Pagrindinis šildymo sistemų modernizavimo tikslas – sumažinti aplinkos taršą ir sistemų priežiūros sąnaudas, automatizuoti jų valdymą. Montuojant modernius šildymo katilus galima ir valstybės parama.

Jei senieji kieto kuro katilai dirbo atvirose sistemose ir dažniausiai su gravitacine šilumnešio cirkuliacija, tai modernūs automatizuoti katilai (dujiniai, skysto kuro, granuliniai) gali būti eksploatuojami tik uždarose sistemose ir su priverstine šilumnešio cirkuliacija. Jie užtikrina didesnį komfortą ir saugesnį darbą. Dingus maitinimo įtampai, katilas stabdomas ir nutraukiamas kuro padavimas. Perkaitimo pavojaus nebus net granulinio katilo atveju, nes kuro kiekis pakuroje mažas. Tačiau sutrikus elektros tiekimui nei karšto vandens ruošimas, nei patalpų šildymas negalimas. Taigi, rekomenduotina įsigyti avarinį maitinimo bloką.

Moderniuose katiluose įrengti šilumokaičiai dirba su dideliu paviršiniu apkrovimu. Kad būtų užtikrintas patikimas šilumos perdavimas ir eliminuota pradinio virimo galimybė, cirkuliaciniame kontūre turi būti ne mažesnis kaip 1 baro slėgis (leistinas iki 2 bar darbinis slėgis).

Jungiant katilus lygiagrečiai ir paliekant senąjį kaip rezervinį, reikia įsitikinti, ar jis gali dirbti esant tokiam slėgiui, ir numatyti jam apsauginę sistemą, susidedančią iš apsauginio vožtuvo, manometro ir membraninio išsiplėtimo indo. Pastarasis kompensuoja šilumnešio tūrio kitimą, keičiantis temperatūrai cirkuliaciniame kontūre. Jo dydis parenkamas pagal sistemoje esantį vandens kiekį (apie 5 proc. sistemos talpos), o pradinis slėgis sausoje sekcijoje apie 1,2 bar. Slėgis cirkuliaciniame kontūre užpildant pakeliamas iki 1,5 bar. Esant avariniam režimui, šilumnešis pripildo maksimaliai galimą vandens kiekį, o slėgiui kylant toliau dalis šilumnešio išteka per atsidariusį apsauginį vožtuvą. Mažesnėse sistemose (iki 30 kW) montuojamas automatinis oro išleidiklis.

Didesnėse sistemose su keliais šilumos generatoriais (kieto kuro katilai, židiniai su šildymo „marškiniais“) būtina sumontuoti specialius oro separatorius, pašalinančius oro ir garo burbuliukus. Jie montuojami minėtų šilumos generatorių ištekėjimo vamzdyje.

Sistemai užpildyti naudojamo vandens kokybė taip pat svarbi. Esant dideliam karbonatų („kietas vanduo“) ir geležies kiekiui, gali būti pažeisti šilumokaičiai, cirkuliacinių siurblių sandarikliai, automatiniai oro išleidikliai. Tokiu atveju rekomenduojama naudoti specialius inhibitorius, o grįžtamajame vamzdyje sumontuoti nuosėdų filtrą. Jame dažnai montuojamas magnetas geležies dalelėms surinkti. Naudoti antifrizus / glikolius sistemai užpildyti galima tik patikimų tiekėjų ir nurodytų katilų gamintojų markių, bet ne daugiau kaip 25–30 proc. vandens tūrio.

Senų neautomatizuotų katilų vandens talpa didesnė nei 30–50 litrų ir prijungtų kontūrų skirtingi srautai netrukdomai sumuojasi dideliame katilo tūryje. Hidraulinė sankaba šiuo atveju nereikalinga. Kaip suderinti naujo katilo darbą optimaliu režimu su šildymo sistemos parametrais, kai yra keli skirtingų parametrų cirkuliaciniai kontūrai su atskirais cirkuliaciniais siurbliais? Tam skirtos hidraulinės sankabos.

Moderniuose katiluose sumontuotas cirkuliacinis siurblys užtikrina visos generuojamos šilumos paėmimą iš pagrindinio mažos talpos šilumokaičio ir efektyvų kondensacinio šilumokaičio darbą, jei toks yra. Lygiagrečiai prijungti papildomi cirkuliaciniai siurbliai sutrikdo normalų katilo ir visos sistemos veikimą. Našesnis siurblys išsiurbia iš kontūro su mažesnio našumo siurbliu vandenį, o mažo našumo siurblys tai stabdo. Padėtis dar labiau komplikuojasi, kai atskiruose kontūruose montuojami reguliuojantys termostatai.

Sutrikus hidraulinei pusiausvyrai sistemoje, šilumos srautai įgauna atsitiktinį charakterį. Vienuose šildymo sistemos kontūruose galimas perkaitimas, kituose – per mažas šilumos energijos srautas ir suvaldyti sistemos neįmanoma. Ribiniais atvejais galimas net pagrindinio šilumokaičio pažeidimas dėl kondensacijos sukeltos korozijos. Pakeitus kelis cirkuliacinius siurblius vienu didesnio našumo padėtis nesikeis. Tas pats bus, jei keli lygiagrečiai sujungti katilai su savo cirkuliaciniais siurbliais prijungiami prie sujungtų lygiagrečiai atskirų cirkuliacinių kontūrų. Normaliam sistemos darbui būtina akumuliacinė talpykla, tarpiniai šilumokaičiai arba hidraulinė sankaba. Pirmieji du variantai daug brangesni, o akumuliacinei talpyklai įrengti reikalingas ir papildomas katilinės plotas.

Hidraulinė sankaba ir jos funkcijos

Hidraulinės sankabos veikimo principas paprastas – joje turi būti pakankamas tūris ir skerspjūvis, kad skirtingų dydžių srautai ,,prasilenktų“ neveikdami vienas kito. Efektyviam sankabos darbui konstruojant parenkami įtekamų ir ištekamų prijungimų skersmenys, atstumai tarp jų, vidinės srautų nukreipimo užtvaros. Tokia optimizuota konstrukcija yra mažesnių gabaritų ir turi aukštą naudingumo koeficientą.

Hidraulinė sankaba gali atlikti ir papildomas funkcijas. Dėl aukštos šilumnešio temperatūros ir mažo srauto greičio joje surenkamos nuosėdos bei oras. Tai parankiausia vieta automatinių sistemų oro išleidikliams montuoti. Hidraulinė sankaba parenkama pagal deklaruojamą galią ir temperatūrų skirtumą tarp paduodamo ir grįžtančio šilumnešio. Jei deklaruojama galia 100 kW esant temperatūrų skirtumui ΔT = 20 °C, tai esant ΔT = 10 °C bus perduodama tik 50 kW galia. Čia galioja proporcingumo principas.

Kitas parametras – įtekantys ir ištekantys srautų greičiai. Pagal projektines normas tai atitinka 2 m/s ir 1,2 m/s. Taigi, jei projektuojant vamzdynai parinkti teisingai, papildomų pakeitimų montuojant nereikės. Gaminamos įvairių konstrukcijų sankabos – darbui su keliais pirminiais arba antriniais cirkuliaciniais kontūrais. Ar parinkta didesnės galios hidraulinė sankaba veiks efektyviai? Ši įranga priskiriama grupei, kur didesnės galios mazgas veiks tik efektyviau, bet kuo didesnis reikiamos ir parinktos sankabų parametrų skirtumas, tuo efektyvumo padidėjimas mažesnis.

Ar turi kokį nors poveikį naudojama hidraulinė sankaba, kai ji nėra būtina? Dėl nuostolių joje sumažėja paduodamo šilumnešio temperatūra, bet padidėja grįžtančio vandens temperatūra. Jei pirmas parametras turi mažą įtaką, tai antrasis gali gerokai sumažinti kondensacinių katilų efektyvumą dėl kondensacijos ribojimo. Nerekomenduojama jų naudoti vien grįžtamo šilumnešio temperatūrai pakelti. Tam geriau tiks trieigis vožtuvas.

Hidraulinė sankaba būtina net paprastose sistemose „katilas-žemos temperatūros kontūras“ (baseinų vandens šildymas, didelių patalpų žemos temperatūros šildymo sistemos). Be jos neišsiversime modernizuojamose katilinėse, kai turime kelis skirtingos galios katilus, dirbančius su didelės vandens talpos šildymo sistema. Ji eliminuoja sistemos kontūrų įtaką atskirų katilų optimaliam darbo režimui.

Akumuliacinė talpykla

Akumuliacines talpyklas rekomenduojama naudoti kombinuotose šildymo sistemose su neautomatizuotais katilais, saulės kolektoriais (šiluma generuojama su pertraukomis) ir elektrodiniais katilais. Pastarieji prijungiami prie sistemos naudojant tarpinį šilumokaitį, nes normaliam elektrodinio katilo darbui reikalingas laidus šilumnešis. Vanduo šildomas srovei pratekant tiesiogiai pro šildomą skystį. Kad katilas išvystytų reikiamą galią, vandens varža turi būti nurodyto laidumo. Reikiamam laidumui pasiekti į vandenį pridedama specialių priedų, kurie nedera (gali atsirasti nuosėdos) su saulės kolektoriuose naudojamu antifrizu. Šilumokaitis taip pat būtinas, jei kieto kuro katilas paliekamas dirbti atviroje sistemoje, o šildymo sistemos kontūras uždaras.