Teplo domava IV - aneb Akumulační story

Věřte tomu nebo ne, ale do výroby aku-nádrže – neboli integrovaného zásobníku tepla (IZT) jsem se pustil až po více jak půl roce, co jsme bydleli v domečku. Teplou vodu nám zajišťoval 125 litrový zavěšený bojler, teplo v pokojích šlo primárně od krbu a sluníčka a v případě potřeby jsme v koupelně a v dětském pokoji používaly přímotopy.

Změna provedení

Původně měla být nádrž kvádrová ze silnostěnného plechu, s výztuhami a v celkovém objemu přes 2 m³ kapaliny. Nakonec jsem usoudil, že toto řešení pro naši podlahu v technické místnosti nemusí být únosné (váha cca 2,7 tuny na betonovou podlahu, pod kterou je kvantum trubek) a nabídl jsem předpřipravený materiál kamarádovi.

Rozhodl jsem se realizovat válcovou nádrž z neušlechtilého plechu 2 mm silného. Bude se jednat o beztlakový systém, takže dno a víko mohou být ploché.

Návrh

Kamkoli se na internetu podíváte, najdete spoustu tlakových nádob, akumulačních nádrží a výměníkových nádrží, všechny jsou pro tlakový systém, silnostěnné s víky tvarovanými pro daný účel a tlak. Naopak  beztlakové systémy, které jsou vytvořeny podomácku, lze počítat na kusy. Z těchto řešení a za pomoci zkušeností známých jsem navrhl:

• tenkostěnnou nádrž obsahu 1,15 m³
• 2 mm silný plech
• 3 zóny: vrchní TUV (300 litrů), střední pro UT (650 litrů) a spodní pro SOLAR
• dvou-stupňový průtokový TUV výměník z Cu trubky 15/1 mm; 4 + 50 bm potrubí
• stratifikační vestavbu pro teplovodní vstupy
• přípravu pro externí solární výměník
• elektrické dobíjení zóny TUV a UT po 2kW 3f/230V~

Rozměry válcového tvaru jsem volil tak, aby bylo co nejlepší využití materiálu (plech v deskách 2x 1 m a aby bylo možné projít dveřmi a „vytočit“ se s ní v zádveří. Zvolené rozměry (průměr 82 cm a výšky 235 cm) nakonec nebyly nejšťastnější, ale o tom až později.

Stavba nádrže a její instalace

V obci máme šikovného zámečníka, který s pomocí válcovací stolice a naší pomoci nádrž postupně svařil. Ale pěkně popořádku.

TUV výměník byl „na světě“ jako první. Žíhaná Cu trubka 15/1 v padesátimetrovém svitku byla takřka ideálně předpřipravena pro naši aplikaci. S pomocí OSBčka a dlouhých šroubů (zakoupených v Hornbachu a následně vrácených :o) ) jsem udělal „kopyto“ pro navinutí spirály tak, aby výměník byl v horní části TUV zóny. Z dalších pár metrů téže trubky jsem udělal stočenec, který je ve spodní části nádrže tak, aby ji co nejvíce ochladil.

Ze dvou silnostěnných kamnářských trubek jsem předpřipravil vnitřní stratifikační vestavbu.

Další už se odehrávalo u zmíněného zámečníka. Plechy skružené do dvou válců jsme osadili nátrubky s vnitřními a vnějšími závity. Spojením obou polovin válců k sobě jsme dostali výslednou výšku nádrže. Následně jsme namontovali stratifikační trubici a nakonec i výměník TUV. Protože Cu a Fe se ve vodním roztoku nemají rádi (vytvářejí elektrolytický článek – tuším že tak nějak se tomu říká – čímž vzniká lokální koroze Fe), dostal CU výměník  mosazné koncovky s 1/2" vnitřním závitem. Na ně navázala mosazná 1/2" 10 cm dlouhá prodloužení. Mezi tento šroubový spoj byla sevřena stěna nádrže. Na utěsnění spoje jsem použil „studený kov“. Jde o dvousložkovou hmotu z pryskyřice a kovového prášku, která vytuhne do 15min a po hodině má vlastnosti kovu. Ne tedy úplně, ale do 180 °C a v mokrém prostředí funguje, což mi plně postačilo :o).

Po přivaření víka a dna už následoval transport na místo určení. Ve třech lidech nebylo snadné dostat skoro 120 kg težkou nádrž skrz branku, do zádveří, tam ji obratně přetočit a nasměrovat za roh do technické místnosti. První napuštění odhalilo tři drobné netěsnosti, které jsme ještě zavařili.

Po finálním napuštění nádrže spadla teplota v technické místnosti z původních 24 °C na necelých 15 °C. Nádrž byla orosená, takže ani nešla natřít. Po zahřátí el. patronou jsme provedli nátěr.

To vše se odehrálo na jaře 2007.

Zateplení

Po tom, co nádrž stála přes 3/4 roku bez povšimnutí v rohu technické místnosti, jsem se dopracoval k jejímu zateplení. 2 vrstvy 5 cm silné minerální vaty s hliníkovou vrstvou Techrock obepínají část nádrže směrem do místnosti. Mezi nádrží a stěnami rohu místnosti je asi 12 cm mezera vyplněna odpadem z vaty zpracovávané na půdě.

POZNÁMKA : Zateplená nádrž, nahřátá na 60 °C ohřívá technickou místnost na 27 °C. Čeká nás tedy ještě další vrstva zeteplení, ale tentokrát už jen v horní polovině IZT.

Připojení a oživení

Po vánocích jsem si udělal radost a pořídil průmyslový počítač (CMD). O CMD se zmíním až později, v dalším článku, takže popis připojení omezím jen na trubky a kabely.

Při návrhu nádrže jsem opomněl jednu v celku zásadní věc. Když má být topný systém beztlakový, měla by být expanzní nádoba otevřená a nad horní hladinou IZT. Protože jsem však navrhnul výšku nádrže takřka shodnou s výškou místnosti, musel jsem provést prostup stropem a  expanzi umístit na půdě. A navíc otevřená expanze by nebyla optimální z pohledu odparu vody. Proto jsem použil Aquamat obsahu 80 litrů a odpustil jeho přetlak, který je od výroby nastaven na 2 atm. Takováto expanze pak bude využívat gumový vak v Aquamatu jako pružný zásobník, kde materiál vaku vytváří rozhraní mezi topnou kapalinou a vzduchem.
Při umístění expanze na půdu jsem řešil dva zásadní problémy:

• průchod parozábranou – otvor v PE parobrzdě je minimální, obepíná trubku a pro jistotu bude okolí utěsněno PU pěnou
• opatření proti zamrznutí – tepelnou izolaci pod expanzí jsem zeslabil z 42 na 10 cm a v prostoru půdy obalil expanzi 30 cm kamenné vaty.

Napojení potrubí nebylo komlikované. Využil jsem již mě dobře známé potrubí ALUPEX.

Teplotní čidla (Ni1000/6180 ppm) osazená v teploměrných jímkách mají kabely, spolu s napojením topných tyčí 2 kW 3f 230V~, zavedeny do podružného el. rozvaděče v technické místnosti. V horní části nádrže je osazen kapalinový havarijní termostat, nastavený na 95 °C a pro optickou kontrolu i kapalinový teploměr.

Rozpočet

Výsledné náklady IZT mě příjemně překvapily = 25.913,- Kč. Opět zde není započítána práce moje a kamarádů, ale z cen materiálů a prací zámečníka si můžete udělat obrázek o celkových nákladech