“, kad šiltų bent jau pakenčiamai. Tirštinu spalvas? Pasidairykite interneto forumuose (pvz.:  http://www.supermama.lt/forumas/index.php?showtopic=943532). Labai dažnai pats šeimininkas intuityviai prieina išvados, kad sumontuota kažkas ne taip. Ne kartą konsultuojant dėl jau veikiančių sistemų teko girdėti kažką panašaus į : ,,Žinai, kai aš išjungiu šitą siurblį, namas pradeda šilti geriau”. Aklas pasitikėjimas pardavėjais ar montuotojais gali kainuoti labai brangiai, jeigu Jūs patys nesiorientuosite, kas ir kokiu tikslu daroma.

      Bet kurią šildymo sistemą sąlyginai galima išskaidyti į tris dedamąsias –  gamybą, skirstymą bei naudojimą. Kitaip tariant – katilas, vamzdynai, radiatoriai. To užtenka bet kuriam pastatui šildyti. Visa kita įranga, kad ir kaip gudriai būtų vadinama bei reklamuojama, yra nebūtina. Taip, ji leidžia naudoti mažiau šilumos, užtikrina komfortą patalpose, galų gale taupo Jūsų laiką. Bet tai nėra būtina.

      Šilumos gamyba  - bet kurios rūšies kuro deginimas, surenkant išsiskiriančią energiją (geoterminis šildymas, saulės baterijos – ne šilumos gamyba, o žemėje sukauptos ar tiesioginės saulės šilumos naudojimas).

      Skirstymas – šilumnešio parametrų (temperatūros, debito) sureguliavimas bei reikiamo šilumos kiekio pristatymas į šildymo įtaisus.

           Naudojimas – šilumos perdavimas iš šilumnešio aplink pastarąjį esančiai aplinkai.   

             Kaip veikia paprasčiausia šildymo sistema? Deginamas kuras, degimo produktai, kontaktuodami su katilo sienele, atiduoda dalį šilumos vandeniui, likusi dalis kartu su dūmais išmetama per kaminą į atmosferą. Vanduo katilo apvalkale šyla (mažėja jo lyginamasis svoris), palengvėjęs vanduo kyla į viršų. Patekęs į radiatorius atiduoda dalį turimos šilumos ir atvėsęs leidžiasi žemyn į šildymo katilą. Ratas užsidaro.

       Įvedant į šią supaprastintą schemą naujus elementus lengva įsivaizduoti, kaip jie keičia sistemą, ko dar trūksta, norint pasiekti užsibrėžtą tikslą. Darosi nesunku įvertinti, tinka tai Jums ar ne.

      Taip pat svarbu žinoti, kodėl reikalingas būtent toks rezultatas. Čia jau reikia šiek tiek informacijos apie šildymo procesą. Kad būtų suprantamiau, išskirstome etapais:

  1. Kuro deginimas.
  2. Degimo produktų šilumos perdavimas šilumnešiui.
  3. Šilumnešio parametrų reguliavimas.
  4. Šilumnešio judėjimas.
  5. Šilumos atidavimas aplinkai.

      Šildymo sistemos (aparatūrinis išpildymas) gali būti pačios įvairiausios, tačiau  vykstantis procesas visais atvejais yra tas pats. Parinkę tinkamus techninius bei technologinius sprendimus užtikriname optimalų šildymo proceso vyksmą kiekviename žingsnyje. Detaliai apie tai – kituose skyreliuose.

Vietoje įžangos

      Buvo laikas, kai beveik kiekvienuose namuose žymią vietą (tiek paskirtimi, riek plotu) užimdavo krosnis. Atrodytų, molio plytų krūva, tačiau, nusimanančio meistro sudėta, ir šildymui, ir valgio gaminimui tiko, ir miegot ant jos smagu būdavo. Dūmtakį taip išraitydavo, kad visa siena šildavo. Kamine kumpius ir dešras rūkydavo…

Šildyti kaip ir nereikėjo – ugnį kurdavo valgio gaminimui. Nebent kur didesnės trobos svetainėje koklinė krosnis stovėjo.Net ne kasdien kuriama buvo – svečiui atvykus ar šiaip kokia proga.

