A fűtési központ építése

A részletes tervezés után nekifogtunk a valódi munkának, a pincei osztóblokk felépítésének. Először a keverőszelepeket bekötő idomokat készítettük el (réz csövek és fittingek lágyforrasztásával), majd tovább építettük felfelé, a terv szerint.

A szerelés során a menetes kötések okozták a legnagyobb problémát. Gyakran kellett ugyanis réz külső menetre másik réz, vagy horganyzott idomot kötni. A tömítéseket teflon szalagokkal próbáltam szerelni, de sokszor nem sikerült. Ahogyan a bal oldali képen látszik, a 6bar-t már nem bírta szivárgás nélkül.
A problémát több körülmény együttálása okozza:
- A réz "papa" túl sima, a "mama" érdesebb (pl acél), ennek hatására a teflon szalag "tekercs" összetekeréskor elfordul és letekeredik a mamáról
- Ha a teflon szalagot szépen, a menetnek megfelelően tekerem, nem tud abba jól beleszorulni, hajlamos a letekeredésre
- A teflon szalagok nem igazán jó minőségűek, így, utólag már bánom, hogy elkezdtem ezekkel dolgozni.

Megoldás:

- A külső mentetet (papát) fel kell "érdesíteni" pl csőfogóval, a fogó recés pofája szép mély nyomot hagy a réz meneten, ez növeli a súrlódást a tömítőanyag és a szerelvény között. A réz közcsavarokat már gyakran így, érdesítve árulják, pont ezért,
- A tömítő szalagot-zsinórt az első (alsó) soron pont a menettel ellentétesen, balról-jobbra kell feltekerni, de a tekerés iránya ne a becsavarás ellenében legyen. Hanem az óramutató járásával megyegyezően.
- Teflon szalag helyett jobb minőségű, bár kétségtelenül drágább megoldás kell. Pl a Loctite 55 nevű zsinór. Ritkán "reklámozok" terméket, ráadásul ingyen is, de ez esetben az olvasók érdekében megteszem. Ezzel nagyon jól tudtam haladni, de a felső két óvintézkedésre is szükség van a tartós eredményhez.

Fűtési központ kiviteli terve - 2.rész

A keddi bejegyzésben a fűtőkörök rajza volt (itt baloldalt kicsiben is), a lenti nagy rajzon a kazánkör és a használati meleg víz (HMV) ellátás látszik.

A (leginkább külföldi) internetes irodalom és szakkönyv tanulmányozása során bukkantam néhány érdekességre, amit itt közzétennék, mert a magyar "lelőhelyeken" nemigen beszélnek erről, vagy csak nehezen lehet felkutatni. A magyar nyelven kiadott szakirodalomból teljesen hiányzik a gyakorlatias megközelítés. Itthon vannak a drága, vékony "Csináld Magad" barkács-könyvek, amikben a mosdó felszerelésénél komplikáltabb műveletekre már a "bízza szakemberre"  szerepel, és a másik véglet, az egyetemi szintű tananyagok. Sok képlettel és levezetéssel. A kétfajta könyv között pedig "üres a polc".

Például egy ilyen könyvre gondolok, ami, sajnos nincs meg, csak egy 1995-ös, kettővel ezelőtti kiadását tudtam megszerezni itthon, teljesen véletlenül. Kicsit ugyan zavaró a gallon/köbláb*psi / Btu mértékegységeket látni, de részben ezek miatt is van a könyvnek egy kellemes hangulata :)

Tehát amit eddig megtanultam:

- A szivattyúk bemeneti oldalától minél messzebb kell tenni a szelepeket, amik turbulenciát okozhatnak. Erre 10x csőátmérőnyi távolságot kérnek, nekem kb 10cm sikerült, ami kb 5x csőátmérőnyi csak, remélem, azért elég lesz. De ha nem, legalább tudom, hol keressem a hibát.

- A fordított-U alakú csőszakaszokon levegő "csapda" alakulhat ki, az ide beszorult levegő nehezen tud távozni. Vagy a vízbe tud beoldódni és akkor nagyon lassan elfogy (ehhez az kell, hogy víz ne legyen már oxigénnel telítve), vagy a víz magával tudja ragadni és így eljut buborékok alakjában a légtelenítő hely(ek)re.
A fordított-U szakaszokban a lefelé irányú áramlás kevéssé tudja elszállítani a buborékokat, mert azok inkább felfelé törekednek, ezt mindenki tapasztalja. Van egy kritikus sebesség, amit ha elér a lefelé áramló víz, akkor már képes kiüríteni a csapdát. Ezt a sebességet 2 láb/m-ben azaz kb 0.6m/s-ban adja meg az irodalom. Ugyanitt a zajok és korrózió ellen 4 láb/m (hazai irodalomban 1m/s, ami kicsit kevesebb) maximális sebességet kérnek, tehát nem túl nagy a mozgástér.

