Cietā kurināmā katli nevar darboties ilgu laiku bez personas iejaukšanās, kurai periodiski jāiekrauj kurtuvē malka. Ja tas nav izdarīts, sistēma sāks atdzist, temperatūra mājā pazemināsies. Strāvas padeves pārtraukuma gadījumā ar pilnībā aizdedzinātu krāsni pastāv dzesēšanas šķidruma uzvārīšanās risks iekārtas apvalkā un tā iznīcināšana. Visas šīs problēmas var atrisināt, uzstādot apkures katlu siltuma akumulatoru. Tas spēs arī veikt čuguna instalāciju aizsardzības funkciju no plaisāšanas straujas temperatūras pazemināšanās laikā tīkla ūdenī.

Cietā kurināmā katla cauruļvadi ar siltuma akumulatoru

Katla bufera jaudas aprēķins

Siltuma akumulatora loma vispārējā apkures shēmā ir šāda: katla darbības laikā normālā režīmā uzkrāt siltumenerģiju un pēc krāsns novājināšanas uz noteiktu laiku to nodot radiatoriem. Strukturāli siltuma akumulators cietā kurināmā katlam ir izolēta ūdens tvertne ar paredzamo jaudu. To var uzstādīt gan krāsns telpā, gan atsevišķā mājas telpā. Nav jēgas novietot šādu tvertni uz ielas, jo tajā esošais ūdens atdziest daudz ātrāk nekā ēkā.

Ņemot vērā brīvas vietas pieejamību mājā, cietā kurināmā katla siltuma akumulatora aprēķins praksē tiek veikts šādi: tvertnes tilpums tiek ņemts no attiecības 25-50 litri ūdens uz 1 kW jaudas, kas nepieciešama mājas apsildīšanai. Lai precīzāk aprēķinātu katla bufera jaudu, tiek pieņemts, ka katlu iekārtas darbības laikā ūdens tvertnē uzsils līdz 90 ⁰С, un pēc pēdējās izslēgšanas tas izdalīs siltumu un atdzesē līdz 50 ⁰С. Temperatūras starpībai 40 ⁰С siltuma vērtības, kas izdalītas dažādiem tvertnes tilpumiem, ir norādītas tabulā.

Siltuma jaudas vērtību tabula dažādiem tvertnes izmēriem

Pat ja ēkā ir vietas lielas ietilpības ierīkošanai, tas ne vienmēr ir jēgas. Jāatceras, ka būs jāuzsilda liels ūdens daudzums, tad paša katla jaudai sākotnēji vajadzētu būt 2 reizes lielākai par to, kas nepieciešams mājas apsildīšanai. Pārāk maza tvertne nepildīs savas funkcijas, jo nespēs uzkrāt pietiekami daudz siltuma.

Siltuma akumulatora izvēli cietā kurināmā katlam ietekmē brīvas vietas pieejamība telpā. Pērkot lielu uzglabāšanas tvertni, būs jāparedz pamats, jo iekārtas ar ievērojamu masu nevar novietot uz parastajām grīdām. Ja saskaņā ar aprēķinu ir nepieciešama tvertne ar tilpumu 1 m 3 un tās uzstādīšanai nav pietiekami daudz vietas, varat iegādāties 2 izstrādājumus pa 0,5 m 3, novietojot tos dažādās vietās.

Siltuma akumulators cietā kurināmā katlam

Vēl viens punkts ir karstā ūdens sistēmas klātbūtne mājā. Gadījumā, ja katlam nav sava ūdens sildīšanas kontūra, ir iespējams iegādāties siltuma akumulatoru ar šādu ķēdi. Ne maza nozīme ir darba spiediena vērtībai apkures sistēmā, kas dzīvojamās ēkās tradicionāli nedrīkst pārsniegt 3 bārus. Dažos gadījumos spiediens sasniedz 4 bārus, ja kā siltuma avotu izmanto jaudīgu mājās gatavotu ierīci. Tad apkures sistēmas siltuma akumulatoram būs jāizvēlas īpašs dizains - ar torusfērisku vāku.

Daži rūpnīcā ražoti karstā ūdens akumulatori ir aprīkoti ar elektrisko sildelementu, kas uzstādīts tvertnes augšpusē. Šāds tehniskais risinājums neļaus dzesēšanas šķidrumam pilnībā atdzist pēc katla apstāšanās, tvertnes augšējā zona tiks uzkarsēta. Karstais ūdens tiks piegādāts mājsaimniecības vajadzībām.

Vienkārša komutācijas ķēde ar sajaukšanu

Uzglabāšanas ierīci var iekļaut sistēmā saskaņā ar dažādām shēmām. Vienkāršākais cietā kurināmā katla cauruļvads ar siltuma akumulatoru ir piemērots darbam ar gravitācijas dzesēšanas šķidruma padeves sistēmām un darbosies strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Lai to izdarītu, tvertne jāuzstāda virs apkures radiatoriem. Ķēdē ietilpst cirkulācijas sūknis, termostata trīsceļu vārsts un pretvārsts. Apkures cikla sākumā ūdens, ko darbina sūknis, iet caur padeves cauruļvadu no siltuma avota caur trīsceļu vārstu uz sildītājiem. Tas turpinās, līdz turpgaitas temperatūra sasniedz noteiktu vērtību, piemēram, 60°C.