      Nežinia, ar tarybiniais laikais meistrų neliko, ar metalas atpigo, ar vietos namuose pagailo. Faktas tas, kad vietoj krosnių atsirado viryklės su  vandens talpa, po visą namą buvo išvedžiojami vamzdynai po langais sukabinami radiatoriai. Išplito taip vadintas ,,savitakinis centralinis šildymas“. Dar vėliau iš mūsų rytinio kaimyno atkeliavo gamtinės dujos, kartu su jomis paplito dujinės viryklės. Valgio gaminimui nebenaudojamoms malkinėms krosnelėms virtuvėje vietos nebeliko. Namuose atsirado atskiros patalpos šildymo katilams. Yra katilinė, turi būti ir kūrikas. Anksčiau užtekdavo parūpinti malkų, o jau šiluma jos pavirsdavo kažkaip savaime. Dabar gi reikėjo kasdien po kelis kartus eiti į katilinę. Ir ankstų rytą, ir vakare.

      Po 1990 metų  plūstelėjo naujos techikos ir naujoviškų technologijų banga. Viršutinio degimo katilai, apatinio degimo katilai, dujų generaciniai katilai. Pagaminti iš ketaus, suvirinti iš plieno. Akumuliacinės talpos.  Granulių degikliai. Šilumos siurbliai. Saulės baterijos. Pamaišymo vožtuvai. Atskyrimo vožtuvai. Cirkuliaciniai siurbliai. Termostatai. Termopavaros. Lauko davikliai. Valdikliai…

      Tas gerai, anas dar geriau. Šito reikia, ano gal nelabai. Kaip atsirinkti?

      Stop! Ar iš tikrųjų viskas taip jau nauja ir naujoviška? Ar tik nebuvo šildanti sienelė ar koklinė krosnis ta pati šių dienų akumuliacinė talpa?  Ar prie katilų montuojami cirkuliaciniai siurbliai ir visokiausia srautų valdymo įranga nėra tik bandymas imituoti seną gerą savitakinę sistemą? Ar tikrai būtina išleisti didžiulius pinigus naujai katilinei su moderniausiais valdikliais? Kas sugalvojo, kad senieji ketaus radiatoriai nebetinka?

      Aš nesiūlau  grįžti prie molinės krosnies. Nors… jeigu įmontavus granulių degiklį…

      Šildymas nėra kažkoks ypatingai sudėtingas, eiliniam protui nesuvokiamas procesas. Reikia tik išsiaiškinti,  ką turite ir ko norėtumėte. Pasitarti su žmonėmis, kurių nuomonę Jūs vertinate. Išklausyti specialistų, kurie tuos darbus atlieka. Ir jeigu atėjęs meistras pasiūlys Jūsų 100 kv.metrų ploto namelyje sumontuoti 40 kW galios katilą (kad ilgiau degtų) bei 3 cirkuliacinius siurblius, o visas ,,senienas”  išmesti laukan, gal tiesiog  mandagiai padėkokit už sugaištą laiką.

   Šios straipsnelių serijos tikslas – padėti suprasti, kad Jūsų namuose gali būti šilta ir  jauku net jei neturite laiko ar noro kasdien lankytis katilinėje. Dėl to nereikia naikinti esamos sistemos, dažniausiai užtenka ją papildyti ar šiek tiek pakeisti.  Norėčiau tikėtis, kad gauta informacija padės  pažvelgti į savo situaciją kitu kampu. 

Pagarbiai                                                                                        Virginijus Lipskis

 

Akumuliacinė talpa. Reikalinga, bet yra alternatyvų.

Kiekvienas pastatas pats savaime yra akumuliacinė talpa. Name sukaupiama katilo pagaminta šiluma ir daroma viskas, kad kuo mažiau jos būtų prarandama. Bėda ta, kad tokioje ,,talpoje“ nėra patogu gyventi – stipriai svyruoja temperatūra. Senoliai šią problemą sprendė labai paprastai ir efektyviai – statydavo masyvias krosnis, o dūmtakį paversdavo šildoma siena. Didžiulė molio masė vėsta palengva – štai Jums ir temperatūros reguliavimas. Šį rudenį Suomijoje mačiau fantastinę savo paprastumu akumuliacinę krosnį (veikiančią!) Maždaug 0,7m skersmens ir virš 2 m aukščio iš skardinių žiedų sunertas cilindras su dūmtakiu viduje, užpildytas moliu, apątinėje dalyje įrengta nedidelė pakura. Pastačius tokią kur sodyboje – ekskursijos važiuotų žiūrėti. Užmiršau pridurti – tai gamyklinis produktas.