Nálam a kazánköri visszatérő ágban keletkezett ilyen "csapdahelyzet", ráadásul a 0.6m/s-ot sem tudom garantálni, hosszú is a lemenő ág, tehát ezt a szakaszt légteleníteni kell, ez látszik a lenti nagy rajzon is (a narancssárga Luflo cső kék kimenete felett). Lehet, sokan azt mondanák, ez felesleges, de inkább beterveztem, mert nem látok bele a csőbe.

- A fűtési zajok egyik gyakori okozója a rossz helyre felszerelt tágulási tartály. Célszerű helye a szivattyú(k) szívó, belépő oldalán van, hogy a szivattyúzás beindulásakor a fűtési körökben (a szivattyúk kilépő oldalán) a nyomás minél magasabb legyen, nagyobb nyomáson ugyanis a levegőbuborékok nem válnak ki. Ha a nyomott (kilépő) oldalon lenne a tartály, akkor a keringés beindulásakor akár negatív nyomás is kialakulhat, ami levegősödéshez és a szivattyúk kavitálásához is vezethet. Ezt a külföldi irodalom a "Pump Away" elvnek nevezi. Azaz a tartály felől pumpáljunk, mert a tartály az "állandó nyomási pont" helye, ahol a víz keringésétől/nem keringésétől , azaz a szivattyúk mozgásától függetlenül azonos marad a nyomás (mert a víz térfogata a keringéstől nem változik meg, ezért a tartály "lufijában" is azonos marad a levegő térfogata, tehát a nyomása is, emiatt pedig a víz ottani nyomása is). 

A piros (meleg) előremenő szakaszon ott a mikrobuborék-leválasztó, az előírt helyen (a lehető megmelegebb ponton, mert itt lesz jó levegő-kiválás, lásd a lábosban melegített víz esetét)

Ha a kazánban nem lenne szivattyú, ez lenne a preferált helye a tágulási tartálynak, de én az osztóblokk egyik "kék" kimenetére tettem, a kazánköri szivattyú bemeneti(szívott) oldalára. Egyes ilyen leválasztók eleve tartály-csatlakozással készülnek (lásd a bal oldali rajzot, az egyik külföldi tanulmányból).

 
Az általam választott tartály bekötés is jó (lásd a jobb oldali példán), mert a kazánban úgy sincs nagy nyomásesés. Viszont a tartály így hidegebb vizet kap, ami jót tesz az élettartamának.







A fentieket figyelembé véve alakult ki tehát a múltkori bejegyzéshez csatolt fűtőköri megoldás (ezen van a sokat tárgyalt tágulás tartály is), illetve a lenti kazánkör és a HMV előállítás is.

Fűtési központ kiviteli terve - 1.rész

Mielőtt nekiálltunk volna építeni a tervezett központot (cél a bal oldali képen látható, egyszerű rendszer :)), annak minden kis apró részét megterveztem egészen addig a szintig, hogy meg lehetett belőle venni az alkatrészeket is. Ez a "kiviteli terv" már tartalmazza mindazokat a biztonsági, tisztító és mérő szerelvényeket is, melyek az előző oldalak vázlatain még nem szerepeltek.

Mivel az első év(ek)ben csak a földszinti padló- és falfűtés készül el, az emeletre csak felállásokat húztunk, ledugózva, ami légtelenítők felszerelését jelenti, hiszen ezek lesznek a rendszer legmagasabb pontjai.

Ezt a hosszú, kevés idomot tartalmazó "strang" csövezést (a pincétől az emeletig) ötrétegű csőből terveztük, prés idomos kötésekkel, mert ennél a rendszernél "olcsó" a cső, drága az idom. Itt persze minden relatív, a 3000 Ft/m 28-as rézcsőhöz képest az 500 Ft/m 26-os ötrétegű cső olcsónak számít. A rendszer többi részét, ahol sok idom kell, 28-as rézcsövekből, lágyforrasztással építjük majd. Ilyet ugyan még sosem csináltam előtte, de, gondolom, ez is megtanulható.