Šajā temperatūrā vārsts sāk iejaukt sistēmā aukstu ūdeni no tvertnes apakšējās caurules, ievērojot iestatīto temperatūru 60 ⁰С pie izejas. Caur augšējo cauruli, kas ir tieši savienota ar katlu, tvertnē sāks ieplūst uzsildīts ūdens, akumulators sāks uzlādēt. Kad malka ir pilnībā sadedzināta kurtuvē, temperatūra padeves caurulē sāks pazemināties. Kad tas kļūst mazāks par 60 ⁰С, termostats pakāpeniski atslēgs padevi no siltuma avota un atvērs ūdens plūsmu no tvertnes. Tas, savukārt, pakāpeniski tiks piepildīts ar aukstu ūdeni no katla, un cikla beigās trīsceļu vārsts atgriezīsies sākotnējā stāvoklī.

Pretvārsts, kas savienots paralēli trīsceļu termostatam, tiek aktivizēts, kad cirkulācijas sūknis apstājas. Tad katls ar siltuma akumulatoru darbosies tieši, dzesēšanas šķidrums tieši no tvertnes nonāks apkures ierīcēs, kas tiks papildinātas ar ūdeni no siltuma avota. Termostats šajā gadījumā nepiedalās ķēdes darbībā.

Shēma ar hidraulisko atdalīšanu

Cita, sarežģītāka pieslēguma shēma paredz nepārtrauktu elektroenerģijas piegādi. Ja tas nav iespējams, ir nepieciešams nodrošināt savienojumu ar tīklu, izmantojot nepārtrauktās barošanas avotu. Vēl viena iespēja ir izmantot dīzeļdegvielas vai benzīna spēkstacijas. Iepriekšējā gadījumā siltuma akumulatora pieslēgšana cietā kurināmā katlam bija neatkarīga, tas ir, sistēma varēja darboties atsevišķi no tvertnes. Šajā shēmā akumulators darbojas kā bufera tvertne (hidrauliskais separators). Primārajā kontūrā ir iebūvēta speciāla maisīšanas iekārta (LADDOMAT), caur kuru cirkulē ūdens, kad katls tiek aizdedzināts.

Siltuma akumulatora pieslēgšana cietā kurināmā katlam

Bloka elementi:

• cirkulācijas sūknis;
• trīsceļu termostata vārsts;
• pretvārsts;
• karteris;
• Lodveida vārsti;
• temperatūras kontroles ierīces.

Atšķirības no iepriekšējās shēmas - visas ierīces ir saliktas vienā vienībā, un dzesēšanas šķidrums nonāk tvertnē, nevis apkures sistēmā. Maisīšanas iekārtas darbības princips paliek nemainīgs. Šāds cietā kurināmā katla cauruļvads ar siltuma akumulatoru ļauj pieslēgt tvertnes izvadā tik daudz apkures zaru, cik vēlaties. Piemēram, lai piegādātu radiatorus un grīdas vai gaisa apkures sistēmas. Turklāt katrai filiālei ir savs cirkulācijas sūknis. Visas ķēdes tiek atdalītas hidrauliski, lieko siltumu no avota uzkrāj tvertnē un vajadzības gadījumā izmanto.

Priekšrocības un trūkumi

Apkures sistēmai ar siltuma akumulatoru, kurā par siltuma avotu kalpo cietā kurināmā iekārta, ir daudz priekšrocību:

• Paaugstināts komforts mājā, jo pēc kurināmā sadegšanas apkures sistēma turpina sildīt māju ar karsto ūdeni no tvertnes. Nav jāceļas nakts vidū un jāiekrauj kurtuvē malkas porciju.
• Tvertnes klātbūtne pasargā katla ūdens apvalku no vārīšanās un iznīcināšanas. Ja pēkšņi tiek atslēgta elektrība vai uz radiatoriem uzstādītās termostata galviņas, sasniedzot vēlamo temperatūru, nogriež dzesēšanas šķidrumu, siltuma avots sildīs ūdeni tvertnē. Šajā laikā strāvas padeve var tikt atjaunota vai tiks iedarbināts dīzeļģenerators.
• Aukstā ūdens padeve no atgaitas cauruļvada uz karsto čuguna siltummaini ir izslēgta pēc pēkšņas cirkulācijas sūkņa iedarbināšanas.
• Siltuma akumulatorus var izmantot kā hidrauliskos separatorus apkures sistēmā (hidrauliskās bultiņas). Tas padara visu ķēdes atzaru darbību neatkarīgu, kas nodrošina papildu siltumenerģijas ietaupījumu.

Augstākās visas sistēmas uzstādīšanas izmaksas un prasības iekārtu izvietojumam ir vienīgie uzglabāšanas tvertņu izmantošanas trūkumi. Taču šīm investīcijām un neērtībām ilgtermiņā sekos minimālas ekspluatācijas izmaksas.