Krosnių nebėra, sumontuoti dažniausiai per didelio galingumo (kad ilgiau smilktų!) katilai, išvedžiotas centrinis  šildymas. Ketaus radijatoriai masiškai keičiami  į skardinius. Rezultatas – šildymo sistemoje labai sumažėjo vandens tūris. Tokią sistemą suvaldyti pakankamai sudėtinga. Tai šalta namuose, tai vanduo sistemoje verda.  Atsirado apatinio degimo katilai, šilumos gaminimas šiek tiek suvaldytas, tačiau vėl bėda – kai degimas katile vyksta su oro trūkumu, vaizdžiai kalbant, kas antra pliauska nesudegusi pro kaminą iššoka, pakeliui dar visą katilo vidų degutu ištepa.

Problemą galima spręsti dviem būdais: arba  kažkur sukaupti katilo gaminamą šilumą, leidžiant katilui dirbti nominalia galia bei maksimaliu efektyvumu, po to ją pagal poreikį atiduodant į pastatą, arba išmokti valdyti katile pagaminamos šilumos kiekį ir gaminti jos tiksliai tiek, kiek tuo metu reikia. Pirmas variantas – prie katilo reikia statyti akumuliacinę vandens talpą, kurioje  tilptų bent vieno užkūrimo metu pagaminta šiluma. Alternatyva – automatinis degiklis (dujų, skysto kuro, medienos granulių), kuris gamins šilumą tik tada, kai reikės. Kas geriau – sekančiame rašinyje.

Savitakinė cirkuliacija. Puiku!

Daugumoje prieš 20 ar daugiau metų statytų namų buvo montuojamos savitakinės šildymo sistemos. Šiuo metu jos dažniausiai ir rekonstruojamos. Kaip – čia jau kitas klausimas. Teko matyti įvairių sprendimų. Daugiausia jie paremti principu ,,darysim viską naujai“. Patogu – daug mazgų, daugiau pinigėlių. Keisčiausia, kad šiuo atveju užsakovų ir meistrų nuomonės beveik visada sutampa.

 Bandykime aiškintis. Savitakos sistemoje cirkuliacija vamzdynuose vyksta iš katilo išeinančio ir į jį grįžtančio vandens temperatūrų skirtumo dėka. Vandeniui šylant, mažėja jo tankis ir lengvesnis vanduo kyla į viršų. Radiatoriuose vanduo atvėsta, vėl pasunkėja ir skuba žemyn. Akivaizdu, kad kuo didesnis tempertūrų skirtumas tarp išeinančio iš katilo karšto  ir grįžtančio ataušusio vandens, tuo didesnis cirkuliacijos greitis. Dėl tos pačios priežasties katile labai efektyviai vandeniui perduodama dūmų šiluma. Savitakos sistemose šilumos srautai per radiatorius nustatomi parenkant reikalingus vamzdžių skersmenis. Labai svarbu teisingai sumontuoti. Dažniausiai pasitaikanti problema – nevienodai šyla radiatoriai dėl neteisingai parinktų  ar blogai išvedžiotų vamzdžių.  Paprastai sprendžiama radikaliai – įmontuojamas cirkuliacinis siurblys. Užsakovui gerai (radiatoriai šyla kaip niekada anksčiau), meistrui irgi gerai (darbas padarytas, užsakovas patenkintas). Ir abu net nesusimąsto, kad nuo šiol kuro reikės daugiau…  Siurbliu sistemoje varinėjamas vanduo nespėja pakankamai atvėsti, karštas grįžta į katilą ir nepaima iš dūmų tiek šilumos, kiek galėtų. Supratus bėdą, bandoma gelbėtis – montuojami pamaišymo vožtuvai, įvairiausi reguliavimo kontūrai ir t.t. Galų gale, jeigu viską padarome teisingai, pasiekiame prieš tai buvusias kuro sąnaudas.

Galimas ir kitoks sprendimas. Nereikia cirkuliacinio siurblio, nereikia visų pamaišymų ir t.t. Sumontuokite prie radiatorių termostatinius ventilius. Nušausite iš karto du zuikius. Užmiršite, kad kai kurie radiatoriai nenoriai šildavo  ir turėsite galimybę kiekvienoje patalpoje nustatyti norimą temperatūrą. Tada jau bus galima pagalvoti ir apie komforto sukūrimą bei realų kuro taupymą. Apie tai – kituose straipsneliuose.