1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для чего нужен теплоаккумулятор в системе отопления

Для чего нужен теплоаккумулятор в системе отопления

Установка теплоаккумулятора в систему отопления – один из примеров выгодного вложения средств на этапе закупки оборудования.

При переходе с газового отопления на систему с твердотопливным котлом стоит задача сделать новую отопительную систему более эффективной, чем предыдущая. Планируя бюджет необходимо учитывать не только начальные вложения, но и расходы, которые будут сопровождать эксплуатацию. Возможно, что вложив больше средств на этапе установки, можно получить по итогу большую экономию, сохранив комфорт при обслуживании системы. Все нужно считать.

Установка теплоаккумулятора в систему отопления – один из примеров выгодного вложения средств на этапе закупки оборудования.

Теп лоаккумулятор обеспечивает повышение эффективности работы комплекса отопления за счет сбора и перераспределения во времени тепла, полученного от разных источников. Емкость принимает излишки тепла во время горения твердотопливного котла на полную мощность с максимальным КПД.

Теплоаккумулятор (буферная емкость) в системе отопления

Буферная емкость — полезнейший элемент в системе отопление с твердотопливным котлом и с электрическим котлом. Но если теплоаккумулятор подключить не правильно, то он не будет выполнять свои функции как положено.

Аккумулятор тепла для системы отопления (Буферная емкость) представляет из себя большую емкость наполненную теплоносителем и подключенную в схеме между котлом и радиаторами.

Разберемся, зачем нужен теплоаккумулятор в системе отопления, в чем заключается особенность подключения буферной емкости, и какое объем потребуется.

Назначение теплоаккумулятора

Назначение теплоаккумулятора понятно из его названия – хранить в себе запас тепловой энергии. У твердотопливного котла действие периодическое. Температура теплоносителя на его выходе изменяется в зависимости от интенсивности горения и количества одновременно горящего топлива.

Удобно топить котел не чаще раза в сутки.
За одну топку он может выделить, к примеру, 100 кВт (30 кг дров или 13 кг угля при КПД 80%). Но такая энергия выделится за 3 – 4 часа, а нам нужно, чтобы она подпитывала систему отопления равномерно в течении 24 часов. Получается по 4 – 5 кВт. Сделать это поможет только буферная емкость.

Аккумулятором тепла в доме выступают сама система отопления, так как в ней немало жидкости – может быть 100 литров и больше. Также тепло хорошо аккумулируют тяжелые строительные материалы – цементнопесчаная стяжка, перегородки и стены из кирпича, бетона, шлакобетона.

В доме, где много тяжелых строительных материалов, где большая внутренняя теплоемкость, сохраняется особый комфорт из-за отсутствия резки скачков температуры и влажности. В каркасных домах сгладить дискомфорт призвана система вентиляции управляемая электроникой.

Чтобы поддерживать стабильную температуру на протяжении суток в холодное время при неработающем котле, одной внутренней теплоемкости дома будет мало, необходима буферная емкость.

Как применяется буферная емкость с электрическим котлом

С твердотопливным котлом все понятно, — буферная емкость нужна чтобы топить котел пореже.
Но зачем нужен теплоаккумулятор с электрическим котлом, который можно запрограммировать как угодно?

Ответ на вопрос заключается в ночном маленьком тарифе на электричество.

Если есть возможность подключить ночной тариф и достаточную электрическую мощность (трехфазное подключение), то отопление электрическим котлом будет оптимальным. Несмотря на повышенную стоимость электричества (даже ночной тариф! — 1,7 руб/кВт, для дров примерно 1,0– 1,3 руб /кВт) выбор в пользу электрокотла побеждает из-за самого комфортного пользования.

Буферная емкость накапливает энергию выработанную за ночь электрокотлом, а днем будет ее отдавать.

Как подключается буферная емкость

Лучше применить простую и надежную схему подключения буферной емкости.

На емкость подключаются два контура – с одной стороны котел с насосом. С другой стороны система отопления со своим насосом.

Правильное направление движения жидкости в буферной емкости сверху вниз (указано на схеме стрелкой). Тогда теплоаккумулятор будет нагреваться от котла, или, как говорят специалисты, — будет заряжаться. После выключения котла емкость будет остывать и отдавать разогретый теплоноситель на радиаторы и тепло на ГВС.

Но как этого добиться?
Достигается путем подбора производительности насосов. Как правило, контур котла короткий, поэтому при одинаковых насосах жидкость будет двигаться в емкости сверху вниз. Чтобы обеспечить в любом случае превосходство контура котла по производительности в систему всешжда вводят дроссельный кран, которым запирают контур отопления при необходимости.

Термометры и трехходовой клапан

Также в подключении радиаторов может быть применен трехходовой клапан с термоголовкой (на схеме не показан) который позволит забирать тепло из емкости понемногу в соответствии с настройками термоголовки.

Проверить же в каком направлении движется жидкость по емкости – снизу вверх или сверху вниз, можно с помощь термометров, установленных с двух сторон емкости на обратке. Некоторые теплоаккумуляторы снабжены градусниками.
Температура на обратке котла должна быть несколько больше, чем на обратке отопления. Тогда буферная емкость будет заряжаться.

Змеевик внутри буферной емкости обеспечит нагрев воды для горячего водоснабжения. Отдельный бойлер для ГВС не нужен.

Крайне важно, оградить твердотопливный котел от холодной обратки, ведь остывшую емкость не быстро разогреть, а также необходимо прекращать циркуляцию, когда котел погаснет. В противном случае он быстро охладит жидкость через свой теплообменник, ведь продувка на дымоход идет постоянно. Как подключить котел, чтобы он работал в оптимальном режиме – читайте на данном ресурсе.

Читать еще:  Антифриз кипит и бурлит в расширительном бачке: причины

Какой объем аккумулятора тепла выбрать

В подборе объема теплоаккумулятора для системы отопления важны не столько расчеты, сколько опыт эксплуатации и здравый смысл.

Весь нюанс выбора объема буферной емкости в том, что она стоит не мало, а дней с пиковыми холодами совсем не много.
Поэтому разумней не устанавливать емкость на 3 тонны, которая весьма дорогая, а в сильные морозы протопить несколько раз. Да к тому же и нагревать 3 тонны весьма долго, отопление получится не комфортным.

Практика показала, что оптимальным объемом, обеспечивающий достаточный комфорт, является одна тонна на 200 м кв. площади дома, если дом, конечно, утеплен как положено. Из этого расчета можно приблизительно принять: 100 м кв — 0,7 тонны, 300 м кв – 1,3 тонны.

Кстати, об утеплении – как утеплить дом, чтобы отопление было минимальным, читайте ЗДЕСЬ.

С буферной емкостью удобней использовать твердотопливный котел повышенной мощности, по принципу, — «Протопил один раз». Подбирается котел как минимум в 2 раза мощнее, чем по расчету теплопотерь. Если нужен на 15 кВт, — берем на 40 и не ошибаемся. Мощный твердотопливный котел, в отличие от других типов котлов всегда удобнее в эксплуатации.

Остается заметить, что сделать буферную емкость самостоятельно или пользоваться «самопалом» чаще не практичнее и не дешевле. Устройство сложное, требует защиты от коррозии, высокой теплоизоляции, правильного змеевика, лучшей циркуляции воды, и к тому же особой прочности. Так что думайте сами…

Принцип работы системы с твердотопливным котлом

Наиболее высокий эффект от подключения в систему будет применительно именно к твердотопливным котлам.

Тепло, выделяемое при сжигании топлива, через теплообменник по трубопроводу поступает в регистры или батареи отопления, являющиеся по сути теми же теплообменниками, только не получающими тепло, а наоборот, отдающие его окружающим предметам, воздуху, в общем, нагревающему помещению.

Остывая, теплоноситель — вода в батареях, опускается вниз и снова перетекает в контур теплообменника котла, где опять нагревается. В такой схеме существует минимум два момента, связанных с большой, если не с огромной потерей тепла:

  • прямое направление движения теплоносителя от котла к регистрам и быстрое остывание теплоносителя;
  • небольшой объем теплоносителя внутри системы отопления, что не позволяет поддерживать стабильную температуру;
  • необходимость постоянного поддержания стабильно высокой температуры теплоносителя в контуре котла.

Важно понимать, что такой подход иначе как расточительным назвать нельзя. Ведь при закладке топлива сначала при высокой температуре горения в помещениях воздух прогреется довольно быстро. Но, как только процесс горения прекратится, завершится и нагрев помещения, и как результат – снова понизится температура теплоносителя, и остынет воздух в помещении.

Простая схема включения с подмешиванием

Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

Расчет объема внутреннего бака для теплового аккумулятора

Чем больше емкость, тем дольше будет нагреваться теплоноситель в ней, но и тем меньше придется подходить к топке для закладки топлива. Однако в маленьком коттедже слишком вместительный бак не совсем уместен.

Точный расчет теплоаккумулятора для котлов отопления потребует знаний теплотехники, но на практике на 1 кВт необходимой для отопления жилища требуется бак в 25-50 литров воды. В техпаспорте всегда можно найти более подробные данные. Ведь многое зависит от разнообразной автоматики и датчиков, которые производители добавляют для повышения эффективности своих агрегатов.

Рекомендация! Объем аккумулятора тепла следует подбирать с некоторым запасом от расчетной мощности – в 10-15%. Это позволит при необходимости настроить работу устройства на максимальную производительность и добиться предельного повышения КПД все системы отопления.

Каталог продукции

Электрические водонагреватели

Нагрев воды при помощи электрических тэнов

Читать еще:  Монтаж отопления из полипропиленовых труб: схемы

Комбинированные водонагреватели

Нагрев воды при помощи теплообменника и тэнов

Водонагреватели косвенного нагрева

Нагрев воды при помощи теплообменника

Теплоаккумуляторы

Буферные емкости для систем отопления

Холодоаккумуляторы

Для систем кондиционирования

Дополнительная комплектация

Для водонагревателей и теплоаккумуляторов

Статьи

Разработка на заказ

Если вам необходим нестандартный водонагреватель для вашего объекта, компания Electrotherm разработает и изготовит прибор с индивидуальными характеристиками по вашему техническому заданию.

Если у вас есть вопросы по выбору и расчету теплоаккумулятора для отопления (буферной емкости), отправьте запрос на подбор и наши консультанты подберут подходящий теплоаккумулятор. Также вы можете отправить письмо с вашим вопросом на электронный адрес: mail AT electrotherm DOT ru

Как производится подбор:

Консультант собирает необходимую информацию (мощность котла, объем теплоносителя в системе отопления, интервалы между топками и т.д.), предлагает вам несколько вариантов с обоснованием подбора, по запросу высылает техническую и иную документацию, коммерческое предложение.

Как работает система отопления с теплоаккумулятором

Теплоаккумулятор для котлов отопления – это часть системы отопления, предназначенная для увеличения времени между загрузками твердого топлива в котел. Он представляет собой резервуар, в который нет доступа воздуха. Он утеплен и имеет достаточно большой объём. В тепловом аккумуляторе для отопления всегда есть вода, она же циркулирует по всему контуру. Конечно, в качестве теплоносителя может быть и незамерзающая жидкость, но все же из-за своей дороговизны в контурах с ТА ее не используют.

Помимо этого в заполнении системы отопления с теплоаккумулятором антифризом нет смысла, так как такие резервуары ставятся в жилых помещениях. И суть их применения заключается в том, чтобы температура в контуре всегда была стабильной, а соответственно вода в системе теплой. Применение большого теплового аккумулятора для отопления в загородных домах временного проживания нецелесообразно, а от маленького резервуара толку мало. Это связано с принципом работы аккумулятора тепла для системы отопления.

  • ТА находится между котлом и системой отопления. Когда котел нагревает теплоноситель – он попадает в ТА;
  • затем вода поступает по трубам в радиаторы;
  • обратка возвращается в ТА, а затем сразу в котел.

Хоть аккумулятор тепла для системы отопления – это единый сосуд, из-за его больших размеров направление потоков вверху и в низу отличаются.

Чтобы ТА выполнял свою основную функцию аккумулирования тепла, эти потоки нужно перемешивать. Сложность заключается в том, что высокая температура всегда поднимается, а холод стремится опуститься. Нужно создать такие условия, чтобы часть тепла опускалась ко дну теплового аккумулятора в системе отопления и нагревала теплоноситель обратки. Если температура выровнялась во всём резервуаре, то он считается полностью заряженным.

После того как котел выпалил все что в него загрузили, он перестает работать и в дело вступает ТА. Циркуляция продолжается и он постепенно отдает свое тепло через радиаторы в помещение. Все это происходит до того момента, пока в котел опять не поступит очередная порция топлива.

Если накопитель тепла для отопления маленький, то его запаса хватит совсем ненадолго, при этом время нагрева батарей увеличивается, так как объём теплоносителя в контуре стал больше. Минусы использования для домов временного проживания:

  • увеличивается время прогрева помещения;
  • больший объём контура, что делает заполнение его антифризом дороже;
  • более высокие расходы на монтаж.

Как вы понимаете заполнять систему и спускать воду каждый раз, когда вы приезжаете на свою дачу, по меньшей мере, хлопотно. Учитывая, что один только бак будет литров 300. Ради нескольких дней в неделю идти на такие меры бессмысленно.

В резервуар встраиваются дополнительные контуры – это металлические трубы-спирали. Жидкость в спирали, не имеет прямого контакта с теплоносителем в теплоаккумуляторе для отопления дома. Это могут быть контуры:

  • ГВС;
  • низкотемпературного отопления (теплый пол).

Таким образом, даже самый примитивный одноконтурный котел или даже печка может стать универсальным нагревателем. Он обеспечит весь дом необходимым теплом и горячей водой одновременно. Соответственно производительность нагревателя будет использована в полной мере.

В серийных моделях, изготовленных в производственных условиях, встраиваются дополнительные источники подогрева. Это тоже спирали, только они называются электрическими тэнами. Их зачастую несколько и они могут работать от разных источников:

  • электросеть;
  • солнечные батареи.

Такой подогрев относится к дополнительным опциям и не является обязательным, учитывайте это, если решили сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками.

Схема отопления с буферным баком-аккумулятором тепла, и твердотопливным котлом

Рассмотрим еще одну схему отопления частного дома твердотопливным котлом, которую предлагает один из российских производителей буферных емкостей — аккумуляторов тепла. С подробным описанием конструкции буферного бака можно познакомиться здесь.

Схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и буферной емкостью — аккумулятором тепла (чтобы увеличить, кликните по картинке).
Система отопления открытая, работает под атмосферным давлением, но с принудительной циркуляцией теплоносителя в отопительных контурах.
Читать еще:  Нет циркуляции, поломка отопления – почему

На схеме:
1 — расширительный бак с поплавковым запорным клапаном;
2 — обратный клапан;
3 — запорный вентиль;
4 — ввод сети водопровода;
5 — котел твердотопливный;
6 — камин с водяной рубашкой;
7 — насос;
8 — фильтр;
9 — дифференциальный клапан (вертикально);
10 — буферная емкость;
11 — разбор горячей воды в доме;;
12 — предохранительный клапан;
13 — мембранный расширительный бак;
14 — редуктор давления;
15 — смесительный клапан 3-х ходовой;
16 — термостатический клапан;
17 — радиаторы отопительные;
18 — трубы теплого пола;

Эта схема отличается от первой, тем, что система отопления здесь открытая, работает под атмосферным давлением. Контур подогрева горячей воды находится под давлением сети водопровода.

Для зарядки аккумулятора теплом используются два источника — твердотопливный котел и камин с водяной рубашкой.

Недостаток схемы в том, что не предусмотрен режим защиты котла от низкотемпературной коррозии при растопке котла. В режиме растопки котла при температуре теплоносителя менее 55 град. на поверхности теплообменника в котле из дымовых газов выпадает конденсат. Конденсат смешивается с продуктами сгорания топлива и постепенно забивает теплообменник, что снижает КПД котла. Кроме того, отложения ускоряют коррозию металла, что сокращает срок службы котла.

Сборка теплоаккумулятора своими руками

Для самостоятельной сборки изделия потребуются следующие инструменты:

  1. Сварочный аппарат;
  2. Большая и малая болгарка;
  3. Горелка для пайки меди;
  4. Набор гаечных ключей;
  5. Измерительный инструмент – рулетка, уголок;
  6. Молоток, ножовка по металлу, плоскогубцы;
  7. Электродрель;
  8. Шуруповерт или набор отверток.

Материалы, необходимые для монтажа емкости:

  1. Цилиндрическая емкость из металла с толщиной стенки не менее 4 мм;
  2. Медная отожженная труба диаметром 22 или 28 мм;
  3. Фитинги с внутренней резьбой соответствующего подобранной трубе диаметра;
  4. Стальные толстостенные штуцеры двух видов – с односторонней и двусторонней резьбой, диаметром 15, 20, 25, 32 мм;
  5. Швеллер, уголок для выполнения подставки, опоры;
  6. Теплоизолирующие материалы, вспомогательные приспособления;
  7. Запорная арматура для всех линий;
  8. Группа безопасности;
  9. Лист оцинкованного металла.

Объем емкости должен составлять не менее 300 литров. Применение старых бочек не рекомендуется, они имеют тонкую стенку, подвержены деформации при сварке. Стоит отметить, что цилиндрическая форма сосуда – всего лишь дань техническому совершенству. Некоторые умельцы сваривают емкости прямоугольного сечения, они выполняют свои функции ничуть не хуже.

Поэтапный порядок работ производится следующим образом:

  1. Болгаркой срезается одна из крышек сосуда;
  2. Производится очистка внутренней поверхности от грязи, ржавчины;
  3. В случае использования бака из черной стали производится грунтование внутренней поверхности и окраска;
  4. Покраску производить рекомендуют в несколько слоев, обязательно применение термостойкой краски.

После полного высыхания краски проводятся сварочные работы по врезке штуцеров с резьбой:

  1. В дне или нижней точке обечайки (боковой поверхности) прорезается отверстие и приваривается штуцер с резьбой условным диаметром 15 – 20 мм, он предназначен для крана слива (дренажа);
  2. В боковой поверхности прорезаются отверстия для штуцеров змеевика, они соответственно располагаются на расстоянии 25 – 50 мм от крышки и дна бака;
  3. В отверстия вставляются стальные штуцеры с резьбой с обоих концов, обвариваются снаружи и изнутри бака;
  4. С противоположной штуцерам змеевика стороны емкости приваривают патрубки с резьбой для подключения системы отопления;
  5. В срезанную крышку врезают штуцер для группы безопасности диаметром 1 дюйм с резьбой;
  6. Врезается штуцер линии подпитки.

Диаметр змеевиковых патрубков должен быть не менее дюйма с четвертью, таков обычно диаметров выходов котла. Диаметр подключения радиаторов или иных устройств потребления подбирают в зависимости от диаметра магистралей системы отопления.

Далее приступают к изготовлению змеевика. Отожженная медь отличается отличной пластичностью, сгибать ее можно вручную. В качестве каркаса можно использовать старую бочку или самодельный импровизированный каркас из деревянных реек.

Готовый теплообменник устанавливается внутри бака, производится припаивание мягким припоем концов трубопровода к фитингам. Фитинги предварительно наворачиваются на резьбу штуцеров, вваренных в стенку изделия. Уплотнение резьбы в этом месте нужно производить синтетической нитью – она не подвержена разложению. Приваривается ранее демонтированная крышка аппарата.

Для аппарата сваривают опоры различной конструкции из швеллеров и уголка. Они необходимы для наличия воздушного зазора внизу аппарата – это позволит быть днищу сухим и не ржаветь.

Производится установка теплоаккумулятра по месту. При этом нужно учесть весовую нагрузку на пол – при большом объеме воды общий вес конструкции будет иметь солидные значения, потребуется сооружение фундамента.

Последний этап – проведение теплоизоляционных работ. Перед проведением (по желанию) проводят наружную покраску аккумулятора. Утепляют бак чаще всего минеральной ватой, вспененным рулонным полиэтиленом, создают напыление полимерными составами. Мероприятия по монтажу изоляции зависят от типа применяемого материала.

Обязательна врезка линии подачи воды от трубопровода холодного водоснабжения, потому что подпитка котла производится при применении бака описанной конструкции отдельно. Система отопления также должна подпитываться отдельно, врезка производится непосредственно в стенку емкости, устанавливается кран.

При необходимости в бак монтируется съемный ТЭН, в летний период теплоаккумулятор можно использовать в качестве накопительного водонагревателя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector