Lexikon för värmeteknik - tekniska termer på ett enkelt och tydligt sätt

Den energi som frigörs vid förbränning av olja eller gas i en panna kan inte levereras till värmesystemet utan att det sker en förlust. De heta rökgaserna som släpps ut i atmosfären via skorstenen innehåller en relativt stor mängd värme som kallas "rökgasförlust".

Under det årliga utsläppstestet fastställer rökgasinspektörerna om förbränningskvaliteten och rökgasförlusterna som uppstår under brännarens drift uppfyller de lagstadgade bestämmelserna. De kontrollerar att brännaren fungerar korrekt och att systemet är säkert. Även om de ger ett perfekt resultat säger detta inte mycket om pannans faktiska energiförbrukning (dess standardiserade säsongsverkningsgrad), eftersom den också påverkas i hög grad av nivån på ytförlusterna.

Absorbenter är en integrerad del av varje solfångare. De sitter under solfångarens genomskinliga, lågreflekterande glasskydd så att solens strålning når dem direkt.

Absorbatorn tar in solinstrålningen nästan helt och hållet och solenergin omvandlas till värme. När det gäller hög effektivitet är absorbenter med en mycket selektiv beläggning - vilket inkluderar alla solfångare som tillverkas av Viessmann - särskilt anmärkningsvärda.

Vid dubbel uppvärmning av tappvarmvatten värms vattnet upp av två olika värmegeneratorer, t.ex. en värmepanna och solfångare. Värmen från solfångarna överförs till varmvattnet via en indirekt spole i varmvattenberedaren. Vid behov kan vattnet värmas upp av pannan via en andra indirekt spole.

Bruttovärmevärdet (Hs) definierar den mängd värme som frigörs vid fullständig förbränning, inklusive den latenta avdunstningsvärmen i vattenångan från de heta gaserna.

Fram till nyligen kunde avdunstningsvärmen inte utnyttjas, eftersom det inte fanns någon teknisk möjlighet till detta. Därför valdes värmevärdet (Hi) som grund för alla effektivitetsberäkningar. Genom att hänvisa till Hi och utnyttja den extra förångningsvärmen kan man alltså uppnå verkningsgrader på över 100 %.

Kondenseringstekniken utnyttjar inte bara den värme som genereras av förbränningen som en mätbar temperatur hos de heta gaserna (nettokaloriskvärde), utan även vattenånghalten (bruttokaloriskvärde). Kondensationspannor kan utvinna nästan all värme som finns i rökgaserna och omvandla den till värmeenergi.

Kondenseringspannor använder högpresterande värmeväxlare. Dessa kyler rökgaserna innan de släpps ut genom skorstenen, så att den vattenånga som finns i gaserna avsiktligt kondenseras. Detta frigör ytterligare värme som överförs till värmesystemet.

Med denna teknik uppnår en kondenspanna en standardiserad säsongseffektivitet [enligt DIN] på upp till 98 % (i förhållande till Hs). Kondensationspannor är därför särskilt energieffektiva och skonar både din plånbok och miljön.

Konstruktionsprincipen för trepasspannan bidrar till att minska de skadliga utsläppen. De heta gaserna strömmar först genom förbränningskammaren och återvänder sedan till den främre delen via en omvänd zon och går in i ett tredje pass. Detta minskar den tid som förbränningsgaserna tillbringar i den hetaste delen av pannan, vilket minskar bildandet av kväveoxider (NOx).

Vid varje förbränningsprocess med fossila bränslen bildas de skadliga gaserna kolmonoxid (CO) och kväveoxid (NOx) tillsammans med den oundvikliga koldioxiden (CO₂). Kväveoxiderna är särskilt viktiga i detta sammanhang. En ökning av dessa gaser leder inte bara till högre nivåer av giftigt ozon, utan är också en av de faktorer som är ansvariga för surt regn.

I värmerörssystem strömmar inte solmediet direkt genom rören. I stället förångas ett processmedium i värmeröret under absorbatorn och överför värmen till solmediet. Den torra anslutningen av värmerörslangarna i kollektorn, den lilla mängden vätskeinnehåll i kollektorn och den automatiska temperaturberoende avstängningen i Vitosol 300-T garanterar en särskilt hög driftsäkerhet.

En systempanna är en väggmonterad apparat som enbart är avsedd för uppvärmning. Sådana apparater kan också kombineras med en vanlig varmvattenberedare för att ge varmvattenuppvärmning.

En väderkompenserad värmeregulator ser till att framledningstemperaturen anpassas till det faktiska värmebehovet (framledningstemperaturen är temperaturen på det vatten som leds till radiatorn eller golvvärmesystemet).

För detta ändamål mäts utomhustemperaturen och framledningstemperaturen beräknas i förhållande till den önskade rumstemperaturen och förhållandena i byggnadens periferi.

Förhållandet mellan ytter- och framledningstemperatur beskrivs av värmekurvorna. Mer enkelt uttryckt: Ju lägre utomhustemperaturen är, desto högre är varmvattenberedarens vatten- eller framledningstemperatur.

Med värmevärde (Hi) avses den värmemängd som frigörs vid fullständig förbränning om det vatten som uppstår släpps ut som ånga. Den latenta avdunstningsvärmen i vattenånga från de heta gaserna används inte.

Alla väggmonterade och kompakta kondensapparater från Viessmann är nu utrustade med Inox-Radial-värmeväxlaren i rostfritt stål. Denna teknik ger en extremt hög verkningsgrad på upp till 98 procent [enligt DIN] och en exceptionellt pålitlig och effektiv drift under sin långa livslängd.

Inox-Radial-värmeväxlaren kyler rökgaserna innan de leds in i skorstenen, så att den vattenånga som finns i dessa gaser avsiktligt kondenseras. Den extra värme som frigörs överförs till värmesystemet. Denna funktion sparar inte bara värdefull energi utan skyddar också miljön genom betydligt lägre koldioxidutsläpp.

I värmepumpar är prestandakoefficienten (COP) förhållandet mellan värmeöverföring och energiförbrukning. Den säsongsmässiga prestandakoefficienten är genomsnittet av alla COP:er som uppträder under ett år. COP används för att jämföra värmepumpars effektivitet, men den är härledd från en viss driftspunkt under definierade temperaturförhållanden.

När man planerar ett system måste man ta hänsyn till dess drift under hela året. För detta ändamål anges den mängd värme som överförs under året i förhållande till den totala elektriska effekt som värmepumpssystemet tar ut (inklusive effekt för pumpar, styrenheter etc.) under samma period. Resultatet anges som säsongseffektfaktor. Exempel: Ett SPF på 4,5 innebär att värmepumpen, i genomsnitt över hela året, har krävt en kilowattimme elektrisk energi för att generera 4,5 kilowattimmar värme.

En kombipanna är en väggmonterad apparat som används både för centralvärme och för varmvattenberedning. Det varma vattnet värms upp med hjälp av principen om omedelbar vattenuppvärmning.

Värmepumparnas främsta syfte är att ge bekväm centralvärme och tillförlitlig varmvattenuppvärmning. De kan dock också användas för att kyla en byggnad. Medan marken eller grundvattnet på vintern används för att ge energi till uppvärmning kan den på sommaren användas för naturlig kylning.

Med funktionen för naturlig kylning startar värmepumpens styrenhet endast primärpumpen och värmekretsens pump. Detta innebär att det relativt varma vattnet från golvvärmesystemet kan överföra sin värme via värmeväxlaren till saltvattnet i primärkretsen. På så sätt utvinns värme från alla rum som är anslutna. Detta gör naturlig kylning till ett särskilt energieffektivt och billigt sätt att kyla en byggnads interiör.

Standardiserad säsongseffektivitet [enligt DIN] infördes för att möjliggöra en jämförelse av energiförbrukningen för olika typer av värmeproducenter. Som ett mått på pannans energiutnyttjande visar den, under hela året, hur stor andel av den utnyttjade energin som omvandlas till användbar värmeenergi.

Nivån på den standardiserade säsongseffekten [enligt DIN] påverkas i hög grad av rökgasförluster och ytförluster som uppstår under drift.

Ytförluster är den del av förbränningen som försvinner ut i den omgivande luften av värmeproducentens yta och som därmed går förlorad som användbar värmeenergi.

De uppstår som strålningsförluster när brännaren är igång eller som standby-förluster när brännaren står stilla, särskilt på våren och hösten, men även under sommarmånaderna när pannan endast behövs för uppvärmning av tappvarmvatten.

I regel är ytförlusterna i en gammal panna betydligt högre än de rökgasförluster som kontrolleras av rökgasinspektören. Ytförlusterna är därför en avgörande faktor för värmekällans kostnadseffektivitet (standard säsongseffektivitet).

Termerna "öppen rökgång" och "rumstätning" beskriver hur en panna förses med den luft som den behöver för förbränning.

Vid öppen rökgång får den sin förbränningsluft från det rum där den är installerad. Rummet måste därför förstås ha tillräckliga ventiler. Det finns ett antal möjligheter här. Ofta säkerställs förbränningsluften genom öppningar eller luckor (ventiler) i ytterväggen. Om apparaten är placerad inne i bostadsutrymmet är ett annat alternativ "sammankopplad rumslufttillförsel", där tillräcklig ventilation säkerställs med hjälp av luftanslutningar (slitsar i dörrarna) till ett antal andra rum.

Vid rumstät drift tillförs den nödvändiga förbränningsluften utifrån via ventilationsrör. I huvudsak kan tre lösningar identifieras:

1. Lufttillförsel via ett vertikalt takuttag.
2. Lufttillförsel via en anslutning till en yttervägg.
3. Lufttillförsel via en balanserad skorsten.

Fördelarna med rumstät drift är att den ger ännu större flexibilitet än drift med öppen rökkanal när det gäller placering av väggmonterade gaspannor. Apparaten kan installeras var som helst - oavsett om det är i ett vardagsrum eller i nischer, skåp eller takutrymmen.

Oberoende av inomhusluften minskar också förlusterna, eftersom den uppvärmda luften i rummet inte används för förbränning. Rumssäkra apparater kan därför placeras inom den termiska byggnadsskalan.

En varmvattenberedare med dubbla lägen är central i den här typen av system. När solinstrålningen är tillräcklig värmer solmediet i solvärmesystemet upp vattnet i varmvattenberedaren via den nedre indirekta spolen. När temperaturen sjunker genom att varmvatten tas ut, t.ex. för ett bad eller en dusch, startar pannan vid behov för att ge ytterligare värme via den andra kretsen.

Förutom att värma varmvatten kan det solmedium som värms upp i solfångarna också användas för att höja temperaturen på uppvärmningsvattnet. För detta använder värmekretsen, via en värmeväxlare, vattnet i solcylindern som kontinuerligt värms upp av solfångarna. Styrenheten kontrollerar om den önskade rumstemperaturen kan uppnås. Om temperaturen ligger under det inställda värdet startar också pannan.

En solfångare genererar värme när solljuset faller på absorbatorn - även när ingen värme behövs. Detta kan till exempel vara fallet på sommaren när invånarna är på semester. Om värmeöverföringen via varmvattenberedaren eller buffertbehållaren för uppvärmning av varmvatten inte längre är möjlig, eftersom båda redan är fullt uppvärmda, stängs cirkulationspumpen av och solvärmesystemet stannar upp.

Om ytterligare solinstrålning faller på solfångaren kommer temperaturen att stiga tills värmeöverföringsmediet avdunstar, vilket orsakar hög termisk belastning på systemkomponenter som tätningar, pumpar, ventiler och själva värmeöverföringsmediet. I system med ThermProtect temperaturberoende avstängning förhindras bildandet av ånga på ett tillförlitligt sätt.

Plana solfångare med växlande absorbatorskikt

För första gången har man utvecklat och patenterat plana solfångare som förhindrar ytterligare energiupptagning när en viss temperatur har uppnåtts. Absorbatorskiktet i Vitosol 200-FM bygger på principen om "växlande skikt". Den kristallina strukturen, och därmed kollektorns effekt, ändras beroende på kollektortemperaturen, vilket minskar stagnationstemperaturen. Vid absorbenttemperaturer på 75 °C och högre förändras beläggningens kristallina struktur, vilket ökar värmeavgivningen många gånger. Detta minskar solfångarens effekt när solfångarens temperatur stiger, stagnationstemperaturen sjunker avsevärt och förhindrar bildning av ånga.

När temperaturen i kollektorn sjunker återgår den kristallina strukturen till sitt ursprungliga tillstånd. Mer än 95 procent av den inkommande solenergin kan nu absorberas och omvandlas till värme; endast en liten del (mindre än 5 procent) strålar tillbaka. Detta innebär att den nya solfångarens avkastning är högre än för konventionella plana solfångare, eftersom solfångaren aldrig går in i stagnationsfasen och alltid kan leverera värme igen. Det finns ingen gräns för hur många gånger förändringen av kristallstrukturen kan aktiveras, vilket innebär att denna funktion alltid är tillgänglig.

I standardkollektorläge fungerar den nya absorbatorbeläggningen på Vitosol 200-FM-plattkollektorn som vilken standardabsorbatorbeläggning som helst på Viessmanns plattkollektorer. Vid kollektortemperaturer på 75 °C och högre ökar värmeöverföringen många gånger, vilket på ett tillförlitligt sätt förhindrar överhettning och ångbildning vid stagnation.