Atmos DC40GS kattilan rakenne

[AnssiKo]

Lähes kaikki. Lämpötilan vielä hieman kohotessa vapaa virtaus tulee avuksi ja tässä vaiheessa koko kierto menee varaajaan.  
Jos pumpun tehoa laskee, niin vapaa virtaus varaajaan alkaa aiemmin,- koska pumppu ei jaksa imeä enää ohitusputkesta vettä,- vaan se työntää tehonsa varaajaan virtaavaan veteen. Tuossa vaiheessa kattilaan virtaa samanlämpöinen vesi  mitä varaajasta tulee.

Vastataan nyt sitten tähän edattuunkin. Myös toi systeemi nyt sitten oikein toimii, mitä yritetään saavuttaa ja mitä tuli tulokseksi?

Kyllä mun mielestä edelleen vakiolämpöistä vettä kohtuukierrolla varaajaan kerrostuminen huomioiden lataava varauspaketti on aika lailla parempi, tehokkaampi ja kestävämpi ratkaisu. Ei ole pelkoa liian kylmästä paluuvedestä eikä turhan kovan virtauksen aiheuttamasta korroosiota. Väkertämisen iloa siitä ei kyl tule, mutta saahan sitä muualtakin.

[markkulievonen]

Eli tässä kohtaa varaajaan alapäästä lähtee lähes raakana se 30-asteinen vesi pannun alapäähän.  
Ei ihme, jos pannun alapää käy kylmänä!

Vapaan virtauksen vaikutuksesta olen kyl aika eri mieltä, 4 kuutiota per tunti on näillä putkikooilla aika hulinaa, ei siinä vapaata virtausta huomaa.

Harmi kun olet ulkona kokonaisuudesta. Vapaa virtaus yleensä alkaa /tehostaa kun varaaja on jo kerran lämmitetty termostaatti arvoon +83...84C ja haluan lämittää sen +100C. Tässä vaiheessa toteutuu, miten varaajasta virtaa +84 C vesi suoraan kattilaan.
No, haittaaks se??

[AnssiKo]

Harmi kun olet ulkona kokonaisuudesta. Vapaa virtaus yleensä alkaa kun varaaja on jo kerran lämmitetty termostaatti arvoon +83...84C ja haluan lämittää sen +100C. Tässä vaiheessa toteutuu, miten varaajasta virtaa +84 C vesi suoraan kattilaan.
No, haittaaks se??

Ihan mieluusti olen ulkona tosta sun 'kokonaisuudesta', täällä Newtonin ja muiden normi fysiikan heppujen puolella on paljon kivampaa.

Edelleen, jos pumppu pumppaa sen neljä kuutiota tunnissa, eikä lämpötilaeroja pahemmin ees ole, mikä voima aiheuttaa sen vapaakierron?

[markkulievonen]

Ihan mieluusti olen ulkona tosta sun 'kokonaisuudesta', täällä Newtonin ja muiden normi fysiikan heppujen puolella on paljon kivampaa.

Edelleen, jos pumppu pumppaa sen neljä kuutiota tunnissa, eikä lämpötilaeroja pahemmin ees ole, mikä voima aiheuttaa sen vapaakierron?

Vapaa kierto lie väärä ilmaisu. Edelleen lämpötilaerosta johtuen ja termostaatin täysin auki ollessa kierto varaajaan. voimistuu. Aiemmin termostaatti esti voimakkaan kierron syntymisen. Jos kysyt miksi, niin siksi kun termostaatti oli vain hitusen auki ja nyt se on jo täysin auki ja vesi pääsee virtaamaan vapaammin.

[AnssiKo]

Vapaa kierto lie väärä ilmaisu. Edelleen lämpötilaerosta johtuen ja termostaatin täysin auki ollessa kierto varaajaan. voimistuu. Aiemmin termostaatti esti voimakkaan kierron syntymisen. Jos kysyt miksi, niin siksi kun termostaatti oli vain hitusen auki ja nyt se on jo täysin auki ja vesi pääsee virtaamaan vapaammin.

No eihän tossa ole vapaalla kierrolla mitään tekemistä. Vaikuttaa enempi siltä, ettei termariratkaisun kanavapinta-alat ole oikein balanssissa ku termari on vaan osittain auki.

[ev3449]

Vielä tuosta mainitsemastani periaatteellisesta erosta lähtevän/tulevan lämpötilan säädön erossa ja se vaikutuksesta kattila-automatiikan mahdollisuuteen säätää tehoa. Liitteessä miten ero termostaatin sijainnissa vaikuttaa veden lämpötiloihin kattilassa.