A kiviteli rajzon már látszanak a termosztatikus keverőszelepek is, ezekből 20-43°C között szabályozhatót vettem, a falfűtésbe maximum hőmérsékletre lesznek állítva, a padlónál 35 °C-ra.

A lenti rajz a központ felét ábrázolja, az osztóblokktól a hőleadókig. Azaz a szekunder köröket. A primer kör és a melegvíz előállítás terve a rajz másik felén van, a holnapi bejegyzésben.

Fűtési központ működése - 2.rész

Ebben a bejegyzésben megpróbálom (legalább magamnak) megmagyarázni, hogyan is működik ez a fűtési rendszer. Ha a Kedves Olvasó valami hibát talál, kérem, jelezze, nekem nem ez a szakmám.

FIGYELEM! A rajzok a rendszer jelentősen leegyszerűsített sémáját mutatják, kizárólag az áramlások szemléltetése céljából. Szándékosan nem szerepelnek a rajzokon a biztonsági és egyéb rendszer elemek ! 

Pontosan egyező kazán- és fűtőköri térfogatáramok esetén a víz a hidraulikus váltó furatán nem fordul meg, mert a fűtőkör elszállítja az összes, a kazánkör által szolgáltatott vizet. Ha a kazánkör térfogatárama kisebb, akkor a furaton keresztül  a visszatérő víz visszakeveredik az fűtőkör előremenő ágába.A minél alacsonyabb visszatérő érdekében (kondenzációs üzem) ez a kedvező üzemállapot.

 

Ha a fűtőköri áramlás lecsökken (körök lezárnak), a víz egy része a furaton keresztül visszafordulhat a kazánba. A kazánköri áramlás tehát fennmarad, viszont megemelkedik a visszatérő hőmérséklet (hőleadás hiányában), ezért a kazán lángja lemodulálódik majd kikapcsol. Ekkor a fűtőkör keringése zavartalan, amint lehűlt a visszatérő víz, a gázláng újra be fog kapcsolni.

A kazánkör  leállása esetén (például amikor a kazán a belső keverőszelepe segítségével az indirekt tárolóba küldi az előremenő vizet a fűtés helyett) a fűtőköri szivattyúk üzeme nem áll le, a furaton keresztül az áramlás fenn tud maradni. Ebben az átmeneti időszakban természetesen csak hőleadás történik mindaddig, amíg a víz fokozatosan le nem hűl.A visszacsapó szelep akadályozza meg, hogy ebben az üzemódban a tárolóból visszatérő víz a fűtési rendszerbe jusson.

Itt ismét megjegyzem, hogy a bemutatott vázlat egy jelentősen leegyszerűsített rendszert mutat, melyben nem szerepelnek a kötelező biztonsági és vízkezelési elemek, mint pl a tágulási tartály, légtelenítők, iszapleválasztó, szűrő, hőmérők, stb. A későbbi bejegyzésekben a részletes terv is be lesz mutatva.

Fűtési központ működése - 1.rész

A hidraulikus váltó mellé, mivel több fűtési körünk is lesz (fal- és padlófűtés), még egy osztó-gyűjtő is szükséges. Szerencsére rábukkantam egy olyan szerkezetre, amely integrálja ezt a két funkciót. Az osztó-gyűjtő funkcióhoz egy furattal kialakított "bypass"-t társítottak, amely így  a hidraulikus váltóhoz hasonlóan fog működni. A berendezés neve LUFLO osztóblokk, magyar gyártmány. Csak egy tartókonzolt kell felszerelni (része a terméknek), és nem kell a többi szerelvény rögzítésével foglalkozni.

A primer oldal (jobboldalt) a kazánkör, a baloldali két kör a szekunder oldal, ide csatlakoznak a fűtőkörök.
Összesen tehát három szivattyú van a rendszerben. Egy a kazánban (része annak), 1-1 pedig a fűtőkörökön.

Kiegyenlített esetben a fűtőkörök az összes, a kazán által szolgáltatott vizet elvezetik, ekkor a furaton nem folyik át víz. Minden más esetben a furaton át folyó víz egyenlíti ki a különbségeket, azaz keverik a víz. A lenti rajzon éppen a kazánba áramlik vissza kevert víz, mert a fűtési oldalon kisebb lett az igény. Ez nem szerencsés eset egy kondenzációs kazánnál, mert ott annál jobb a hatásfok, minél alacsonyabb a visszatérő víz hőmérséklete.

 

Fűtési központ tervezése

Sok-sok olvasgatás és tanulgatás után összeállt bennem, hogy milyen fűtési rendszert szeretnék.

