Теплоаккумулятор для котлов отопления

Содержание

Правильная схема отопления с теплоаккумулятором

Содержание:

1. Функциональные особенности теплоаккумулятора
2. Использование теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов
3. Тепловой аккумулятор для электрокотла
4. Системы многоконтурного отопления с теплоаккумуляторами
5. Правила установки и расчет

Многие хозяева часто сталкиваются с вопросом касательно того, что такое тепловой аккумулятор, используемый в отопительной системе, и как он функционирует. Об устройстве этих механизмов, а также о том, как должно проходить подключение теплоаккумулятора к котлу, далее и пойдет речь.

Функциональные особенности теплоаккумулятора

Аккумуляторный отопительный бак внешне представляет собой высокую емкость цилиндрической или квадратной формы, оснащенную несколькими патрубками, расположенными на разном уровне. Объем такого резервуара может составлять от 20 до 3000 литров, однако наиболее распространенными образцами являются модели от 0,3 до 2 м³.

Функциональность такого оборудования является действительно высокой и отличается следующими признаками:

  • конструкция может быть оснащена большим числом патрубков (от четырех до нескольких десятков). Влияет на это, в первую очередь, то, какой конфигурацией обладает система отопления с теплоаккумулятором, а также то, сколько контуров в ней имеется;
  • это оборудование можно оснастить теплоизоляцией, которой может выступать такие традиционные материалы, как минеральная вата или вспененный полиуретан. При этом правильнее будет изолировать бак даже в том случае, если он располагается в отапливаемом помещении, поскольку это позволит избежать непредвиденных потерь тепла;
  • материалом для изготовления стенок теплового аккумулятора своими руками могут послужить такие элементы, как черная или нержавеющая сталь. Второй материал обеспечит оборудованию более долгий срок службы, однако приобрести его будет дороже;
  • существует возможность разделения конструкции бака на сообщающиеся сегменты, отделенные друг от друга расположенными горизонтально перегородками.

    Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

    Данная мера позволяет теплоносителю иметь примерно одинаковую температуру в той или иной части механизма;

  • бак может быть оснащен особыми фланцами, предназначенными для установки ТЭНов (трубчатых электронагревателей). Их использование может допускать возможность того, что весь аппарат будет функционировать по принципу электрического котла;
  • в том случае, если оборудуется теплоаккумулятор с теплообменником, емкость аккумулятора может выполнять функцию приготовления горячей воды, пригодной дл питья. При этом теплообменник в этом случае может быть как обычным проточным пластинчатым, так и накопительным баком внутри резервуара. Так или иначе, расчет теплоаккумулятора для отопления не предусматривает большие затраты на нагрев воды для этих целей;
  • снизу агрегата может находиться еще один теплообменник, предназначенный для установки коллектора солнечного тепла. Монтируется он внизу системы потому, что эффективную теплоотдачу можно обеспечить даже при условии, если производительность коллектора будет невысокой, к примеру, в вечернее время. Читайте также: "Солнечная батарея для нагрева воды своими руками".


Использование теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов

 Для котлов такого типа схема отопления с теплоаккумулятором предусматривает такой режим работы, при котором топливо сможет по возможности сгорать без какого-либо остатка, а мощность оборудования, равно как и его КПД, будут максимальными. Для того чтобы отрегулировать мощность оборудования, можно ограничить подачу воздуха к камере сгорания.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу предусматривает такую систему, при которой:

  • тепло, производимое работающим при максимальной мощности котлом, направляется непосредственно к резервуару с водой для ее нагрева;
  • по окончании полного сгорания топлива теплоноситель не прекращает циркулировать по системе от бака накопления до радиаторов, постепенно забирая у него тепловую энергию. Читайте также: "Схема подключения твердотопливного котла к системе отопления".

Как результат, растапливать котел придется гораздо реже, что позволит сэкономить значительную часть времени и физических сил.

Тепловой аккумулятор для электрокотла

Самодельный теплоаккумулятор отопления, используемый вместе с котлом, работающим от электричества, также может обеспечить некоторую выгоду, несмотря на то, что большинство современных электрокотлов не требует тщательного ухода и прекрасно функционируют без чьего-либо вмешательства. Читайте также: "Самодельный пиролизный котел".

Особую пользу такая система будет нести при условии ночного тарифа. Так, в темное время суток стоимость на электроэнергию может быть значительно меньшей по сравнению с дневной ценой на киловатт-часы.
Поэтому функционирование аккумулятора отопления проходит по следующей схеме:

  1. В ночное время автоматизированный котел самостоятельно включается в нужное время, при этом нагревая аккумулятор отопления до температуры, равной 90°.
  2. Днем все полученное тепло расходуется на обогрев жилища. При этом регулировать расход воды можно, настроив желаемым образом производительность насоса циркуляции. Читайте также: "Как установить тепловой аккумулятор для отопления разными видами котлов".


Системы многоконтурного отопления с теплоаккумуляторами

Еще одно неоспоримое достоинство бака накопления – это потенциальная возможность эксплуатировать его как гидрострелку (прочитайте: "Гидрострелка для отопления").

Подобная функция является очень нужной, так как ввиду того, что корпус бака оснащен как минимум четырьмя патрубками, появляется возможность отбирать теплоноситель с нужной температурой на том или ином уровне накопительного бака. Это даст возможность оборудовать качественный контур с высокой температурой, оборудованный радиаторами, а также отопление с низкими температурами, как, например, в теплом полу.

Однако не стоит забывать и о насосах, имеющих схемы контроля нагрева, поскольку температура на разных уровнях накопительного резервуара в разное время суток, как известно, отличается.
При этом функция патрубков не сводится исключительно к отводам для отопительных контуров. Сразу несколько систем котлов, оборудованных по разному типу, можно подключить к одному аккумулятору отопления.

Правила установки и расчет

Принцип подключения теплоаккумулятора является таким же, как и у гидрострелки, а основное отличие заключается только в теплоизоляции и объеме. Эти механизмы нужно монтировать между двумя трубопроводами, идущими от котла – обратным и подающим. Подающий элемент подключается к верхней части резервуара, в то время как обратный – к нижней. Читайте также: "Как подобрать теплоаккумулятор для котлов отопления – принцип работы, преимущества использования".