Jos jotain halutaan säätää (nyt kattilan teho) pitää olla mitattava(t) määre johon perustuen säätö voidaan tehdä.

Jos kattilan polttoteho kasvaa, kasvaa energiamäärä kaasuissa.

Kun kattilaan menevän veden lämpötila ja virtausmäärä on vakio, kuten nykyisin yleisesti on, näkyy suurempi teho suoraan kohonneena arvona veden ja savukaasun lämpötilassa. (Osa kasvaneesta energiamäärästä siirtyy veteen ja osa menetetään korkeammassa lämpötilassa poistuvan kaasun myötä hormiin.)
Kattila-automatiikka mittaa näitä kahta lämpötilaa ja reagoi näiden muutokseen, pitää kattilan (palamis)tehon vakiona.

Jos taas kattilasta lähtevän veden lämpötilaa vakioidaan, kuten markkulievosen järjestelyssä, ei kattilaveden lämpötila nouse vaikka energiaa enemmän veteen siirrettäisiinkin. Myöskään savukaasun lämpötila ei nouse suorassa suhteessa, koska tehon noustessa kytkentä päästää suuremman massan kylmää vettä kattilaan jolloin myös savukaasuja jäähdytetään eri suhteessa.
Näin ollen kattila-automatiikalla ei ole samaa tietoa saatavillaan kuin menevän lämpötilan vakautustilanteessa.

Lisäksi, jos virtausmäärä on hyvin suuri, lämpötilaerot muuttuvat hyvin pieniksi. Tämä tarkoittaa, että 1C asteen muutos tarkoittaa huomattavasti suurempaa muutosta energiamäärissä kuin pienemmällä virtauksella.
Nämä kaksi vaikuttajaa yhdistettynä "tasoittavat" lukemia mittareissa ja poistavat "edellytykset" johon perustuen automatiikka voisi kattilan tehoa säätää.

[markkulievonen]

>>Jos taas kattilasta lähtevän veden lämpötilaa vakioidaan, kuten markkulievosen järjestelyssä, ei kattilaveden lämpötila nouse vaikka energiaa enemmän veteen siirrettäisiinkin. Myöskään savukaasun lämpötila ei nouse suorassa suhteessa, <<

Todellisuudessa tuo ei pidä paikkaansa. Muistan hyvin entisen kattilan toiminnnan ja  sen vaikutuksesta  varaajaan menevään veden lämpötilaan. Kun lisäsin puita, niin savukaasulämpötila kohosi n +300C ja kattilan lämpötila kohosi  yli +85C.(kattilan teho suurimmillaan 40....45kw). Termostaatti aukeni enemmän. Puiden palaessa savukaasujen lämpötila /kattilan teho laski hivenen alle +250C ja kattilan lämpötila  laski lähelle termostaatti  avautumista.

No, jokainen ymmärtänee, miten  kattilan lämpötila nousee tehon kohotessa, jos virtaus pysyy samana. Tietysti, jos olisi termostaatti, jonka toiminta alue olisi alle asteen alueella, niin mittarista ei voisi päätellä enää kattilan tehon muutoksia.

Mutta,- savukaasujen lämpötilan muuttuessa muuttuu myös kattilan teho. Toki  kattilassa olevan veden pienet  lämpötila vaihtelut vaikuttavat tehon liikehtimiseen,- mutta ei paljoakaan.

Niin, todellisuudessa joka tapauksessa lämmitän kattilaa samalla teholla  lähes koko lämmityksen ajan ,- näkyen savukaasujen lämpötilan tasaisuutena. Samoin toisiopalokammiossa oleva liekin määrä ja väri on koko palamisen aikana samanlainen.Ainoastaan hiillosvaihetta lähestyessä palamismäärä vähenee kammiossa / savukaasujen lämpötilakin laskee.
 Sytytys ja puiden lisäyksen ajankohta on pienemmällä teholla.

[ev3449]

Todellisuudessa tuo ei pidä paikkaansa. Muistan hyvin entisen kattilan toiminnnan ja  sen vaikutuksesta  varaajaan menevään veden lämpötilaan. Kun lisäsin puita, niin savukaasulämpötila kohosi n +300C ja kattilan lämpötila kohosi  yli +85C.(kattilan teho suurimmillaan 40....45kw). Termostaatti aukeni enemmän. Puiden palaessa savukaasujen lämpötila /kattilan teho laski hivenen alle +250C ja kattilan lämpötila  laski lähelle termostaatti  avautumista.

Jos keskustelussa on tarkoitus edetä, on huomattavasti rakentavampaa yrittää ymmärtää systeemin toimintaperiaate, kuin miettiä hetkellisiä ja tapauskohtaisia lukemia yksittäisen käyttäjän kohdalla. Noita yksityiskohtia voidaan puida loputtomasti, mutta toimintaperiaate ei lukemista riippumatta toiseksi muutu. Mitä yksinkertaisempana ja muuttumattomampana esimerkki pidetään, sitä helpompi toimintaperiaatetta on hahmottaa.

Olemmeko laisinkaan samaa mieltä termostaattiratkaisujen periaatteellisesta toiminnasta? (liitteen kuva)

1. Olipa termostaatti missä vaan, veden dT:n täytyy kattilan läpi virratessaan kasvaa jos vakiovirtaukseen enemmän energiaa sidotaan (suurempi teho)?

2. Periaatteellisesti termostaatti pyrkii kohdallaan ylläpitämään avautumislämpötilaansa? (avautumisalue olematon)

3. Jos termostaatti sijaitsee kattilaan menevässä putkessa pysyy kattilaan virtaavan veden määrä/lämpötila vakiona/termostaatin arvossa? Suurempi teho/veteen siirtyvä energiamäärä näkyy kattilasta poistuvan veden lämpötilan kohoamisena?

4. Jos termostaatti sijaitsee kattilasta lähtevässä putkessa pysyy kattilasta lähtevän veden määrä/lämpötila vakiona/termostaatin arvossa? Suurempi teho/veteen siirtyvä energiamäärä näkyy kattilaan virtaavan veden lämpötilan laskuna?

Oletko kohdista 1-4 samaa mieltä ja jos et missä erimielisyyttä esiintyy?

[seppol]

Mielenkiintoinen periaatteellinen keskustelu. Olen ulkopuolinen mutta, onko kumpikaan koskaan keittänyt termostaattia kattilassa. Siinä näkee miten se aukeaa ja sulkeutuu. Jos se on auki ja sen nostaa pois vedestä, se on melkein heti kiinni saati jos sen upottaa kylmään veteen.
Sitten, termostaatti ei tiedä mitään kattilan tehosta. Se mittaa vain lämpötilaa. Jos minä keitän termostaattia hellalla, termostaatin käytöksestä ei voida päätellä lieden tehoa.

[ev3449]

Mielenkiintoinen periaatteellinen keskustelu. Olen ulkopuolinen mutta, onko kumpikaan koskaan keittänyt termostaattia kattilassa. Siinä näkee miten se aukeaa ja sulkeutuu. Jos se on auki ja sen nostaa pois vedestä, se on melkein heti kiinni saati jos sen upottaa kylmään veteen.
Sitten, termostaatti ei tiedä mitään kattilan tehosta. Se mittaa vain lämpötilaa. Jos minä keitän termostaattia hellalla, termostaatin käytöksestä ei voida päätellä lieden tehoa.

On noita tullut useampaakin keitettyä…

Omassa kattilassani oli myös alun perin juurikin poistopuolella 82C termostaatti, joka korvattiin menopuolen sekoituksella turvallisuussyistä. Tuossa ei ollut takaisinkierrätystä, mutta tämä ei muuta termostaatin toimintaperiaatetta.

Ja jotta keskustelu ei jää liian periaatteelliseksi, otetaan esimerkki markkulievosen antamin tiedoin.

Markku kertoo, että termostaatin avautumisväli on 82-87C, dT 5C. Yksinkertaistukseksi ajatellaan, että avautuminen/vedenkierronmuutos on välillä lineaarinen ja täysin kiinni asennosta täysin auki.

Ajatellaan, että varaajan alaosa on 30C asteessa ja pumppu kykenee joka tilanteessa pumppaamaan markun ilmoittaman 4000l/h.

Kun kattila on lämmennyt 82C alkaa termostaatti avautumaan jos energiaa veteen siirretään. Jos kattilan kuumana pitämisen energiaa ei huomioida, 0kW teholla termostaatti pysyy kiinni eikä varaajaa ladata. Jotta termostaatti olisi täysin auki-asennossa pitäisi kattilan tuottaa veteen energiaa 266kW teholla. (kierto suoraan varaajan kautta jolloin kattilaan menee 30C ja venttiilille pitää päätyä 87C jotta se pysyy täysin auki. dT tällöin 57C ja kierto 4000l/h. (4,2 x 4000 x 57 / 3600 = 266kW)

Kiinni asento tarkoittaa täten 0kW tehoa ja täysin auki asento vähintään 266kW tehoa. Sama auki-kiinni väli tarkoittaa asteissa 82-87C, eli 5C vaihtelua.
Yhden kilowatin ero termostaatin aukenemassa/lämpötilassa tarkoittaa täten 5 / 266 ~ 0,019C asteen eroa.

Jos joku pystyy viisarimittarista tällaisen eron lukemaan, nostan hänelle hattua. Kattila-automatiikan kohdalla reagoiminen näin pieneen lämpötilaeroon hukkuu varmasti mittaustarkkuuden virhemarginaaleihin.

5kW tehon muutos näkyisi termostaatin lämpötilan/avauman kohdalla 0,09C asteen lämpötilanmuutoksena, jonka havaitseminen/ tähän reagoiminen on yhä mielestäni huippusuoritus.

EDIT: typoja

[pete73]

Termostaatti on tietyyn lämpötilaan asti kokonaan kiinni ja tietyssä tätä korkeammassa lämpötilassa kokonaan auki. Se kuinka suuri näiden lämpötilojen ero on riippuu täysin siitä kuinka valmistaja on sen mitoittanut toimimaan.
Näiden lämpötilojen välimaastossa voidaan termostaatin avautumisen määrästä jossainmäärin päätellä millainen lämpöteho sen läpi virtaa. Toki tällöin tarvii tietää mm virtauksen määrä ja lämpötila useammasta paikasta jos halutaan laskea teholukemia.

Omasta mielestä on turhaa keskittyä siihen kuuluuko termostaatti kattilan Ylä- vai alaputkeen, kumpikin toimii ja kokonaisuus ratkaisee.
Tuolla yläputkeen asentamisella saavutetaan ainakin se että varaajan menevän veden lämpötila saadaan korkeaksi myös pienemmällä polttoteholla ilman että kattilan vedenkiertoa tarvii rajoittaa. Tällöin varaajan yläosan saa kerrostumaan aina samaan lämpöön.
Jos taas paluulämpötila vakioidaan sinne 65 asteeseen niin voi olla että varaajan ei saada kuumaksi samalla tavalla vaan ensin päästään esim läpeensä 75 asteeseen ja vasta toisella kierroksella yli, jolloin kattilaan palaava vesi onkin 75 asteista.

Ja oletan siis että molemmissa tapauksissa on tehty kattilaveden kierto termostaatin ohi.

[ev3449]

Termostaatti on tietyyn lämpötilaan asti kokonaan kiinni ja tietyssä tätä korkeammassa lämpötilassa kokonaan auki. Se kuinka suuri näiden lämpötilojen ero on riippuu täysin siitä kuinka valmistaja on sen mitoittanut toimimaan.
Näiden lämpötilojen välimaastossa voidaan termostaatin avautumisen määrästä jossainmäärin päätellä millainen lämpöteho sen läpi virtaa. Toki tällöin tarvii tietää mm virtauksen määrä ja lämpötila useammasta paikasta jos halutaan laskea teholukemia.

Omasta mielestä on turhaa keskittyä siihen kuuluuko termostaatti kattilan Ylä- vai alaputkeen, kumpikin toimii ja kokonaisuus ratkaisee.
Tuolla yläputkeen asentamisella saavutetaan ainakin se että varaajan menevän veden lämpötila saadaan korkeaksi myös pienemmällä polttoteholla ilman että kattilan vedenkiertoa tarvii rajoittaa. Tällöin varaajan yläosan saa kerrostumaan aina samaan lämpöön.
Jos taas paluulämpötila vakioidaan sinne 65 asteeseen niin voi olla että varaajan ei saada kuumaksi samalla tavalla vaan ensin päästään esim läpeensä 75 asteeseen ja vasta toisella kierroksella yli, jolloin kattilaan palaava vesi onkin 75 asteista.

Ja oletan siis että molemmissa tapauksissa on tehty kattilaveden kierto termostaatin ohi.

Itse en tuomitse tai ole oikeastaan edes kiinnostunut termostaatin paikasta. Itseäni lähinnä kiinnostaa tuon vaikutus kokonaisuuden toimintaan.
Nykyisin kattila-automaatio mittaa mm. lämpötiloja ja säätää toimintaansa näiden mukaan. Jos automatiikan ulkopuolinen vaikuttaja (esim. ml:n suurtehopumppu/termostaatti menopuolella) muuttaa arvoja joiden perusteella automatiikka reagoi, ei automatiikka voi toimia oikein.
Jos ihminen lukee samoja muuttettuja arvoja ja tulkitsee niitä korjaamatta, ei hänen tulkintansa myöskään voi olla oikea.

[pete73]

Sehän siinä onkin kun jokainen kokonaisuus on omanlaisensa.
Esim tuo automaatio on joka kattilamallissa omanlaisensa eikä halvemmissa taideta edes säätää juuri mitään. Joissain ehkä imurin pyörimisnopeutta, lamdakattiloissa sitte jo paljon laajemmin.
Käsittääkseni tehoa säädetään enimmäkseen savukaasujen perusteella, mutta paljonko niihin oikeasti vaikuttaa jos kattilaan tuleva vesi viilenee muutaman asteen samalla kun lähtevä nousee asteen pari?

[Averell]

Ja jotta keskustelu ei jää liian periaatteelliseksi, otetaan esimerkki markkulievosen antamin tiedoin.

Markku kertoo, että termostaatin avautumisväli on 82-87C, dT 5C. Yksinkertaistukseksi ajatellaan, että avautuminen/vedenkierronmuutos on välillä lineaarinen ja täysin kiinni asennosta täysin auki.

Ajatellaan, että varaajan alaosa on 30C asteessa ja pumppu kykenee joka tilanteessa pumppaamaan markun ilmoittaman 4000l/h.

Kun kattila on lämmennyt 82C alkaa termostaatti avautumaan jos energiaa veteen siirretään. Jos kattilan kuumana pitämisen energiaa ei huomioida, 0kW teholla termostaatti pysyy kiinni eikä varaajaa ladata. Jotta termostaatti olisi täysin auki-asennossa pitäisi kattilan tuottaa veteen energiaa 266kW teholla. (kierto suoraan varaajan kautta jolloin kattilaan menee 30C ja venttiilille pitää päätyä 87C jotta se pysyy täysin auki. dT tällöin 57C ja kierto 4000l/h. (4,2 x 4000 x 57 / 3600 = 266kW)

Kiinni asento tarkoittaa täten 0kW tehoa ja täysin auki asento vähintään 266kW tehoa. Sama auki-kiinni väli tarkoittaa asteissa 82-87C, eli 5C vaihtelua.
Yhden kilowatin ero termostaatin aukenemassa/lämpötilassa tarkoittaa täten 5 / 266 ~ 0,019C asteen eroa.


EDIT: typoja

Vähän kommenttia tähän, markkulievosellahan tuo kattilaan menevän veden lämpötila oli 70-75 asteen välillä, johtuen termarikotelosta lähtevästä putkesta kattilan paluulinjaan ja latauspumpusta, sinnehän ei mene tuo 30 asteinen vesi kuin  ylösajovaiheessa.

[ev3449]

Sehän siinä onkin kun jokainen kokonaisuus on omanlaisensa.
Esim tuo automaatio on joka kattilamallissa omanlaisensa eikä halvemmissa taideta edes säätää juuri mitään. Joissain ehkä imurin pyörimisnopeutta, lamdakattiloissa sitte jo paljon laajemmin.
Käsittääkseni tehoa säädetään enimmäkseen savukaasujen perusteella, mutta paljonko niihin oikeasti vaikuttaa jos kattilaan tuleva vesi viilenee muutaman asteen samalla kun lähtevä nousee asteen pari?

Kyseisellä kytkennällä kasvavan tehon vaatima dT:n kasvu painottuu nimen omaan tuonne tulevan veden päähän.

Todellista vaikutusta voi kukin laskeskella halutessaan.

Q = A x U x dTlm  ( teho = lämmönvaihtimen pinta-ala x kokonaislämmönsiirtokerroin x logaritminen lämpötilaero)
Logaritmiseen lämpötilaeroon vaikuttavat sekä kaasun, että veden meno- ja tulolämpötilat

Esim. Atmoksen GS40 kohdalla 3,2m² x 30W/(m²C) x 415C ~ 39840W (noin arvoilla vesi kattilaan 70, ulos 85, kaasu konvektoriin 900 ja ulos 250)

Olennaisempaa on mielestäni kuitenkin huomioida tehon mukana kasvava lämpötilaero alaspäin, keskustelussa, jossa toinen osapuoli on viimeisen viikon painottanut kylmemmän veden merkitystä lämmönsiirron tehoon.

Vähän kommenttia tähän, markkulievosellahan tuo kattilaan menevän veden lämpötila oli 70-75 asteen välillä, johtuen termarikotelosta lähtevästä putkesta kattilan paluulinjaan ja latauspumpusta, sinnehän ei mene tuo 30 asteinen vesi kuin  ylösajovaiheessa.

Jos luet ajatuksella kirjoitukseni, niin ymmärrät, että asia on esimerkissä huomioitu. Kattilan paluun lämpötila elää tässä kytkennässä mm. kattilan tehon mukaan. Esimerkissä 30 asteista vettä palaa kattilalle vasta jos veteen siirtyy energiaa 266kW teholla, eli ko. kattilalla ei koskaan.