A végcél, hogy legalább olyan "szép, rendezett" legyen a végén, ahogyan az a bal oldali képen látható :)

Főbb alapelvek:

- A padlófűtés köreit egyenként nem szabályoznám folyamatosan, csak beüzemeléskor, hogy azonos térfogatáramok folyjanak minden körben (ehhez van körönkénti áramlásmérő az osztó-gyűjtőn). A fix térfogatáramhoz tehetek "nem intelligens" szivattyút is, amit a kazán kapcsol majd ki-be, de gyakorlatilag egyfolytában fog menni

- A három falfűtéses szobához 1-1 kör tartozik, a három körre az osztó-gyűjtőkön levő termoelektromos szelep adja a vizet. Ezeket ki/be lehet kapcsolni egyszerű szoba-termosztátokkal. A falfűtésnél tehát nem lesz azonos a térfogatáram, ide "intelligens" szivattyút terveztem, amelyik mindig azonos nyomásesést tart a még nyitva levő körökön. Ha mindhárom kör lezár, ezt a szivattyút lekapcsolom (valami relés logika kell majd ehhez)

- Az előremenő víz hőmérsékletét alapból a kazánba épített, külső hőmérő alapján dolgozó, időjárásfüggő szabályzó állítja majd be. Elvileg a falfűtésbe mehetne akár közvetlenül a kazánból kilépő víz (alacsony hőmérsékletű, maximum 40°C). A padlóba azonban alacsonyabb kell, ide 35 °C-nál nem kellene magasabbat engedni, hogy a padló le legyen kellemetlenül meleg (előírás van erre). Ezt az alacsonyabb hőmérsékletet egy egyszerű, termosztatikus keverőszeleppel oldom meg, amelyiken beállítható a kívánt max hőmérsékletű kimenet, és az a meleg-hideg bemeneteiből ezt kikeveri.

- Mivel nem lehet kizárni, hogy esetleg valami hiba miatt > > 40 °C jöjjön ki a kazánból a fűtőkörök felé, a biztonság kedvéért a falfűtésbe is beteszek egy ilyen termosztatikus keverőszelepet, ami 40 °C-ra maximálja az oda jutó víz hőmérsékletét. Ha nem romlik el semmi, ez a szelep mindig teljesen a nyitva lesz a meleg irányába.

- Hogy a két szivattyű egymást ne zavarja (a két fűtőkör egymástól függetlenül tudjon működni), egy hidraulikus váltóval megépített központra gondoltam, ahol a kazánba épített szivattyú "tolja" a vizet a középen levő "tartályba" (primer kör), ahonnan a fűkőkörök igény szerint vagy kivesznek vizet (fűtenek), vagy nem, Ha nem, akkor a kazán vize visszafordul, a láng kikapcsol. Ha pedig a kazán szivattyúja kapcsol ki, akkor a fűtőköri szivattyúk ezt nem "veszik észre", csak éppen nem fog melegedni a víz, csak "forogni". De semmi nem fojtódik le, semmi nem kezd el zajongani.

Ez a hidraulikus váltó alapelve. A rajz az egyik kedvencemből, a "HIDRAULIKA A MELEGVÍZFŰTÉS SZÍVE" című szabadon letölthető könyvből származik.

Mivel kondenzációs kazánunk van, az a cél, hogy a víz minél kevésbé forduljon vissza a kazánba, ezért inkább a fenti "2. eset" fenntartása a cél még egy kör működése esetén is. Ha ugyanis visszafordul a melegvíz, akkor a kazán lángja kikapcsol, majd egy idő után be, és a sok kapcsolgatás, nem tudom, mennyit árt a berendezésnek.

Padlófűtés szerelése

 A viszonylag merev padlófűtés csövekkel sokat kínlódtunk. Először is, a 300m-es tekercset kellett 100m-es darabokra bontani, ez volt a munka legnehezebb része. Ehhez képest a csövek lefektetése és rögzítése a vashálóhoz már nem volt nehéz. Annál trükkösebb volt a pontos 100m betartása, de nem sokszor kellett visszabontani, akkor is csak pár métert.

Lehet, hogy meg lehetett volna előre számítógéppel tervezni a nyomvonalat, hogy pontosan 100m legyen a cső hossza, de ez egy kicsit tovább tartott volna, mint maga a fektetés. Sikerült úgy letenni a csöveket, hogy az osztóknál 1m körüli darabokat kellett csak levágni, ennyi lett a hulladék.

A képeken látszik pár dilatációs hézag is, melyek feladata megelőzni az aljzatbeton repedését, melyek a hőtágulások miatt alakulhatnának ki. A dilatációs hézagban is mehetnek csövek, de ezek mozgását a képeken is látható habszivacs védőcsővel (vagy előre felhúzott gégecsövekkel) biztosítani kell.

A fürdőszoba (a legalsó képen) csak egy gyenge, ritka csövezést kapott, mert itt a falfűtés lesz a fő hőleadó.

Padlófűtés tervezése

Miután az ingyenesen letölthető WinWatt programmal kiszámoltam a hidegpadlós helyiségek fűtési igényét, arra jutottam, hogy 500m 20-as padlófűtés csővel (ez Pipelife, hagyományos "oxistop" cső) kifűthető a nagy egyterű légtér (nappali-étkező-konyha-dolgozó-előszoba) és a fürdőszoba (ahol amúgy falfűtés is lesz).

Fontos tervezési előírás, hogy a padló felületi hőmérséklete nem lehet 28 °C-nál magasabb, a fürdőben ez a határ 30°C .  Mivel 15 cm-es cső-sűrűséggel tervezem a rendszert, elég alacsony előremenő hőmérsékletet kell beállítanom a tervező-programban (WinWatt), hogy ne lépjem át ezeket a határokat. Hogy minden körbe egyenlően jusson a víz, és ne kelljen egyes köröket lefojtani az egyenlő áramlás végett, minden kört egyforma hosszúra, 100m-esre terveztem. Ezt a kivitelezéskor majdnem sikerült is betartani, a hiba 5% alatt volt, ami bőven elfogadható.

A programmal számított hőigény az egy légterű, 70m2  helyiségre kerekítve : 3100W

20x2.0 mm-es cső átmérővel, alacsony, 35 °C  előremenő hőmérséklettel,  150mm csőosztással, 65m2 fűtött padlófelületet feltételezve 433 m csőhossz adódik. Ezt kerekítettem fel 500m-re, mert a fürdőbe is jut cső, illetve a nem padlófűtött szobák alatti átmenő csövezéssel is számolni kell.

A visszatérő hőmérsékletet 30 °C –ra rögzítve 740 kg/h (kb 0,74m3/h) tömeg/térfogat-áramot kapok a teljes csőhosszra. A program számolja a csövezés (egy 100m-es kör)  nyomásveszteségét is, ebből a két adatból már számítható, milyen szivattyúra van szükség. A számítás, melyben becsült adatok is voltak, pl 33% az ún. alaki ellenállásokra, 2,2m emelőmagasságú szivattyút adott, amit még a legkisebb fűtési keringető szivattyúk is teljesítenek (4m-ről indulnak általában). A 0,75m3/h  nem kihívás ezeknek a legkisebb szivattyúknak sem.

Remélem, nem rontottam el semmit. Egyedül a csövezés sűrűsége az, ami nem javítható utólag. Oda pedig csak elég lesz a 15cm egy ilyen szigetelésű (5 + 15cm grafitos EPS a falakon) házban.

Padló hőszigetelés

Miután a falfűtés csövekkel  és a gipszkartonok felragasztásával elkészültünk, leraktuk az aljzatbeton alatti hőszigetelést (12cm EPS 100). Ez manapság nem számít túl vastagnak, ez fért bele a 20cm-nek szánt rétegrendbe. Ugyanis a 12cm habra kerül a 6.5-7cm aljzatbeton, majd a padlóburkolat, így jön ki a 20cm.

A habra hőtükrös fóliát majd egyszerű "mezőgazdasági" PE fóliát terítettünk, ez arra hivatott, hogy a betonozáskor majd ne folyjon le a cementlé a lapok közé. Ez egyrészt a hőhidak és a lépéshang vezetés miatt lehet káros, másrészt az aljzatbetonnak az a jó, ha a víz a betonban marad minél tovább, nem folyik ki a "teknőből".

A padló alatti habban még pár "last minute", a villanyhálózat részét képező gégecsövet is  elvezettünk, például azért is, mert közben kiderült, a sütő és a főzőlap nem egymás felett lesznek, hanem külön, ezért a sütőhőz is el kellett vezetni a villanyt. Vagy hogy az étlezőbe elfelejtettem konnektort tervezni, ezért a kamra falán át kellett azt hozni. Ezeket a plusz vezetékeket már nem a fal vésésével oldottuk meg (többek között, mert már ott volt a gipszkarton), hanem inkább lent, az aljzatbeton alatt, a habban.