Для того чтобы рассчитать тепловую емкость устройства, можно воспользоваться следующей формулой: Q = mc (T2-T1). В данном случае Q – это количество накопленного тепла, m – масса, которой обладает вода в емкости, c – показатель удельной теплоемкости, измеряемый в Дж/(кг*К) и равный 4200, а Т2 и Т1 – исходный и конечный параметр температуры воды. Читайте также: "Как работает буферная емкость для отопления – преимущества, правила выбора и использования".
Пример использования теплоаккумулятора в схеме отопления:

Данная формула позволит правильно рассчитать то, какую тепловую емкость должен иметь теплоаккумулятор для котлов отопления. При возникновении вопросов относительно создания и монтажа теплоаккумуляторов, а также во избежание неполадок во время дальнейшей эксплуатации всегда можно обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, в наличии у которых всегда имеются фото вариантов оборудования, а также подробные видео по их правильной установке.

Тепловой аккумулятор

Для каркасного дома нужно иметь тепловой аккумулятор (ТА) для снижения скачков температуры днем и ночью. О сезонном аккумулировании тепла — отдельная тема, пока рассмотрим суточное или многосуточное тепловое аккумулирование.

Реальных вариантов для материала для ТА всего 3:

  • вода
  • бетон или бетонные блоки (в крайнем случае кирпич, но у него теплоемкость меньше) 
  • грунт

Для аккумуляторов одинаковой тепловой емкости масса воды для водяного аккумулятора  примерно в 4 раза меньше. Однако, исходя из объема, разница между водяным и бетонным ТА получается не 4, а около 2 раз, т.к. бетон тяжелее воды.

Удельная теплоёмкость воды 4.19 кДж/(кг*K), при плотности 1000 кг/м.куб, у бетона удельная теплоёмкость 1.13 кДж/(кг*K), плотность 2242 кг/м.куб. Соответственно теплоёмкость воды на м. куб 4190, у бетона 2533. Отсюда получаем коэффициент 1.65, соответственно 200 м. куб бетона по теплоемкости соответствует 121.2 м3 воды.

Есть расчеты, что по стоимости ТА из воды процентов на 10-15 дешевле, чем ТА из бетона. Скорее всего эта разница не включает расходы на усиление фундамента.

Преимущества водяного ТА

  1. Меньшие масса и объем
  2. Возможность использовать температурную стратификацию
  3. Возможность установки нескольких теплообменников на разной высоте

Недостатки водяного ТА:

  1. Вода все-таки может протечь
  2. Вода может замерзнуть, поэтому нужно размещать водяной ТА таким образом, чтобы исключалась возможность его замерзания. Как вариант — размещение его под землей
  3. В конструкции водяного ТА  можно применять пластиковые емкости, которые не боятся замораживания. Если разместить их горизонтально с небольшим недоливом, то разрыв из-за замерзания будет исключен. Тут нужно продумать конструкцию, чтобы можно было легко заменять воду и проводить техническое обслуживание.

Идеи с forumhouse.ru

#458 Я так понял надо иметь три ТА. Длительный типа 5 кубов бетона с залитыми трубками под домом, суточный с водой и теплообменником, моментальный где при кристаллизации хим вещества выделяется тепло (принять душ, помыть посуду). 

#459 Тоже думаю о ТА.
1 Бетон и грунт- фундамент утепленный. Сброс излишков от СК, нагрев воздухом летом.
2 ТА низкотемпературный (+28С — +35С) для СК, когда пасмурно и сезонные емкости нагретые летом("длительные"). Использовать для нагрева фасадных стен (конечно внури дома) и холодной воды.
3 Возможно и еще более низкотемпературный ТА (+5С -+10С) утилизации уже после рекуператора ТО и канализации, такие температуры любит ТН. Догрев после ГК.
4 Конечно высокотемпературный ТА (+60С-+90С), для котла, ГВС, СК. 

 

По поводу большого ТА под домом — закапывать емкость с водой — опасно и недолговечно. Пластиковые баки дорогие — 10 кубов стоят около 73 тыр. Хотя, на avito.ru нашел кубовые пластиковые емкости в металлическом каркасе за 2,5 тыр. Они не для высоких температур — материал еврокубов HDPE (полиэтилен высокой плотности), температура плавления 130-135 градусов. Температура размягчения, 80-100 градусов для разных марок. #254, #260

 

Если делать металлический бак — возникает проблема коррозии. Водяной бак надо периодически чистить, следить, чтобы флора-фауна всякая не завелась. С форума подсказали, что можно делать бак из кровельной меди, она не ржавеет и бактерицидна, но на такой большой объем даже не представляю цену.

 

Вопрос — нужен ли отдельный фундамент для таких емкостей под домом? Как вписать эту конструкцию в УШП? Не будет ли потом сожалений из-за того, что или баки потекут-покосятся, или, еще хуже, УШП вокруг и на них прогнется-вспухнет-поломается?

 

Бетон десятками кубов заливать — неоправданно дорого.

Поэтому еще раз нужно внимательно посмотреть в сторону грунтового ТА. У меня под домом будет глина не несколько метров глубиной, вода через нее не проходит, УГВ низкий (на 5-6 метрах воды точно нет). Огородить объем грунта теплоизоляцией из ЭППС с организацией дренажа вокруг него — наверняка дешевле, чем заливать почти такой же объем бетоном.

 

Остается вопрос о тепловой стратификации, которая является большом преимуществом водяного ТА — но в грунтовом она тоже в какой-то мере должна быть.

Нужно продумать размещение труб теплообменника. Наверное, проще решать вопрос отбора тепла из различных зон установкой нескольких контуров теплообменника (например, внешние и внутренние петли) и тепловым насосом.

Нагревать ТА в грунте и бетоне более 20 градусов вряд ли получится, поэтому без ТН не обойтись.

 

Такой грунтовый ТА нужен не для сезонного аккумулирования тепла — его, даже полностью заряженного, все равно хватит только на несколько недель, — а для многосуточного аккумулирования излишков солнечной энергии и для сброса излишков тепла от СК летом.

 

С учетом вышесказанного, пока рабочий вариант такой:

1. Небольшой ТА на 500 л с несколькими теплообменниками и температурной стратификацией — для ГВС. Излишки из него идут во второй ТА. Также, можно предусмотреть переключение контура СК (или его части) на второй ТА после нагрева первого до 80С — это усложнит систему, но может повысить эффективность СК за счет уменьшения разницы между температурами окружающей среды и теплоносителя. Можно увеличить этот ТА до 700-1000 л, чтобы иметь запас ГВС на несколько пасмурных дней, чтобы уменьшить потребление электроэнергии. #273

Также, переключение или разделение СК необходимо будет при увеличении количества СК больше 5-4 шт.  #278 , т.к. мощности теплообменника в баке не будет хватать для полного отбора тепла от большого СК. 

2. Многосуточный ТА для накопления солнечной энергии и как буферный ТА для пеллетной или дровяной печи. Думаю, кубов на 5-8. Разместить под домом на этапе строительства фундамента. Сделать бетонную или металлическую коробку размером примерно 2,5*2,5*2 м, утеплить ее снаружи немного пенопластом (максимум 10 см.

Обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором

С него скидывать излишки тепловой энергии от СК летом. Не думаю, что вода там будет сильно греться, максимум до 60-70 градусов.

 

Другой вариант реализации многосуточного ТА — галечный по образцу, описанного в книге Андерсона "Солнечное проектирование".

 

 

В этом варианте появляется возможность использования воздушных солнечных коллекторов. При этом в зимнее время галечный ТА будет служить аккумулятором солнечной энергии и энергии от пеллетного камина. В летнее время можно использовать его для охлаждения помещения. 

В ТА нужно сделать несколько воздухозаборов/отверстия для выхода

1. забор воздуха

— в верхней части ТА — для подачи горячего воздуха от СК на стене и из чердака.

— в верхней части помещений — для забора горячего воздуха летом из помещений

— в нижней части со стороны столовой, со стороны кухни — для создания тяги через теплый ТА и выброса теплого воздуха из помещения наружу, для охлаждения ТА ночью, чтобы днем он мог охлаждать помещение.

2. выход воздуха — из нижней части ТА, прогретый СК воздух передается в помещение через ТА.

Летний режим. Запасать тепло внутри дома не нужно, а наоборот, нужно ночную прохладу. Вокруг ТА можно сделать теплоизоляцию, но скорее всего она не нужна. Если ночью нужно дополнительное тепло, можно запасать его днем, так как ТА имеет большую инерционность, то как раз к вечеру он прогреется от СК и можно будет от него забирать тепло. Если же ночью нужна прохлада, то в дневное время воздух от СК через этот ТА не прокачивается, а направляется на чердак в теплообменник грунтового или большого водяного ТА.

 

 

3. Грунтовый ТА под домом. Сделать несколько петель из ПНД в рамках периметра дома, вокруг второго ТА. Потери от второго ТА будут нагревать грунт, плюс, на эти петли можно летом скидывать тепло от фанкойлов. По периметру дома сделать вертикальную теплоизоляцию из ЭППС 10-15 см на глубину до 2-3 м. С учетом того, что большая часть земляных работ все равно должна производиться при обустройстве УШП, добавка к стоимости на такой ГТА должна быть небольшой — стоимость пары сотен метров ПНД с их укладкой, стоимость ЭППС для теплоизоляции периметра на глубину 2-3 м, стоимость траншеи по периметру для размещения этой теплоизоляции.

 

4. Ну и, конечно, тепловым аккумулятором будет ФП. Она должна обеспечить охлаждение летом и отопление зимой. 

По материалу второго ТА — т.к. он будет самодельным, то важен выбор материала. #275

 

Pазличные виды пластиковых поверхностей, в первую очередь на основе полиэтилена, полипропилена, ПВХ, способствуют образованию на внутренней поверхности биопленок, в которых крайне охотно селится легионелла, особенно полиэтилены, некоторые пригодны для тепловой профилактики, хотя применяемые в ХВС типы как правило не рассчитаны на t 70-80 °С, уязвимы перед гиперхлорированием и озонированием и УФ (уязвимы не означает немедленной аварии после применения процедуры, а означает сокращение, а в некоторых случаях существенное, срока службы),

при снижении t до 50 °С демонстрируют высокие темпы вторичного расселения и роста легионеллы.

Hержавеющая сталь в некоторой мере бактериостатична, в малой степени подвержена зарастанию и образованию биопленок, пригодна для всех видов профилактики, но сложна в монтаже и дорогостояща, а при снижении температуры до 50 °С демонстрирует эффект вторичного расселения и

роста колоний легионеллы.

Mедные поверхности:

ярко выраженное бактериостатическое и бактерицидное действие — при сравнительных экспериментах при t = 25 °С KIWA лишь с пятой попытки сумела высадить на медной поверхности колонию легионелл), безусловно препятствуют росту колоний Л при t < 25 °С, после «теплового удара» при охлаждении до 50 °С единственные, на поверхности которых легионелла не восстанавливается. В наиболее опасном диапазоне t 38-42 °С колонии легионелл, тем не менее, размножаются, хотя их количество и темпы роста наименьшие, причем на два порядка, по сравнению с пластиками и оцинкованной сталью.

Взято тут — http://www.c-o-k.com.ua/content/view/1344Получается, что пластиковый бак с точки зрения развития легионелл и прочей живности — не вариант. Хотя воду оттуда пить не будут, но периодически его нужно обеззараживать, а пластик к химии слабостоек. Учитывая, что бак закапывается в грунт практически навсегда, то такая экономия может выйти боком.

 

Основное отопление будет грунтовым ТН. Пока не решил — будет ли это многоэтажка или несколько скважин метров по 8-10 глубиной. Говорят, 20 таких скважин хватает на отопление дома 200 м2 (хорошо утепленный, но без фанатизма, каркасник).

См. также #313

 

Стена Тромба

Большие окна — это хорошо с точки зрения поступления света. Но зачастую (особенно летом) слишком много света "напрягает", а излишняя открытость солнечному свету приводит к выцветанию мебели, тканей, ковров и т.п., находиться на ярком солнце тоже некомфортно. Есть вариант размещения тепплоаккумулирующей массы внутри дома пере окнами

 

 

В этом случае полезная солнечная энергия улавливается стеной, но яркий свет не проникает вглубь помещений.

Ссылки по теме

Phase Change Material Trombe Wall

Масса и место размещения теплоаккумулятора

Еще интересная информация по тепловым аккумуляторам

Немецкий ТА с использованием энергии замораживания воды. Энергия кристаллизации 1 л воды — 0.8 кВт*ч, что равнозначно энергии нагрева 1 л воды с 0 до 80С.

Демонстрационный дом в Мичигане, США. Построен в 1994 году.

Грунтовый ТА из песка, изолирован от фундаментной плиты 5 см ЭППС. Тепло сохраняется несколько месяцев. На 42 минуте видео показана таблица переключения кранов для перераспределения солнечной энергии между грунтовым ТА (ГТА), фундаментной плитой (ФП) и т.п. Солнечная система — drainback, одноконтурная, одна и та же вода проходит через коллекторы и через ГТА и ФП.

 

На 49 минуте говорится о том, что для разогрева даже такого суперутепленного дома необходимо минимум полдня, т.к. дом имеет большую термическую массу в виде фундамента и дровяной печи. Что, в принципе, подтверждается цитатой  #229

"… конструктор каркасников советовал держать круглогодичную температуру не ниже +7…+10грЦ, если хозяева собираются периодически приезжать на выходные зимой. (Если зимой совсем не пользоваться, то можно без проблем консервировать) Он же предупреждал, что ТП в плите прогревает помещение не за пару- тройку часов, а сутки- двое."

 

Дом не имеет кондиционеров, летом не бывает жарко. В восточной части дома 2 спальни, соединенные с солярием, который позволяет также иметь комфортную температуру в течение всего года.

На 54 минуте показаны трубы, которые были использованы в ГТА и в ФП. На 56 минуте говорится о том, что нужно делать теплоизолированую дверь и хорошо теплоизолировать помещение, где расположены баки и т.п., т.к. иначе тепло проникает в помещения и летом нагревает их, что нежелательно.

Фотоэлектрическая система старая, силовая электроника тоже. СБ были установлены б/у с какой то большой станции.

 

Thermal Storage Solutions — Roy House В этом доме применен водяной ТА примерно на 9 кубов, который может запасать до 440 кВт*ч энергии. В системе гликолевая петля от СК, через теплообменник отдает тепло теплым полам (вода). Также есть аварийная петля с насосом постоянного тока для сброса излишков тепла от СК в землю. Контроллеры и аварийный насос питаются от АБ 12В.

Тепловой аккумумулятор на 50 м3
Еще ТА на 130 м3

20.09.2018

Популярное

Тепловой аккумулятор (85)

Для каркасного дома нужно иметь тепловой аккумулятор (ТА) для снижения скачков температуры

Дымоход (74)

Чтобы сделать дом максимально безопасным для его обитателей, все основные элементы

Проекты домов (42)

Нравятся планировки американских домов. Не нравятся планировки норвежских домиков.  По

Случайное фото

Свежие записи

Схемы подключения и расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Теплоаккумулятор для котла отопления твердотопливного типа – это простой, но очень действенный прибор, способный сдвинуть баланс между принятой и отданной энергией в пользу потребителя. Ведь  теплоаккумулятор повышает эффективность любого твердотопливного котла за счет «внутренних» резервов системы.

При этом в системе с аккумулятором тепла не только  стабилизируется температура, но и снижается расход топлива, используемого для подогрева теплоносителя.

Теплоаккумулятор Vitocell 340-M SVK Viessmann

Как устроен аккумулятор тепла для котла отопления?

По-сути это огромная бочка, в которую заливают и сливают теплоноситель. Однако реальный теплоаккумулятор для твердотопливного котла устроен немного сложнее.

Ведь помимо приточного и напорного штуцера в корпус такой «бочки» инсталлируют следующие узлы:

  • Трубчатый электронагреватель, который поддерживает стабильную температуру в аккумуляторе. Без ТЭНа вода или антифриз в накопителе остывали бы слишком быстро, препятствуя повышению энергетической эффективности инженерных систем жилища.
  • Теплообменник (змеевик) системы горячего водоснабжения, поглощающий избыточное тепло для разогрева линии подачи горячей воды.
  • Клапан для сброса давления, врезаемый в верхнюю часть бака для нивелирования эффекта температурного  расширения теплоносителя.
  • Датчик температуры, управляющий работой ТЭН. Этот контроллер включает электронагреватель только в случае падение температуры теплоносителя ниже критической отметки.
  • Кран для слива теплоносителя, монтируемый в нижней части бака.
  • Анод из магния, снижающий уровень коррозии ТЭНа.

Кроме того, необычно устроена и сама бочка. Тепловой аккумулятор в системе отопления – это не только емкость, но и теплоизолирующая «рубашка» из минеральной ваты или экструдированного пенополистирола, защищенного стальным кожухом.

Конструкция модели Vitocell 340-M

Как работает теплоаккумулятор?

Тут все просто:

  • Горячая вода или антифриз поступает в бак-накопитель сквозь верхний патрубок или штуцер и вытекает из аккумулятора сквозь отвод, врезанный в верхнюю часть котла. То есть теплоноситель движется по как бы сквозному каналу, практически не задерживаясь в баке.
  • Часть энергии приточного теплоносителя передается жидкости в баке, прогреваемой по направлению сверху &#8212; вниз. При этом холодная жидкость вверх не всплывает, из-за разности плотности остывшей и разогретой среды.
  • Рубашка-теплоизолятор стабилизирует температуру хранимого теплоносителя, нивелируя возможные потери тепла. В итоге от энергии приточного теплоносителя прогревается весь объем аккумулятора.
  • Слив стабилизированного теплоносителя в систему отопления осуществляется посредством «сквозного» нижнего патрубка или штуцера, соединенного с обратной ветвью системы. То есть «придонный» слой относительно холодного теплоносителя закачивается прямо в котел, для последующего разогрева и подачи в аккумулятор уже в качестве разогретого проточного потока.
  • Переизбыток тепловой энергии «вытягивается» из бака змеевиком системы горячего водоснабжения, который инсталлируется в бак ближе к крышке.
  • Недостаток тепловой энергии восполняется за счет работы трубчатого электронагревателя, передающего свое тепло хранимому в баке теплоносителю. Причем сигнал на включение подает датчик температуры.
  • В случае критического расширения объема жидкости в баке избыток теплоносителя уходит из накопителя сквозь клапан в верхней части.

Как видите: бак теплоаккумулятор не только стабилизирует температуру теплоносителя, устраняя эффект перегрева, характерный именно для твердотопливных котлов, но и работает в роли источника энергии для системы отопления горячего водоснабжения, экономя деньги владельца. Ведь после отключения котла тепловой аккумулятор для отопления и горячего водоснабжения начинает отдавать накопленную энергию в напорные ветви той и другой системы.

Как выбрать «правильный» теплоаккумулятор?

Во-первых, по мощности котла. Причем на один киловатт тепловой мощности необходимо выделить не мене 50-70 литров жидкости в гидроаккумуляторе. И к этой пропорции нужно отнестись с должным уважением. Ведь подключение теплоаккумулятора с меньшим или большим объемом бака не решит проблему низкого КПД твердотопливного котла. В первом случае вода просто перегреется и выкипит, а во втором – энергии теплоносителя будет недостаточно для полного прогрева жидкости в баке аккумулятора.

Во-вторых, по предполагаемой функциональности. Причем следует понимать, что аккумуляторы для системы отопления стоят дешевле накопителей тепла, подключаемых и к радиаторам и к системе горячего водоснабжения. Однако трансформация ординарного аккумулятора в более функциональный накопитель – это практически невыполнимая затея. Ведь объем первого теплоаккумулятора оптимизирован именно под нужды системы отопления. Поэтому о функциональности аккумулятора придется подумать перед покупкой.

В-третьих, по типу рубашки-утеплителя. При этом наиболее перспективным теплоизолятором является либо пенопласт, либо экструдированный пенополистирол. Ведь минеральная вата теряет большую часть тепловой инерции после первого же увлажнения, которое неизбежно в системах отопления на жидких теплоносителях.

Как установить теплоаккумулятор в систему отопления?

Схема подключения теплоаккумулятора в систему отопления предполагает следующий порядок монтажа конструкционных элементов:

  • Соединяем напорный патрубок котла с верхним отводом теплоаккумулятора.
  • Соединяем обратный патрубок котла с нижним отводом аккумулятора.
  • Подключаем противоположный верхний отвод накопителя к напорной ветви (параллельная разводка) или первой батарее (последовательная разводка) или первому напорному коллектору (лучевая разводка).
  • Подключаем противоположный нижний отвод аккумулятора к обратной ветви или последней батарее или крайнему обратному коллектору.

Обвязка теплоаккумулятора с разъемами для ГВС предполагает, помимо вышеперечисленных манипуляций, еще и следующие действия:

  • К приточному штуцеру ГВС подключается холодная ветвь водопровода.
  • К напорному штуцеру ГВС подключается коллектор горячей ветви водоснабжения.
  • К коллектору подключаются все горячие трубопроводы, протянутые в ванную, туалет и на кухню.

Напорное оборудование системы отопления – циркуляционный насос &#8212; монтируется между крайней батареей и накопителем, в обратную ветвь разводки. Кроме того, для повышения скорости циркуляции допускается монтаж насоса между нижним отводом теплового аккумулятора и котлом.

Популярные модели теплоаккумуляторов

Шведский накопитель NIBE BU-500.8

Рассчитанный на подключение системы горячего водоснабжение и монтаж ТЭН или контура для солнечного коллектора, поддерживающего температуру в баке.

Основные характеристики модели:

  • Объем бака – 500 литров.
  • Максимальное давление – 6 атмосфер.
  • Габариты (высота х диаметр) – 1,75х0,75 метра.
  • Стоимость – до 44 тысяч рублей.

Немецкий аккумулятор Reflex PFH-500

Рассчитанный на нагрев только от котла системы отопления и не совместимый с ГВС.

Основные характеристики модели:

  • Объем бака – 500 литров.
  • Максимальное давление – 3 атмосферы.
  • Габариты (высота х диаметр) – 1,95х0,6 метра.
  • Стоимость – до 36 тысяч рублей.

Отечественный теплоаккумулятор PROFBAK ТА-ВВ-500

Работающий с ГВС и подключаемый не только к котлу, но и к электронагревателю на 1,5 КВт.

Характеристики модели:

  • Объем бака – 500 литров.
  • Максимальное давление – 3 атмосферы.
  • Габариты (высота х диаметр) – 1,5х0,65 метра.
  • Стоимость – до 56 тысяч рублей.

Также советуем посмотреть:

Повышение эффективности системы отопления– вот та задача, которую ставят перед собой владельцы частного дома, устанавливая самые экономные отопительные котлы и проводя утепление дома. Установка теплоаккумулятора – решение, которое помогает существенно повысить общее КПД системы отопления.

Теплоаккумулятор: принцип работы и преимущества

Прежде всего стоит отметить, что наибольшего эффекта можно достичь, если теплоаккумулятор (теплонакопитель, теплонакопительный бак, тепловой аккумулятор, теплоаккумулирующий бак) подключить в систему с твердотопливным котлом.

Рассмотрим работу систему отопления с твердотопливным котлом. Выделяющееся при сжигании топлива тепло, через теплообменник, нагревает теплоноситель, который по трубам поступает в радиаторы отопления. Отдав тепло, теплоноситель возвращается в контур теплообменника, где снова нагревается. Основной недостаток такой системы в том, что нагрев теплоносителя (а значит – и отопление дома) продолжается до того момента, как прекращается горение топлива. Кроме того, небольшой объем теплоносителя в системе и нестабильность горения топлива в котле на дают возможность регулировать температуру в помещении, поддерживая стабильную температуру в помещении.

Система с установленным аккумулятором тепла функционирует несколько иначе. В самом простом виде, буферный теплоаккумулирующий бак с многослойной теплоизоляцией устанавливается в системе сразу после котла. При этом емкость бака во много раз должна превышать емкость системы отопления в целом (подробный пример расчета емкости теплоаккумулятора приведен в этой статье ниже). В процессе горения топлива в буферном баке накапливается горячий теплоноситель. После того, как котел перестает работать, нагретый теплоноситель начинает поступать в систему отопления из теплоаккумулятора, продолжая поддерживать комфортную температуру в помещении.

Преимущества установки теплоаккумулятора:

  •  значительное повышение эффективности системы отопления на основе твердотопливного (как вариант — угольного) котла – КПД отопительной системы увеличивается на 30-40%
  •  буферный котел с большой емкостью воды обеспечит защиту котла и прочего оборудования от перегрева
  • повышение комфорта и удобства использования твердотопливного котла – одной закладки топлива может хватить на день топления, нет необходимости периодически добавлять топливо. Дополнительный плюс – возможность поддержания стабильной температуры в помещении
  •  возможность объединить несколько источников тепла в единую систему — конструкция теплоаккумулятора может включать в себя установку дополнительных нагревателей (одного или нескольких), которые будут поддерживать необходимую температуру теплоносителя (рабочей жидкости). Для этих целей может использоваться электронагреватель (ТЭН, который запитывается от электросети) или теплообменник (обычно в виде змеевика, который может подключаться к другим дополнительным источникам нагрева – тепловые насосы, солнечные коллекторы и т.д.).

Еще один важный аспект – установка буферного теплоаккумулятора дает возможность задействовать датчики тепла, тем самым автоматизировав работу систему отопления.

Электронное управление теплоаккумулятором открывает широкие возможности:

  •  использование его в качестве контроллера, который будет подключать альтернативные источники тепла (ТЭНы, систему солнечного коллектора) после окончания работы твердотопливного котла и снижения температуры теплоносителя ниже заданного значения
  •  включение циркуляционного насоса для подачи нагретого теплоносителя в систему отопления
  •  возможность осуществления интенсивного нагрева теплоносителя за счет включения вентилятора турбонаддува твердотопливного котла
  •  управление системой отопления – первоначально направить горячий теплоноситель от котла сразу в радиаторы отопления, а после достижения в доме заданной температуры – перенаправить поток теплоносителя через бак теплоаккумулятора.

Использование теплоаккумулятора оправдано, например, и при использовании электрокотла. В этом случае, на полную мощность электрический котел может работать ночью, когда действует льготный тариф на электроэнергию.

Правильная схема отопления с теплоаккумулятором

А днем обогрев помещения происходит за счет накопленного тепла. В случае с газовым котлом эффективность работы системы с теплоаккумулятором выше, но не значительно.

Если говорить о недостатках, то первый – это удорожание системы отопления (хотя эти расходы со временем, за счет экономии топлива, полностью оправдаются), если взять хороший теплоаккумулятор, цена на него будет больше, чем на твердотопливный котел. Кроме того, чтобы система работала максимально эффективно, теплоаккумулирующий бак необходимо устанавливать как можно ближе к котлу, а это не всегда возможно, если происходит модернизация или ремонт топливной системы. Потому что не всегда есть возможность разместить крупногабаритный котел большой емкости.

Схемы подключения теплоаккумулятора

Теплоаккумулирующий бак может быть подключен в систему несколькими способами

Схема подключения с подмешиванием

Самая простая схема подключения, она позволяет работать с гравитационными системами отопления, в которых подача воды (теплоносителя) возможна и при отключенном электричестве, без задействования электромоторов. Чтобы система работала, буферный теплоаккумулирующий бак необходимо установить выше уровня, на котором смонтированы радиаторы отопления. Кроме бака, в состав схемы входят: циркуляционный насос, обратный клапан и термостатический трехходовый клапан. С началом работы твердотопливного котла под давлением, создаваемым насосом, вода, пройдя через трехходовый клапан, от теплообменника подается на батареи отопления. Этот процесс длится до того времени, пока значение температуры теплоносителя не достигнет определенного показателя, например, 65 С.

При достижении этой температуры, начинает подмешиваться холодная вода из нижнего патрубка теплонакопительного бака, при этом на выходе сохраняется значение требуемой температуры — 65 С. При этом в бак, через верхний патрубок, который соединен с котлом напрямую, начинает поступать горячая вола – таким образом, теплоаккумулятор начинает наполняться (заряжаться). Когда горение в котле прекращается, температуры воды, выходящей из теплообменника, начнет понижаться. В тот момент, когда её температура станет меньше установленной (65С), термостат постепенно начнет блокировать подачу теплоносителя от твердотопливного котла, открывая из бака движение накопленной теплой воды. В свою очередь, в бак постепенно начнет поступать холодная вода из остывающего котла. Трехходовый клапан, когда цикл цикла завершится, примет исходное состояние.

Схема с гидравлическим разделением

Эта схема немного сложнее, кроме того, такой вариант – энергозависимый, система будет работоспособной только при наличии электроэнергии. В случае, когда гарантировать бесперебойную подачу электричества проблематично, следует установить аккумуляторы или предусмотреть возможность подключения дизельного или бензинового электроагрегата. Особенность этой схемы в том, что в первичном контуре (по нему происходит циркуляция воды при начале отопления) расположен встроенный блок подмешивания.

Главное отличие этой схемы подключения от предыдущей – все устройства смонтированы в один блок, при этом теплоноситель направляется не в систему отопления, а сразу в бак. Такой способ обвязки твердотопливного (угольного) котла и буферного теплоаккумулятора позволяет подключать к баку разные ветви отопления, к примеру, одновременно запитывать радиаторы отопления, систему «теплый пол» и воздушную систему отопления – для этого каждая ветвь, ведущая к отопительным приборам, оснащена собственным отдельным циркуляционным насосом.

Как рассчитать объем теплоаккумулятора

Объем котла – основной параметр, который необходимо учесть перед тем, как выбрать теплоаккумулятор. Есть несколько вариантов расчетов емкости теплоаккумулятора, которые основаны на математической модели, описывающей процесс нагревания твердотопливным котлом определенного объема теплоносителя до температуры не меньше 40°C за период полного сгорания 1 загрузки топлива (это приблизительно 2-3 часа). Впрочем, достаточно точные данные можно получить, если пользоваться простым правилом – на 1 кВт мощности котла необходимо иметь в буферной емкости 25 л, подключаемой к нему, плюс некоторый запас. Если взять для примера твердотопливный котел, мощность которого равна 10 кВт, то объем теплоаккумулятора должен быть не менее 250 л. Меньший объем бака использовать неэффективно, из-за того, что он не сможет накапливать тепло в достаточном количестве, маленький по объему теплоаккумулятор не сможет эффективно справиться со своими функциями. Оптимальный объем теплонакопительного бака для твердотопливного котла мощностью 10 кВт – 300-350 литров.

Принято считать, что чем больше емкость теплоаккумулятора, тем выше энергоэффективность системы в целом. Но такое утверждение правомерно только частично – существует верхний предел объема теплонакопительного бака, превышение которого не только повышает эффективность системы отопления, но даже оказывает обратный эффект.

Для проведения сокращенных расчетов принято считать, что верхний предел составляет 50 литров на 1 кВт мощности котла отопления. Итак, твердотопливный котел, мощность которого составляет 10 кВт, может эффективно сочетаться с теплоаккумулирующим баком объемом от 300 до 500 литров. Если же при таком значении мощности котла установить теплоаккумулирующую емкость объемом 750-800 литров, то, с одной стороны, это вызовет перерасход топлива, чтобы обеспечить нагрев теплоносителя до необходимой температуры, а с другой стороны – существенно увеличит инерционность действия отопительной системы.

Как выбрать теплоаккумулятор: основные параметры

Выбирая теплоаккумулятор для установки в доме, следует учесть несколько факторов, которые оказывают влияние на производительность, надежность и долговечность функционирования системы.

Объем котла.

Пример расчета необходимого объема котла был приведен выше, он напрямую связан с мощностью котла (которая, в свою очередь, зависит от многих факторов: площадь дома, используемые радиаторы, степень утепления дома и т.д.). Но чем больше будет объем установленного теплоаккумулятора, тем экономичнее и производительнее будет система в целом. Оптимально, если установка теплоаккумулятора будет предусмотрена на этапе проектирования дома и системы отопления. Если же установка теплоаккумулятора проводится в процессе реконструкции или модернизации системы отопления, то не всегда можно найти место для установки емкости объемом, например, 250 литров – минимальный объем для отапливаемой площади 100 квадратным метров, но лучше установить теплоаккумулятор емкостью порядка 350-400 литров. В этом случае есть два подхода:

  •  установка теплоаккумулятора во внешней пристройке, которую необходимо хорошо утеплить. Также утепления потребуют и трубы, идущие к теплоаккумулятору, чтобы максимально снизить теплопотери
  •  получить требуемый объем можно, соединив несколько емкостей, имеющих меньший объем

Давление

Фактор, оказывающий влияние на толщину стенок бака, а также форму донышка и крышки. Так как в большинстве домашних систем отопления значение давления не превышает показатель в 3 бара, то в таких системах можно устанавливать обычные теплоаккумуляторы. Если же значение давления в системе колеблется в пределах от 4 до 6 бар, то необходимо установить теплоаккумулирующий бак с торосферическими крышками. Если сравнивать теплоаккумуляторы, цена на бак с торосферическими крышками выше, но они предпочтительнее по своим эксплуатационным характеристикам.

Материал

Обычно теплоаккумулирующие баки выпускают из мягкой углеродистой стали с нанесением специального влагостойкого покрытия. Теплоаккумулятор из нержавеющей стали дороже, но отличается лучшими антикоррозийными свойствами, поэтому может послужить дольше. Также важно, из чего и как изготовлена теплоизоляция бака, чтобы он мог дольше сохранять температуру теплоносителя.

« Чем лучше отапливать дом: классическими радиаторами или теплыми полами?

Какие бывают фильтры для воды? »

Читайте также

Обвязка твердотопливного котла отопления – как правильно?

Содержание

  1. Что такое обвязка, ее задачи и виды
  2. Обвязка по схеме с естественной циркуляцией
  3. Система отопления с принудительной циркуляцией
  4. Обвязка с использованием резервного котла

Введение

Система отопления, помимо твердотопливного котла, содержит в себе еще множество элементов. Правильно подключить и настроить все элементы этой системы не простая задача. В данной статье мы разберем различные схемы подключения, взвесим достоинства и недостатки каждой из них, разберем различные нюансы и тонкости. Надеюсь, данная статья поможет вам безопасно и эффективно обвязать твердотопливный котел своими руками.

Что такое обвязка, ее задачи и виды

Итак, что же такое обвязка? Так называют процесс наиболее эффективного и безопасного подключения котла на твердом топливе к системе отопления дома.

Для продления срока службы и обеспечения безопасной работы твердотопливного котла, необходимо контролировать такие параметры как давление и температура во избежании перегрева. Стальные теплообменники помимо всего прочего чувствительны к температуре теплоносителя в обратной линии, которая должна быть не ниже 50-65 градусов Цельсия. Использование более холодной воды в обратной линии чревато, выпадением конденсата, что сокращает срок службы теплообменника.

Итак, как обвязать правильно твердотопливный котел? Существуют несколько основных схем:

  • с естественной циркуляцией;
  • с принудительной циркуляцией;
  • с использованием резервного источника отопления.

Давайте поподробнее остановимся на каждой из них, определим перечень устройств, необходимых для организации каждой из схем, а также плюсы и минусы присущие этим схемам.

Вернуться к оглавлению

Обвязка по схеме с естественной циркуляцией

Самый простой способ это обвязка твердотопливного котла отопления – схема с естественной циркуляцией. Она не требует наличия электропитания. Циркуляция воды осуществляется посредством силы гравитации. Именно поэтому ее еще называют гравитационной.

Твердотопливный котел располагается в самой нижней точке контура, а отопительный прибор (например радиатор) – в верхней. Котел нагревает воду которая по трубам поднимается до радиатора, где отдает часть своего тепла помещению и при этом охлаждается. Остывший теплоноситель спускается вниз и круг замыкается. Удельный вес охлажденного теплоносителя больше чем горячего, поэтому он стремится вниз. Таким образом появляется напор и осуществляется круговорот воды в системе отопления.

Чем больше различаются температуры в прямой и обратной линии тем выше скорость движения воды по контуру. Но к сожалению большой разницы сложно добиться так как в подающей и обратной линиях температуры ограничены техническими характеристиками твердотопливного котла «Дон» 16, а также безопасными условиями его эксплуатации. Поэтому для обеспечения лучшей циркуляции применяются трубы большего диаметра.

Для защиты от перегрева используется специальный контур, который обеспечивает обращение теплоносителя и потребления тепла в любом случае.

Защиту от образования избыточного давления обеспечивает расширительный бак. Их существует два вида: открытого и мембранного типа. Недостаток применения открытых баков в том, что вода в нем обогащается кислородом, что в свою очередь вызывает коррозию стальных частей твердотопливного котла. Именно поэтому, чаще всего открытые баки применяются совместно с чугунными котлами и радиаторами. При использовании мембранного бака, появляется необходимость подключения дополнительного оборудования, такого как: воздухоотводчик, сбросной клапан и манометр для контроля за давлением.

Для обеспечения горячего водоснабжения, применяется нагревательный бак. По соображениям безопасности, на выходе из него горячей воды он должен быть оборудован термостатическим смесителем. Функция смесителя заключается в доведении температуры воды до исключающих ожоги значений. Требования к расположению нагревателя такие же как и к другим отопительным приборам – т.е. выше уровня твердотопливного котла.

Основными достоинствам такой схемы являются простота ее конструкции и энергонезависимость.

Как сделать обвязку котла на твердом топливе

Основным минусом является то, что во время холодного старта, пока вся вода в контуре полностью не прогреется, температура в обратной линии будет ниже допустимой. Это негативно сказывается на сроке службы, к примеру, стальных отопительных котлов на твердом топливе «Сибирь» КВО. Также к недостаткам стоит отнести плохую управляемость и низкую энергоэффективность.

Вернуться к оглавлению

Система отопления с принудительной циркуляцией

Круговорот теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Это позволяет решить проблему низкой температуры в обратной линии, путем добавления в нее горячей воды из линии подачи. Также достигаются более комфортные условия отопления, благодаря возможности регулировки температуры в отопительных приборах. Однако есть и существенные минусы:

  • Повышается вероятность перегрева, если отопительные приборы в помещении настроены на низкое потребление тепла.
  • При отсутствии электропитания, циркуляционный насос уже не сможет выполнять свою функцию, а следовательно движение теплоносителя прекратится. Это также может привести к перегреву.

К примеру, чтобы снизить риск аварийного повышения температуры в системе отопления, твердотопливные пиролизные котлы отопления «Траян» снабжаются внешними или встроенными аварийными теплообменниками.

Включение в схему обвязки баков-аккумуляторов позволяет накапливать излишнее тепло и по мере необходимости отдавать его в систему отопления. Это позволяет решить несколько проблем:

  • В случае низкого потребления тепла, излишки горячего теплоносителя накапливаются для последующего использования.
  • При низком потреблении тепла, твердотопливный котел все равно работает на номинальной мощности.
  • Позволяет использовать устройства большей мощности.

На рисунке представлена обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором и циркуляционного насоса:

Многих владельцев частных домов, проектирующих систему отопления, интересует вопрос, возможна ли обвязка твердотопливного котла полипропиленом? Использование полипропиленовых труб накладывает определенные требование на температуру теплоносителя. Специалисты советуют при использовании труб из полипропилена в системе отопления, первые 1-1.5 метра подающей линии выполнять из металла, а также использовать больший диаметр труб и термостатический клапан. Естественно следует всячески избегать перегрева твердотопливного котла.

Выполняя обвязку подобного типа, следует учитывать, что стоимость дополнительно оборудования может быть равна и даже превышать стоимость самого твердотопливного отопительного устройства. Это не подходит тем, кто решил купить ТТ котел для отопления дома, ориентируясь на его сравнительно низкую цену.

Вернуться к оглавлению

Обвязка с использованием резервного котла

Использование резервного источника отопления позволяет значительно усовершенствовать отопительную систему. В качестве запасного обычно применяются газовый или электрокотел. Резервный прибор включается в работу при прогорании топлива в основном твердотопливном котле или выходе его из строя.

На рисунке ниже представлена обвязка, содержащая основной и резервный котел:

Котел на твердом топливе подключается к теплоаккумулятору, тепло из которого уже поступает в систему отопления и расходуется отопительными приборами. Когда твердое топливо прогорает и температура бака-аккумулятора снижается до уровня недостаточного для поддержания комфортной температуры в помещениях, термореле запускает запасной источник и начинается обогрев помещений по резервному контуру. Включение запасного котла в контур отопления осуществляется с помощью гидравлической стрелки.

Использование основного и резервного источников не так популярно в России, но широко распространено в Европе.

Вернуться к оглавлениюЗаключение

Каждая из рассмотренных нами схем имеет свои плюсы и минусы. Так например гравитационная обвязка проста и не требует высоких затрат, однако обеспечивает недостаточный комфорт и небезопасные условия функционирования твердотопливного котла. В то же время схема с принудительной циркуляцией требует массу дополнительного оборудования, но обеспечивает значительно более комфортные условия отопления. Оценив все преимущества и недостатки каждой из схем, надеюсь, вы сможете выбрать наиболее подходящую именно для вашего конкретного случая.

Об авторе admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *