Теплоаккумулятор для системы отопления — основные преимущества

Теплоаккумулятор для котла

При проектировании системы отопления основные цели – это комфорт и безотказность. В доме должно быть тепло и уютно, а для этого в радиаторы всегда должен поступать горячий теплоноситель без задержек и скачков температуры.

С твердотопливным котлом это сложно реализовать, ведь не всегда удается вовремя заправить новую порцию дров или угля, а процесс горения сам по себе неравномерен. Исправить ситуацию поможет теплоаккумулятор для котлов отопления.

С простой конструкцией и принципом действия он способен избавить от целого ряда неудобств и недостатков классической схемы отопления.

  1. Зачем нужен
  2. Расчет
  3. Для периодической работы котла в течение суток
  4. Схема подключения
  5. Схема включения с подмешиванием
  6. Своими руками
  7. Российского производства

Зачем нужен

Теплоаккумулятор представляет собой хорошо утепленный резервуар большой емкости, наполненный теплоносителем, водой. За счет высокой теплоемкости воды при нагреве всего объема в емкости аккумулируется значительный запас тепловой мощности, которую можно использовать по назначению в то время, когда котел не справляется или вовсе бездействует.

Теплоаккумулятор фактически повышает объем теплоносителя в контуре отопления, теплоемкость и соответственно инертность всей системы. Для нагрева всего объема потребуется больше энергии и времени при ограниченной мощности отопления, но и остывать аккумулятор будет очень долго. По необходимости горячая вода из аккумулятора может подаваться в контур отопления и поддерживать комфортную температуру в доме.

Чтобы оценить преимущества теплоаккумулятора, проще всего рассмотреть для начала несколько ситуаций:

  • Твердотопливный котел лишь периодически подогревает воду. В момент розжига мощность минимальна, во время активного горения мощность возрастает до максимума, после прогорания закладки она вновь спадает и так цикл повторяется. В итоге температура воды в контуре постоянно колеблется в достаточно большом диапазоне;
  • Для получения горячей воды требуется установка дополнительного теплообменника или внешнего бойлера с косвенным нагревом, что существенно сказывается на работе контура отопления;
  • К системе отопления, построенной вокруг твердотопливного котла, подключить дополнительные источники тепла предельно сложно. Потребуется сложная развязка, желательно с автоматическим управлением;
  • Твердотопливный котел, даже длительного горения, постоянно требует внимания пользователя. Стоит пропустить время закладки новой порции топлива, как теплоноситель в контуре отопления уже начинает остывать, как и весь дом;
  • Часто максимальная мощность котла бывает избыточной, особенно весной и летом, когда не требуется максимальная отдача.

Решением для всех вышеперечисленных ситуаций становится теплоаккумулятор, притом бескомпромиссным и самым доступным в плане реализации и стоимости. Он выступает в роли узла развязки между твердотопливным котлом и контуром (-ами) отопления и отличной базовой площадкой для включения дополнительных функций.

По конструкции теплоаккумулятор может быть:

  • «пустым» – простая утепленная емкость с прямым подключением;
  • со змеевиком или регистром труб в качестве теплообменника;
  • со встроенным бойлерным баком.

С полным «обвесом» теплоаккумулятор способен:

  • Накапливать и сохранять значительный объем тепловой энергии, в первую очередь избыточную, с последующей отдачей его в контур отопления. Даже если пропустить одну или две заправки дров, и котел остановится, температура в доме опустится всего на пару градусов. Для электрокотлов есть возможность установить расписание, по которому трата электроэнергии будет происходить только ночью по сниженному тарифу, тогда как днем тепло будет поступать от теплоаккумулятора;
  • При наличии нижнего теплообменника – подключать дополнительные источники тепла, солнечный коллектор, запасной котел, работающий на газу или дизтопливе, геотермальный тепловой насос;
  • С вмонтированными ТЭНами использоваться в качестве запасного источника тепла на случай, если твердотопливный котел не работает или отключен для профилактики и ремонта;
  • При наличии верхнего теплообменника – для подключения контура ГВС или бойлера косвенного нагрева. Некоторые модели теплоаккумуляторов вместо теплообменника снабжаются готовым бойлером, размещенным внутри основной емкости;
  • Реализовать дополнительную защиту в системах с принудительной циркуляцией на случай отключения электроэнергии, не допуская перегрева воды в котле. Рассматривая емкость как узел гидроразвязки, его можно подключить по смешанной схеме с котлом, выше него и трубами большего диаметра для поддержания естественной циркуляции. В это же время раздача по радиаторам будет осуществляться насосом в принудительном порядке.

Расчет

Мощность ,накапливаемая теплоаккумулятором (ТА), рассчитывается исходя из объема емкости, точнее массы жидкости в ней, удельной теплоемкости жидкости, используемой для его наполнения, и разницы температур, максимальной, до которой может нагреваться жидкость, и минимальной целевой, при которой еще может осуществляться забор тепла от теплоаккумулятора к контуру отопления.

  • Q = m*С*(T2-T1);
  • m – масса, кг;
  • С – удельная теплоемкость Вт/кг*К;
  • (Т2-Т1) – дельта температур, конечной и начальной.

Если вода в котле и соответственно в ТА нагревается до 90ºС, а нижний порог берется равным 50ºС, то дельта равняется 40ºС. Если брать в качестве наполнения ТА воду, то одна тонна воды при остывании на 40ºС выделяет примерно 46 кВт*часов тепла.

Объем 0,5 1 1,5 2 3 5
Аккумулируемое тепло при ΔT = 40ºC, кВт/ч 23 46 69 92 138 230

Запасаемой энергии должно хватать для целевого использования теплоаккумулятора.

Для выбора требуемого объема теплоаккумулятора необходимо определить:

  • Время, в течение которого должно хватать накопленной энергии в ТА для покрытия теплопотерь дома;
  • Время, за которое должен нагреваться теплоноситель в ТА;
  • Мощность основного источника тепла.

Для периодической работы котла в течение суток

Если он нужен для перевода работы котла только на ночной или дневной режим, когда тепло поступает в течение ограниченного времени, то мощности ТА должно хватать для перекрытия теплопотерь дома за оставшееся время. В то же время мощности котла должно хватать для нагрева ТА в установленный срок и опять-таки для обогрева дома.

Допустим, что используется твердотопливный котел с закладкой дров только днем в течение 10 часов, расчетные теплопотери дома для самого холодного периода года составляют 5 кВт. В сутки требуется 120 кВт*часов для полного отопления.

Аккумулятор при этом используется в течение 14 часов, это означает, что в нем необходимо аккумулировать 5кВт*14часов =70 кВт*часов тепла. Если брать в качестве теплоносителя воду, то потребуется 1,75 тонны или же объем ТА 1,75 м3. Важно, что и котел при этом должен выдать в течение всего 10 часов всю необходимое тепло, то есть его мощность должна составлять более 120/10 = 12кВт.

Если теплоаккумулятор используется в качестве запасного варианта на случай выхода из строя котла, то запасенной энергии должно хватить хотя бы на сутки или двое для покрытия всех теплопотерь в доме. Если в качестве примера взять все тот же дом на 100 м2, то для его обогрева потребуется 240 кВт*часов за двое суток, а теплоаккумулятор, наполненный водой, должен иметь объем не менее 5,3 м3.

Зато в этом случае не обязательно ТА должен нагреваться в короткий промежуток времени. Достаточно полуторного запаса по мощности котла, чтобы накопить нужный объем тепла за неделю или две.

Расчет приблизительный, без учета снижения тепловой мощности радиаторов в зависимости от температуры теплоносителя и воздуха в помещении.

Схема подключения

В самом простом случае теплоаккумулятор включается последовательно между котлом и контуром отопления. Между ТА и котлом устанавливается циркуляционный насос, чтобы горячая вода поступала в верхнюю часть ТА, выталкивая холодную воду с нижней части в котел. Между ТА и контуром отопления устанавливается циркуляционный насос для забора горячей воды из верхней части и транспортировки к радиаторам.

Однако при этом существенно поднимается общая теплоемкость системы, и при начальном запуске отопления придется ждать, пока не нагреется весь объем ТА, прежде чем тепло дойдет до радиаторов.

Еще один вариант включения – параллельно котлу отопления. Данный вариант хорошо показывает себя в сочетании с гравитационной системой отопления. Верхний отвод теплоаккумулятора подсоединяется к самой верхней точке раздатки, а в нижнем точк – к котлу.

Из преимуществ только простота подключения и минимум используемых элементов.

Схема включения с подмешиванием

Лучше всего использовать схему включения с подмешиванием или гидроразвязкой. Используются трехходовые клапаны с термостатом. Теплоаккумулятор при этом устанавливается как отдельный элемент системы, параллельно контуру отопления.

Основная часть автоматики устанавливается на подающем трубопроводе: трехходовой клапан, термостаты, группа безопасности и т.д. По умолчанию трехходовой клапан направляет теплоноситель от котла к радиаторам, пока температура в помещении не достигнет требуемой отметки.

Схема подключения с подмешиванием

Как только необходимости в активном обогреве нет, клапан переводит часть теплоносителя от котла к теплоаккумулятору, сбрасывая лишнее тепло.

При достижении максимальной температуры воды в ТА и целевой температуры в радиаторах, срабатывает датчик, установленный в котле по перегреву, и он отключается. Пока же требуется обогрев или не прогрет теплоаккумулятор, работа котла продолжается.

Если по каким-то причинам котел перестал выдавать номинальную мощность или полностью выключился при снижении температуры на подающей линии, вода из теплоаккумулятора подмешивается в контур отопления, восполняя теплопотери системы.

Использовать можно несколько трехходовых клапанов на раздаче и на обратке и группу термостатов. Как вариант, в продаже имеются готовые сборки для подключения теплоаккумуляторов – блок автоматического подмешивания, например LADDOMAT.

Своими руками

При большом желании можно соорудить аккумулирующую емкость своими руками. В идеале она должна:

  • с запасом выдерживать номинальное давление в системе;
  • иметь расчетный объем;
  • быть защищенной от воздействия коррозии и высоких температур;
  • быть полностью герметичной.

Стандартная форма ТА – высокий цилиндр с полукруглым основанием и крышкой. Соотношение диаметра и высоты подбирается примерно 1 к 3-4, чтобы способствовать лучшему разделению тепла внутри емкости.

В этом случае с самой верхней точки идет забор горячей воды к радиаторам. Чуть выше центра вода отводится к контуру теплого пола, а в самой нижней точке ТА подключается обратная линия к котлу отопления.

Самостоятельно сварить цилиндрическую емкость практически невозможно. Проще возвести параллелепипед со схожей конфигурацией и соотношением сторон. Все углы следует дополнительно усилить.

Емкость обязательно утепляется. Использовать для этого лучше базальтовую или минеральную вату толщиной не менее 150 мм, для снижения теплопотерь через стенки.

Для установки теплоаккумулятора следует подготовить специальную опорную площадку, фундамент, способную выдержать огромный вес оборудования. Даже сам по себе аккумулятор может весить до 400-500 кг. Если же его объем, например 3 кубометра, то в наполненном виде его вес будет превышать 3,5 тонны.

Российского производства

На российском рынке представлено не так много теплоаккумуляторов отечественного производства, так как лишь недавно они стали активно внедряться в системы автономного отопления.

Теплоаккумулятор для системы отопления — устройство и принцип работы

Внутреннее устройство и принцип работы теплоаккумулятора для котлов отопления спроектировано так, чтобы обеспечить поддержание необходимой температуры теплоносителя в течение 5-10 часов после отключения основного источника энергии. Накопительный бак ставится в обвязке с твердотопливными и электрическими котлами. Возможно подключение к тепловому насосу и солнечным коллекторам.

Что такое буферная емкость

Фактически, это бак с встроенным змеевиком ГВС и теплоизоляционным кожухом. Предназначение емкости аккумулировать излишки тепловой энергии. После отключения основного источника нагрева теплоносителя, бак на определенное время заменяет его.

Правильно используемый принцип работы буферного накопителя в системе отопления сокращает расходы на отопление и делает обогрев здания более комфортным. Чтобы убедиться в целесообразности подключения бака, необходимо рассмотреть его устройство и принцип работы, а также учесть существующие преимущества и недостатки.

Устройство и принцип работы

Теплоаккумулирующая ёмкость представляет собой обычную металлическую бочку, с наружной теплоизоляцией. Простое устройство теплоаккумулятора тем не менее отличается высокой эффективностью и незаменимо для систем отопления. Буферная емкость в разрезе состоит из нескольких узлов:

    Бак — изготовлен из листового металла (с эмалированным покрытием), нержавеющей стали. От ёмкости отходят патрубки для подключения к системе отопления и теплогенератору. Материал бака во многом определяет продолжительность службы теплоаккумулятора.

Спиральный теплообменник — устанавливается в моделях, подключаемых к системам отопления с несколькими типами теплоносителей (тепловой насос, солнечные коллекторы). Изготавливается из нержавеющей стали.

  • Встроенный змеевик для ГВС — некоторые буферные емкости, кроме поддержания температуры нагрева теплоносителя в системе отопления, подогревают воду для горячего водоснабжения.
  • В корпусе присутствует ревизионное окно для обслуживания бака, устранения накипи и мусора, проведения ремонтных работ в случае необходимости.

    Назначение теплоаккумуляторов

    Основа работы буферной емкости связана с тем, что излишек тепловой энергии накапливается, после чего используется для обогрева здания и ГВС. Теплоаккумулятор в системе отопления нужен для поддержания комфортной температуры в жилом здании, после отключения основного источника тепловой энергии.

    Цели установки накопителя разнятся в зависимости от типа теплогенератора:

      Электрические котлы — подключение целесообразно при установке двух тарифного счетчика. В ночное время суток здание будет отапливаться при помощи электрокотла по льготным расценкам. Днем, когда начнется более дорогой тариф, будет задействован накопитель. Электроотопление с аккумулирующим баком будет в 1,5-2 раза экономичнее.

    Твердотопливные котлы: пеллетные, дровяные, на биомассе — при сжигании твёрдого топлива образуется излишек тепловой энергии. Недостаток всех ТТ котлов, зависимость работы от обслуживания потребителем (необходимость подкладывать новую порцию дров, регулировать интенсивность горения и т.д.).
    Буферный накопитель нужен к твердотопливному котлу чтобы решить описанные проблемы. Избыток тепла, получаемый при горении, аккумулируется в ёмкости. После прогорания топлива, нагретый теплоноситель из бака продолжает поступать в систему отопления.
    Если учесть, что накопитель на 2-3 м³ сможет без труда поддерживать комфортную температуру в доме в течение 10 часов, становится очевидной целесообразность применения теплоаккумулятора. Подобным образом могут работать печи и камины со встроенным водяным контуром.

    Тепловые насосы — непременное условие эксплуатации, включение в обвязку буферной емкости с объемом 25 л. на 1 кВт мощности. Цель использования несколько отличается от той, что преследуют при подключении бака к электрическим и ТТ котлам. Для нормальной работы теплового насоса должно быть достаточное количество тепла во время включения режима разморозки испарителя.

    Многовалентные системы отопления — бак применяется как гидравлический разделитель контуров систем обогрева, работающих от нескольких источников энергии: твердотопливных, газовых и электрических котлов, тепловых насосов подключенных друг к другу.

    Задачи и цели использования теплоаккумуляторов разные. В некоторых случаях, монтаж бака непременное условие эксплуатации, в других всего лишь желаемое требование, обеспечивающее комфортное и экономичное отопление здания.

    Плюсы и минусы буферной ёмкости

    Первый и очевидный недостаток: высокая стоимость бака. Качественная продукция, изготовленная в ЕС или в России, обойдется от 25000 до 300000 руб. Еще один минус: большие габариты изделия. Нередко приходится устанавливать баки на 1000 и более литров, занимающие много места.

    Теперь о преимуществах подключения. Их несколько:

      Возможность бесперебойной работы твердотопливных котлов — если в системе отопления не установлена буферная емкость, теплоноситель начинает охлаждаться сразу после прогорания дров. Падение температуры ощущается человеком приблизительно через 3 часа.
      При подключении теплоаккумулятора остывание произойдет медленнее. Вода в системе отопления останется горячей около 5-10 часов (зависит от объёма теплоаккумулятора).

    Экономичность — излишки тепловой энергии аккумулируются и используются при остывании теплоносителя, что существенно снижает затраты на топливо.

    Безопасность — облегчается эксплуатация котлов с чугунными теплообменниками. После бака вода в котел поступает теплой, что исключает повреждение сердцевины от быстрого охлаждения.

  • Дополнительные функции — в устройстве некоторых баков присутствует змеевик ГВС. Происходит одновременное аккумулирование нагретого теплоносителя и нагрев горячей воды. Установкой можно удовлетворить потребности в ГВС жильцов дома, использующих одноконтурные твердотопливные или электрические котлы, не предназначенные для обеспечения горячего водоснабжения.
  • Установка буферной емкости требует первоначальных вложений, но позже окупается за счет снижения затрат на обогрев помещения и комфорта эксплуатации.

    Какой теплоаккумулятор выбрать

    Подбор накопительной емкости лучше доверить специалистам. Потребуется выбрать бак, оптимально подходящий для типа используемого отопительного оборудования. Подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла и теплового насоса может отличаться. Ведущие производители в инструкции по эксплуатации прямо указывают для какого типа отопительной системы предназначен тот или иной буферный бак.

    При выборе обращают внимание на несколько технических характеристик:

      Материал накопительной емкости — бак из нержавейки стоит неоправданно дорого, особенно если учесть, что в аккумулятор поступает теплоноситель из системы отопления, менее агрессивный чем вода в ГВС. Эмалированное покрытие с использованием стеклополимеров, оптимальное решение.

  • Дополнительные функции — возможен подбор бака для различных водопотребителей, соединения систем обогрева с использованием в качестве теплоносителя воды и специальных составов (тепловой насос, солнечные коллекторы). Отдельного упоминания заслуживают баки, способные одновременно с аккумуляцией тепловой энергии подогревать воду.
  • Выбор теплоаккумуляторов начинают с расчета объема бака и определения технических характеристик. После подбора по параметрам, выбор осуществляют в согласии с маркой понравившегося производителя.

    Как рассчитать буферную емкость

    Чтобы подобрать необходимый объем теплоаккумулятора можно пойти тремя путями решения. Первый связан с использованием специальных онлайн калькуляторов. Потребуется ввести следующие параметры:

  • время автономного поддержания температуры в системе отопления, после выключения котла.
  • С помощью онлайн калькуляторов получится рассчитать приблизительный объем теплоаккумулятора для системы отопления. На выходе будет результат с погрешностью в 10-15%.

    Чтобы получить точное значение используют второй метод, по формулам для расчета буферной емкости. Во время вычислений рассчитывают несколько значений:

      время накопления аккумулятора или нагрева воды до температуры 80-90°С;

    период автономной работы;

  • мощность котла.
  • Методика расчёта буферной ёмкости включает применение нескольких формул:

      Q = m × cp ×(T2-T1) — согласно вычислениям, удастся рассчитать какое время потребуется для накопления достаточной тепловой энергии и узнать возможные потери. Значения:

        m — расход теплоносителя;

      ср — удельная теплоемкость;

    • Т2 и Т1 — начальная и конечная температура нагрева воды в баке.

    С помощью формулы выполняется расчет теплоаккумулятора для твердотопливного или электрического котла.

    Вычисления для солнечных коллекторов проводят несколько иначе. Используется формула Va=Sж × (Vн/Sн). Чтобы не вдаваться в технические подробности в расчетах можно использовать следующую таблицу:

    Площадь солнечных коллекторов (м²)

    Инсоляция 5 кВт/м²

    Существует третий способ вычислений, при котором расчет воды в баке аккумуляторе определяется в зависимости от объема воды в системе, точнее от скорости ее нагрева. Обычно потребитель знает сколько раз приходится топить котел дровами, чтобы поддерживать комфортную температуру. При расчетах объем теплоносителя умножается на предполагаемое время автономной работы между закладкой топлива.

    И последнее, вместимость буферных емкостей выбирается так, чтобы на 1 кВт энергии котла приходилось 30-50 л теплоносителя.

    Для удобства при расчетах можно воспользоваться следующей таблицей:

    Определение минимального количества продуцируемого тепла в кВт выполняется с помощью таблиц, приложенных ниже.

    Расчеты для электрокотлов, при условии использования ночного тарифа:

    Площадь / время независимой работы

    Минимально необходимая мощность для поддержания в работоспособном состоянии буферной емкости, подключенной к твердотопливному котлу:

    Площадь / время независимой работы

    Какой фирмы купить буферный накопитель

    После выполнения расчетов и определения желаемых технических характеристик, можно переходить к выбору теплоаккумуляторов по производителю. На рынке представлена не только европейская продукция. Присутствуют теплоаккумуляторы для котлов отопления российского производства, по качеству не уступающие именитому зарубежному оборудованию.

    Чтобы облегчить выбор буферной емкости, ниже приводится описание наиболее популярных у отечественного потребителя моделей:

      S-Tank (С-Танк) — выпускается совместным предприятием на заводских мощностях, расположенных в РФ. Преимущества баков:

        наличие огнестойкой изоляции в базовой комплектации;

    все сварочные работы осуществляются при помощи роботизированной установки;

    используются змеевики из нержавеющей стали;

    бак с эмалевым покрытием;

  • оборудование проходит обязательное тестирование.
  • На все баки S-Tank распространяется гарантия, длящаяся от 3-5 лет.

    Hajdu — венгерская компания, специализирующая на выпуске бойлеров и накопительных емкостей. Популярностью пользуются следующие модели теплоаккумуляторов:

      РТ — без теплообменника;

    РТ С — с одним, РТ С2 с двумя теплообменниками;

  • РТ CF — с теплообменником и контуром ГВС.
  • В линейке Hajdu представлены баки с вместительностью от 500 до 1000 л.

    Nibe (Нибе) — компания считается всемирным лидером в производстве энергосберегающей продукции. В линейке представлены буферные емкости с тщательно продуманной конструкцией, серии BU и BUZ.
    В зависимости от выбранной модификации, потребителю предлагаются теплоаккумулирующие ёмкости с наличием основного и дополнительного теплообменника, объемом от 100 до 1000 л, выходными патрубками для подключения к одному или нескольким потребителям. Все баки Nibe имеют возможность доукомплектовываться электрическими ТЭНами.

    Drazice (Дражице) — чешская компания выпускает накопители, предназначенные для подключения к солнечным коллекторам, твердотопливным, электрическим котлам и тепловым насосам. По желанию можно выбрать буферную емкость с 1 или 2 теплообменниками, либо вообще без змеевика. Некоторые теплоаккумуляторы Drazice выпускаются в комплекте с электроТЭНом, выступающим в роли дополнительного источника тепла.

    TML — итальянская компания, специализирующаяся на изготовлении сантехнического и отопительного оборудования. Накопительные емкости представлены в разных типоразмерах, от 200 до 3000 л.
    Главное достоинство теплоаккумуляторов TML, возможность одновременного подключения к бакам многовалентных систем отопления. На российском рынке продукция представлена с 2001 г.

    Austria Email — буферные баки австрийского производителя для аккумуляции избыточного тепла в системе отопления. Отличие продукции: улучшенная изоляция накопительной емкости, изготавливаемая из полистирола или полиэстера, с толщиной 10 см. Результат изменений внутреннего устройства в Austria Email: рекордно уменьшились теплопотери и затраты на нагрев теплоносителя в баке.

    Buderus (Будерус) — буферные емкости от германского лидера в производстве отопительного и сопутствующего оборудования. Продукция представлена в серии Logalux P, PR, PNR. Главный отличительный признак теплоаккумулирующих баков, окрас корпуса в современный синий цвет.
    При доукомплектации возможна установка электроТЭНа. Buderus PNR предназначен для одновременного подключения к солнечным коллекторам и твердотопливному или электрическому котлу.

  • Tesy — болгарская компания, выпускающая накопительные баки в бюджетной версии. При относительной дешевизне продукции теплоаккумуляторы отличаются высоким качеством сборки. Буферные емкости Tesy выпускаются с объемом от 200 до 2000 л.
  • Из представленного списка теплоаккумуляторов можно подобрать оборудование, подходящее для жилья любой площади, отапливаемого электрическим или твердотопливным котлом, тепловым насосом, с возможностью подогрева ГВС и без него.

    Сразу после подключения буферной емкости затраты на топливо уменьшатся на 15-30%. Что более важно, котел перестанет подвергаться гидравлическим ударам, а нагрев теплоносителя в системе отопления станет более равномерным. Аккумуляторный бак занимает неотъемлемое место в современных системах отопления.

    Обзор теплоаккумуляторов для отопительных котлов: виды, достоинства, цена

    Постоянно увеличивающиеся тарифы на отопление и отсутствие возможности использования дешевого природного газа, заставляют владельцев частных домов вести поиски источников энергии альтернативных, среди которых эффективностью отличается теплоаккумулятор.

    Описание

    Там, где есть возможность заготовить в достаточном количестве дрова, распространение получают котлы твердотопливные.

    Их проблема связана с чередованием пиков вырабатываемого тепла и «провалами». Но, во время максимальной поставки тепла, может оказаться, что его слишком много и потребить полностью невозможно или не нужно.

    Когда же топливо в котле догорает, либо последний не работает, тепловой энергии может не хватать. Получается, что топливный потенциал то расходуется впустую, то его недостает. Частично решить вопрос позволяют котлы длительного горения, но ее полностью не решают и они.

    Главным отрицательным моментов электрических котлов является значительная стоимость предлагаемой энергии, которая заставляет прибегать к максимальной загрузке оборудования ночью (в льготное время) и к минимальному их использованию в дневное.

    Конечно, двухтарифные электросчетчики приносят свои плоды, позволяя экономить средства, но вносит в жизнь человека дискомфорт.

    Все активнее внедряются сегодня инновационные технологии, позволяющие, например, направить на службу человеку энергию солнца.

    И вновь проблема — периодичность: работать эффективно они могут в солнечную погоду и дневное время, значительно сокращая поставку тепловой энергии при большой облачности и т.д. Пики нагрева при помощи солнечных коллекторов в пасмурную и солнечную погоду сравнивать не приходится. Естественно, такая зависимость нагрева от «капризной» природы не позволяет использовать данные устройства в качестве основных систем отопления.

    Каждый подход отличается преимуществами, но имеет и свои, порой существенные, недостатки, главным из которых считают то, что выработка тепловой энергии идет периодически.

    Поднять на значительную величину экономичность отопительной системы, сделать ее более эффективной, упростить операции, связанные с эксплуатацией, заставить работать более равномерно смогли бы специальные устройства, подключаемые к общей схеме. Они могли бы аккумулировать тепло, не востребованное по любой причине, чтобы отдавать его затем при надобности.

    «Буферное» устройство смогло бы регулировать потребление тепла. И оно есть. Называется оно «теплоаккумулятор для котлов отопления».

    Как это работает?

    Функционирование теплоаккумулятора для отопления построено на использовании теплоемкости воды. Большой объем ее разогревается в часы пикового поступления тепла до нужного значения, затем, скопившийся энергопотенциал, идет на отопительные нужды.

    Пример

    Сравнив теплофизические данные, получается, что литр нагретой воды, остывая на один градус, подогревает куб воздуха на 4 градуса.

    Как устроен?

    Это большого объема резервуар, имеющий эффективную термоизоляцию, подключаемый между контурами источника (или нескольких) тепла и системой отопительной.

    Наиболее простой теплоаккумулятор состоит из:

    • бака большой емкости, располагаемого вертикально, и снабженного четырьмя патрубками, находящимися по обе стороны – по два с каждой;
    • подключают 2 из них к КТТ;
    • еще 2 (с противоположной стороны) — к контуру отопительной системы.

    Загрузив топливо, контур разжигают, а насос циркуляционный (Nk) через теплообменник начинает перекачивать воду, выступающую в роли теплоносителя. Холодной она подается в нижнюю часть, а в верхнюю поступает уже подогретой до определенной температуры.

    В баке не происходит ее перемешивания благодаря разным показателям плотности ее в горячем и уже остывшем состоянии. Во время, когда прогорает полностью закладка, теплоносителем заполняется ТА.

    При точно сделанном расчете, после этого, подогретой водой заполнена оказывается вся емкость. Подогрев воды достигает расчетной температуры.

    Вся топливная потенциальная энергия затем преобразуется в тепловую, скапливающуюся в ТА, за исключением потерь, предусмотренных для котла расчетным КПД.

    Благодаря высококачественной изоляции в баке температура на одном уровне поддерживается достаточно долго – до несколько часов, а то и дней.

    Отключение котла

    При выключенном теплоаккумуляторе для котлов отопления, но продолжающему функционировать отоплении, насос прокачивает теплоноситель по трубам отопления, а также по радиаторам.

    Забор проводится из верхней «горячей» области теплоаккумулятора. Самопроизвольного смешивания не произойдет по той же причине, что описана выше. Подогретая до требуемой температуры вода направляется в трубу, а снизу она пребывает в охлажденном состоянии. Снизу вверх бак теплоаккумулятора медленно отдает нагрев.

    Из практики известно, что отбор теплоносителя не прекращается в системе отопительной пока не закончена топка. Отсюда следует, что теплоаккумулятор для котла способен получать лишь излишек энергии, невостребованный в данное время.

    Если параметры емкости теплоаккумулятора рассчитаны грамотно, то не пропадет ни 1 киловатт тепловой энергии даром, а к окончанию «топки» теплоаккумулятор прибывает в состоянии «максимальной зарядки».

    Но, подобно котлу, работающему на электричестве, в таких установках цикличность работы привязана к льготному тарифу. Бак оборудован таймером. Он в запрограммированное время запустит и отключит питание теплоаккумулятора (ночью и ранним утром). Весь день отопительные контуры (полностью или частично) питать будет теплоаккумулятор.

    Особенности конструкции

    Большой резервуар, имеющий форму цилиндра, и вертикальное исполнение, каким является теплоаккумулятор, снабжен эффективной изоляций и четырьмя патрубками, служащими для подключения к контурам обеспечения и потребления тепла. Это у всех теплоаккумуляторов одинаково всегда. Но, внутренняя конструкция их может иметь различия.

    Разновидности моделей

    Теплоаккумуляторы выпускаются:

    • с подключением контуров напрямую;

    Эти самые простые теплоаккумуляторы применяемые когда:

    1. одинаковый теплоноситель применен для отопительных контуров и котла;
    2. предельное давление одинаково для теплоносителя котла, контуров и ГА;
    3. если температура, имеющаяся на выходе трубы котла выше, чем в контурах отопления;
    4. когда указанные условия невыполнимы, проводится подключение с использованием дополнительных теплообменников.

    Последнее требование легко обойти для контуров с более низкой требуемой температурой, установив смесительные узлы и трехходовые краны.

    • для конструкций с встроенным теплообменником;

    Располагается в этом случае он в нижней части бака теплоаккумулятора. Обычно напоминает спираль, изготовленную из нержавейки гофрированной или обыкновенной.

    Применяются они, когда:

    1. температурный показатель теплоносителя и значение давления в контуре источника значительно выше, чем в системе потребления;
    2. при необходимости подключения ни одного, а нескольких тепловых источников (к примеру, солнечного). Теплообменник размещают тем ниже, чем меньший напор температурный;
    3. при использовании различного теплоносителя для источников тепла и потребления.

    Отличие теплоаккумулятора от первого типа в том, что в емкости теплоноситель достаточно активно перемешивается. Нагрев происходит внизу, а менее плотная подогревшаяся вода поднимается вверх.

    Рекомендуем:

    • Солнечные коллекторы для отопления: эффективность, преимущества, недостатки и цена
    • Какой лучше ветрогенератор купить, виды, особенности, цена: ТОП-7
    • Варианты изготовления ветрогенераторов своими руками

    На представленной схеме присутствует магниевый насос, нужный, чтобы на стенках бака не образовывалась накипь. Решается это «оттягиванием» ионов тяжелых солей, что возможно благодаря низкому электрическому потенциалу. Его меняют периодически для большей эффективности.

    • для встроенных теплообменников с поточным снабжением нагретой водой;

    Подача холодной воды проводится снизу. Ограничителем является место горячего водозабора. У конструкции вверху находится основная часть теплообменников.

    Это оптимальная схема теплоаккумулятора, применимая, когда объем потребляемой горячей воды стабильный и равномерный, не имеющий явно выраженных пиков.

    Металлические теплообменники теплоаккумулятора должны удовлетворять значениям, указанным в принятых нормах для пищевого водопотребления. Данная схема имеет много общего с первой.

    • имеющей встроенный бак, предназначенный для обеспечения запасом воды для потребительских нужд. Очень напоминает он бойлер с косвенным нагревом. Применяется, если присутствуют пики выработки тепла, которые с потреблением не совпадают. Другими словами, когда семей расходуется примерно одинаковое количество воды, но непродолжительное время.

    Описанные конструкции можно совмещать – все зависит от того, насколько сложную создают систему, сколько источников тепла используют, их типа и источников, которыми тепло используется.

    Большая часть описанных устройств снабжена разнесенными по высоте патрубками, необходимыми для соединения с контурами для наиболее оптимального использования температурного градиента.

    В любом случае, внутри емкости возникает температурный градиент, т.е. температурная разница по высоте в напоре.

    Схемы возможных подключений

    Давление, режимы температур и требования к теплоносителям идентичны для котлов и контуров. Ограничителем для регулировки на приборах является только количество проходящего теплоносителя.

    Практически повторяет схему, представленную выше. Разница лишь в том, что регулировка зависит от того, как меняется у теплоносителя температура. Поэтому схема включает трехходовые клапаны. Позволяет эта схема использовать максимально полно накопленный потенциал.

    В данной схеме теплоноситель циркулирует по малому контуру. Эффективна там, где имеет место превышения давления в самой емкости либо в приборах, а также при применении не одинаковых теплоносителей в контурах и котле.

    Используют для аналогичных со схемой №3 условий, но используется внешний теплообменник.

    Предназначена для обеспечения проточной подогретой водой. Имеет встроенный теплообменник, отличающийся спиралевидной формой. Рассчитана равномерное, без пиковых нагрузок, потребление.

    Применяется встроенный бак. Используется при пиковых нагрузках, т.е. неравномерном потреблении воды. Использовав накопленный запас горячей воды, для последующего нагрева, начинающегося после заполнения бака, необходимо много времени.

    Бивалентное соединение с дополнительным источником тепла, выступает которым солнечный коллектор, несущий основную нагрузку. Включение котла производится по необходимости, если имеет место недостаток для подогрева основной энергии.

    Мильтивалентная схема с тремя тепловыми источниками: котлом, играющим вспомогательную роль, коллектором солнечным и низкотемпературным источником, характеризующимся высокой стабильностью, независимостью сезона и времени суток — тепловым геотермальным насосом.

    Схемы, понятно упрощенные.

    В действительности они гораздо сложнее:

    • контуры отопления используются различные;
    • нагрев происходит от разномощных источников с различной температурой.

    Ниже приведена примерная схема:

    1. котел твердотопливный;
    2. лектрический (вспомогательный), включающийся во время действия льготного тарифа (по необходимости);
    3. блок в контуре котла высокотемпературного;
    4. гелиостанция (основной источник в солнечную погоду);
    5. теплогенератор, принимающий тепло от всех контуров;
    6. контур высокотемпературный с возможностью регулировки режимов;
    7. контур низкотемпературный, с предусмотренным регулированием нагрева теплоносителя;
    8. контур проточный горячего водоснабжения со смесительным узлом, чтобы регулировать нагрев бытовой воды.Помимо перечисленных устройств нередко применяют ТЭНы, чтобы поддерживать нужную температуру, без внепланового включения твердотопливного котла.

    ТЭН теплоаккумулятора имеет собственную термостатическую систему:

    Выбор теплоаккумулятора

    Для этого учитывают:

    • объем буферной емкости и материал, из которого она сделана;
    • габариты;
    • max давление;
    • наличие дополнительных теплообменников и опций;
    • качество изоляции внешней.

    Плюсы

    • Экономное расходование исходных ресурсов;
    • Максимально полное использование тепла;
    • Высокий КПД всей системы и котла, в частности;
    • Защищенность от перегрева;
    • Минимальное вмешательство в процесс;
    • Точная регулировка и контроль;
    • Возможность включения дополнительных источников тепла.

    Минусы

    • Высокая инертность;
    • Не всегда целесообразность;
    • Длительный нагрев;
    • Громоздкое оборудование, затрудняющее перевозку, разгрузку и установку;
    • Необходима большая площадь для установки;
    • Высокая цена.

    Стоимость

    Предлагают теплоаккумулятор купить выгодно интернет-магазины:

    Автор и редактор обзоров по гаджетам и новой техники. Ведет работы по написанию свежих рейтингов к публикациям, проверки достоверности и актуальности информации уже опубликованных статей. Отвечает на вопросы в комментариях, пишет на авто темы.

    Что такое теплоаккумулятор для твердотопливного котла — ТОП-10 лучших вариантов

    Газовая труба проведена не во всех загородных поселках. Поэтому систему отопления организуют на основе твердотопливных котлов, жидкотопливных или электрических. Первые считаются не только высокоэффективными, но и мало затратными в плане стоимости топлива. Но, чтобы повысить коэффициент полезного действия прибора и снизить выбросы в атмосферу, рекомендуется использовать теплоаккумулятор для твердотопливного котла.

    Для чего нужен теплоаккумулятор системы отопления

    Теплоаккумулятор – это буферная емкость между котлом и отопительной системой. Ее функция – накапливать внутри горячую воду, которую при снижении температуры теплоносителя добавлять в сеть.

    Дополнительная функция – служить основным или второстепенным источником тепла для системы горячего водоснабжения. Не все теплоаккумуляторы выполняют эту функцию. Все зависит от конструктивных особенностей прибора.

    Многие производители твердотопливных котлов в инструкции указывают, что теплоаккумулятор – рекомендуемая емкость, которая обеспечивает высокий КПД нагревательного оборудования. Это связано с тем, что котлы, работающие на твердом топливе, обладают высокой эффективностью, когда работают только при максимальном режиме работы.

    А максимум – это высокая температура (выше +100°С), которая для системы отопления не нужна. Здесь максимум – +95°С. Теплый пол не превышает +50°С.

    То есть часть вырабатываемой энергии забирает на себя теплоаккумулятор. Он ее хранит до тех пор, пока по каким-то причинам котел не перестает выдавать максимальное количество тепловой энергии. После чего, чтобы восполнить тепло в отоплении, горячая вода подается в сеть.

    Получается, что теплоаккумулятор предназначен для того, чтобы сгладить минимальные и максимальные перепады температуры теплоносителя, что увеличивает время расходования тепловой энергии системой отопления. При этом КПД твердотопливного котла максимально, расход топлива минимальный.

    Схема работы аккумулятора тепла с твердотопливным котлом

    Преимущества и недостатки установки в систему отопления теплового аккумулятора

    Система отопления на основе твердотопливного котла с теплоаккумулятором имеет серьезные преимущества перед другими вариантами:

    1. Растет эффективность и коэффициент полезного действия нагревательного оборудования.
    2. Происходит увеличение времени обогрева помещений из расчета на одну закладку твердого топлива.
    3. Достигается высокая экономия топлива за счет минимизации перепадов температуры теплоносителя. К примеру, при падении температуры до минимума приходится увеличивать расход топлива, чтобы поднять температурный показатель. С аккумулятором тепла этого не происходит.
    4. Есть возможность оптимизировать работу системы горячего водоснабжения, используя буферную емкость, как нагреватель воды.

    Некоторые модели теплоаккумуляторов можно подсоединять к солнечным батареям, к ТЭНам. Это расширяет функции прибора и создает определенные благоприятные условия эксплуатации всей отопительной сети в условиях экономичного потребления твердого топлива. Последний показатель варьируется в диапазоне 10-30%. Неплохой результат, зависящий от установки всего лишь одной емкости.

    Недостаток у теплоаккумулятора один – большие габаритные размеры. То есть бак будет занимать немало места.

    Два важных момента:

    1. Эффективность работы аккумулятора тепловой энергии зависит во многом от того, насколько теплоизолировано здание, где прибор установлен. Если утепление слабое, то ждать высокой эффективности работы емкости не приходится.
    2. КПД аккумулятора также зависит от оснащенности отопительной системы. Если в ней установлены циркуляционный насос, блок контроля и управления, то эффективность будет высокой.

    Основные типы конструкций теплоаккумуляторов

    Все теплоаккумуляторы – это вертикальные цилиндрические емкости. Такое объемное расположение прибора считается оптимальным:

    • упрощает подключение к твердотопливному котлу и отоплению;
    • облегчает дифференцирование температурного режима теплоносителя по его объему;
    • занимает мало места.

    Самая простая конструкция – бак без внутренней начинки. В нем установлено два патрубка – один для подключения к твердотопливному котлу, другой к отопительной сети. В верхней части вмонтирована гильза для установки термометра. Обычно так изготавливают теплоаккумуляторы для твердотопливных котлов своими руками.

    Заводские модели более сложные. Они обеспечиваются термометром и внутренней начинкой в виде змеевика, который выполняет функции теплообменника.

    Змеевик может располагаться во всю высоту теплоаккумулятора или занимать его часть. Чаще расположение нижнее, хотя вариаций много. Одна из них – несколько теплообменников, расположенных равномерно по высоте.

    Назначение спирали – обеспечение системы горячего водоснабжения подогретой водой, плюс подключение к аккумулятору альтернативных источников энергии. Самый распространенный вариант – солнечная батарея.

    Еще одна разновидность конструкции – бак внутри емкости. Первый предназначается для ГВС. Не самый простой вариант. Обычно его используют, когда теплоаккумулятор имеет большой объем – не менее 800 литров.

    Сам бак – это емкость объемом до 100 литров. У этой конструкции есть минус – при максимальной температурной нагрузке отопления потребление горячей воды в ГВС должно быть минимальным. Что не всегда возможно в одно и то же время.

    Конструктивные особенности аккумулятора тепла для твердотопливных котлов

    ТОП-10: теплоаккумуляторы для отопления с твердотопливными котлами, особенности

    На рынке теплоаккумуляторы представлены достаточно широко. Здесь разные модели от большого количества производителей. В составлении рейтинга принимали участие не только специалисты, но и потребители, у которых есть опыт использования приборов этого типа.

    Десятое место — Nibe BU

    Его занимает агрегат марки Nibe BU – 500.8 от компании “NIBE Industrier AB” из Швеции. Аккумулятор напольного типа с внутренним объемом 500 литров. Может выдерживать давление горячей воды до 6 бар и температуру до +95°С.

    Это стандартная модификация, простая, недорогая, хорошо себя показала в эксплуатации. Но достаточно тяжелая – 107 кг. В качестве утеплителя используется пенополистирол толщиной 140 мм.

    Может подключаться к нескольким потребителям. В модельной линейке присутствуют и теплоаккумуляторы со змеевиком, и с накопительным баком.

    Девятое место — ETS 200

    Это место ETS 200. Производитель – немецкая компания Stiebel Eltron. Прибор нужно отнести к категории электрических теплоаккумуляторов. С твердотопливными котлами их почти не используют. Но среди потребителей он очень популярен.

    Восьмое место — HAJDU AQ PT 500

    Это венгерский агрегат, классический. Марка – HAJDU AQ PT 500. В модельном ряду есть комбинированные разновидности со змеевиком и баком. Совместимы с котлами разного типа и твердотопливными, в том числе. Дополнительно комплектуются ТЭНом.

    • в комплектацию не входит теплоизоляционный слой, его придется приобретать и устанавливать отдельно;
    • давление внутри емкости – не более 3 бар.

    Седьмое место — HAJDU AQ PT 1000

    Его занимает модель HAJDU AQ PT 1000 С от венгерской компании. Производитель изначально изготавливал прибор с полной совместимостью с твердотопливным котлом мощностью 25-35 кВт. Плюс – два дополнительных патрубка для подключения к солнечному коллектору.

    В конструкцию входят два змеевика общей площадью соприкосновения с водой 4,2 м² и отверстие под монтаж ТЭНа. Его придется приобретать отдельно.

    Эта модель теплоаккумулятора может работать с твердотопливным котлом и системой отопления, в которой обязательно установлен циркуляционный насос. Без него эффективность агрегата резко снижается.

    Шестое место — S-TANK СЕРИИ HFWT

    Его отдали белорусскому аккумулятору – S-TANK СЕРИИ HFWT – 300. Классический вариант с теплообменником. Объем бака 300 л, отсюда небольшие габаритные размеры. Выдерживает давление до 6 бар и температуру до +110°С.

    Теплоаккумулятор из Белоруссии

    Пятое место — S-Tank AT 300

    Оно у того же производителя, но у модели S-Tank AT 300. Отличие от предыдущего варианта – совместимость с нагревательными котлами разного типа: газовые, электрические, твердотопливные, топливными насосами, каминными рубашками и прочее.

    Четвертое место — S-TANK АТ AT-1000

    Это самая простая модель без теплообменников и других функциональных устройств. Поэтому совместима с твердотопливными котлами мощностью до 10 кВт. Характеристики:

    • объем 1000 л;
    • давление 6 бар;
    • температура +95°С.

    Третье место — HAJDU AQ PT 750

    HAJDU AQ PT 750 отличается от предыдущих моделей этого производителя только наличием внутри дополнительного бака, который используется в качестве теплообменника.

    • давление 3 бара;
    • температура +95С;
    • наличие в комплекте ТЭНа;
    • напольное исполнение;
    • объем 750 л;
    • толщина утеплителя 10 см.

    Второе место — HAJDU PT 300

    Оно у HAJDU PT 300, объем бака которого 300 л. Это стандартная емкость, непокрытая изнутри антикоррозионным покрытием, и без змеевика. Есть отверстие для установки ТЭНа. Простой, надежный и недорогой теплоаккумулятор, отсюда высокая популярность, особенно среди потребителей. Совместим не только с твердотопливными котлами.

    Теплоаккумуляторы венгерского производителя

    Первое место — S-TANK АТ PRESTIGE

    Его отдали белорусской модели S-TANK АТ PRESTIGE – 500. Изготовлен из нержавейки, отсюда практически неограниченное время эксплуатации. Внутри установлен змеевик.

    Производитель обеспечил прибор блоком защиты от перегрева, что увеличивает безопасность агрегата. У модели двойная теплоизоляция. Объем составляет 500 л.

    Схемы подключения теплового аккумулятора к твердотопливному котлу и системе отопления

    Схем обвязки твердотопливных котлов с теплоаккумуляторами немало. Но все они основываются на одной базисной. Особенность подключения всех элементов отопительной сети заключается в принципе работы самого твердотопливного котла. Его КПД зависит от того, какой температуры вода возвращается в котлоагрегат.

    Если она с пониженной температурой, то происходит закипание теплоносителя за счет высокой тепловой энергии, которую вырабатывает нагревательный аппарат, работающий на твердом топливе. Чтобы этого не происходило, в систему включается буферная емкость.

    В ней происходит смешивание двух сред с разной температурой, отчего последняя принимает требуемое значение. То есть в котел вода поступает предварительно нагретая.

    Получается так, что в такой схеме теплоаккумулятор функционирует в качестве узла поддержания оптимальной температуры теплоносителя, достаточной для эффективной работы всей отопительной сети.

    В такую схему устанавливают два циркуляционных насоса:

    • один на обратном контуре перед твердотопливным котлом;
    • второй после теплоаккумулятора.

    Мощность первого всегда должна быть меньше мощности второго. Это связано с тем, что теплоноситель внутри аккумулятора тепла должен двигаться по определенному контуру. И этого можно добиться только разницей мощностей циркуляционных насосов. На картинке движение теплоносителя показано стрелками.

    Гидравлическое сопротивление, которое преодолевает теплоноситель, зависит от количества установленных в системе отопления приборов – радиаторов, запорной арматуры, отводов, тройников и прочего. Их на участке, на котором работает насос системы отопления, больше. А значит, и мощность, чтобы преодолевать это сопротивление должна быть выше.

    На участке от теплоаккумулятора до твердотопливного котла установлена всего лишь труба длиной 3-5 м, которая создает мизерное сопротивление.

    И все же оба насоса надо всегда правильно настраивать. Это можно сделать двумя способами:

    1. Установить регулировочный вентиль на обратку между котлом и буферной емкостью. Им регулируется скорость потока теплоносителя на обратном контуре.
    2. Использовать циркуляционные трехскоростные насосы. Подбирать скорость движения воды с помощью переключения скоростей.

    Все это делается с одной единственной целью – добиться того, чтобы температура теплоносителя на входе в аккумуляторную емкость всегда была меньше, чем на выходе. На картинке параметры обозначены Т1 и Т2 соответственно.

    Базовая схема подключения буферной емкости к отоплению с твердотопливным котлом

    Самодельный теплоаккумулятор для твердотопливного котла

    Самодельный аккумуляторы тепла – способ сэкономить и поднять характеристики буферной емкости, а соответственно и системы отопления дома. Изготавливают их из стального листа. Но чаще используют готовые емкости. Это могут быть даже металлические двухсотлитровые бочки, а также емкости от разных автомобилей.

    Перед тем как сделать теплоаккумулятор, необходимо рассчитать его объем. Этот параметр зависит от трех факторов:

    • мощность твердотопливного котла;
    • тепловая нагрузка, действующая в отопительной сети;
    • время, в течение которого буферная емкость будет работать самостоятельно, то есть без котла.

    Последний показатель сложно точно зафиксировать, поэтому берется приблизительное предполагаемое значение.

    Пример расчета для дома площадью 200 м², в котором теплоаккумулятор будет работать без котла 8 часов. При этом на подающем контуре отопления температура воды будет +90°С, на обратном +40°С:

    1. Закон теплотехники – на 10 м² отапливаемой площади здания требуется 1,0 кВт тепловой энергии. Значит, на 200 м² требуется 20 кВт. Если отопление будет работать без котла в течение 8 часов, то мощность аккумулятора тепла должна быть 8 х 20 = 160 кВт. Для расчета нужно перевести кВт в Вт. Это будет 160 000 Вт.
    2. Полученное значение нужно разделить на теплопроводность воды, которая равна 4200 кВт/кг, и умножить на разницу температур на контуре подачи и обратки, то есть выходе и входе в твердотопливный котел: 90-40=50.
    3. 160000 х 50 : 163 = 1900 кг. А так как масса воды равна ее объему, то в этом случае требуется буферная емкость объемом 1900 литров или 1,9 м³.

    По конструкции самодельные теплоаккумуляторы – те же баки. В них можно установить змеевик. Способ врезки в отопление стандартный. Здесь нет необходимости что-то изобретать, хотя разные варианты нередко предлагаются. У каждой такой схемы свои преимущества и недостатки.

    Например, врезку в бак можно проводить не с боков, а с верхнего торца через тройник. Неплохой вариант, но требующий установки труб чуть большего диаметра. И такая схема не применяется в закрытых системах отопления.

    На самом деле установка буферного бака с твердотопливным котлом – единственно оправданный вариант увеличить КПД котлоагрегата. При этом может решиться еще одна актуальная проблема, связанная с горячим водоснабжением. Небольшие затраты позволяют достичь сразу двух целей.

    Комментируйте статью, делайте ее репост в соцсетях, путь и другие будут в курсе этой интересной темы. Сохраняйте полезную информацию в закладках.

    Также рекомендуем посмотреть подборку видео, которые закрепят знания и ответят на оставшиеся вопросы.

    Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором.

    Твердотопливный котел и теплоаккумулятор — самотечная схема подключения.

    1. https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1852-teploakkumuljator-dlja-otoplenija.html
    2. https://pechiexpert.ru/teploakkumulyator-dlya-tverdotoplivnogo-kotla/#i-3
    3. https://otivent.com/kak-rasschitat-teploakkumulyator-i-vypolnit-ego-obvyazku

    Евгений Афанасьев главный редактор

    Автор публикации 01.06.2021

    Понравилась статья?
    Сохраните, чтобы не потерять!

    Теплоаккумулятор для котлов отопления, принцип работы

    Твердым топливом отапливают дома в регионах, где нет газопровода, а дрова и уголь обходятся дешевле затрат на электроэнергию. Но, возникает неудобство, которого лишены газовые и электрические котлы и заключено в необходимости постоянно находиться рядом с котлом и загружать очередную порцию топлива вручную. Чтобы делать это реже, котел нужно оборудовать теплоаккумулятором (далее ТА), который будет накапливать избыточное тепло и отдавать его когда дрова или уголь уже сгорели.

    Что такое теплоаккумулятор и какую функцию он выполняет

    При сильном горении происходит перегрев системы, при слабом она остывает. Сократить амплитуду и увеличить период колебаний можно за счет вместительного бака с теплоаккумулятором. Последний представляет собой теплообменник с большой емкостью, заполненой теплоностилем. Одна часть системы забирает излишки энергии с котла, вторая постепенно отдает тепло в отопительную систему, не давая температуре резко упасть. Весь это процесс происходит автоматически через змеевики под управлением трехходовых клапанов.

    Другими словами. ТА позволит Вам загрузить полную топку дров и не переживать что вода в котле закипит. После догорания топлива система отопления еще некоторое время сможет работать за счет накопленного в емкости тепла.

    Принцип действия

    Теплоаккумулятор – это емкость, внутри которого циркулирует горячий жидкий теплоноситель. Температура поддерживается в нужном диапазоне благодаря дозированию энергии, передаваемой в контур. Разогретый бак отдает тепло в комнаты постепенно. В результате пропадает необходимость постоянно поддерживать горение в топке котла.

    Видео обзор такой системы

    Достоинства и недостатки отопления с теплоаккумулятором

    Плюсами таких систем являются:

    1. Снижение затрат на энергоносители.
    2. Увеличение КПД отопительной системы.
    3. Отсутствие перегрева.
    4. Снижение количества (периодичности) загрузки твердого топлива в котел.
    5. Тонкая настройка температурного режима в помещениях.
    6. Возможность модернизации (совмещение с системой подачи горячей воды, использование альтернативных источников энергии вместо топлива).

    При всех достоинствах отопительное оборудование такого типа имеет и недостатки:

    1. Мощность установленного котла позволяет отапливать площадь, вдвое больше, чем требуется (запас мощности).
    2. Система долго запускается из холодного состояния до вхождения в нормальный рабочий режим.
    3. Ввиду громоздкости оборудования и большого числа комплектующих усложняется транспортировка, размещение и монтаж.
    4. Сохраняется необходимость топливного склада в непосредственной близости от котельной.
    5. Стоимость оборудования и отсутствие быстрой окупаемости затрат, особенно при замене котла.

    Последний недостаток успешно решается, если смонтировать теплоаккумулятор своими руками.

    Типы отопительных систем с теплоаккумулятором и разным количеством змеевиков

    Змеевик играет роль теплообменника, то есть жидкости различных систем не смешиваются между собой, а передача тепла происходит через стенки этой спирали. Изготавливается из меди или нержавеющей стали. Иногда используется черный металл что бы удешевить конструкцию.

    Различают четыре основных типа систем:

    Без змеевика. Вместо него может быть вмонтирован дополнительный бак меньшего диаметра, подключенный к малому контуру. Передача тепла происходит благодаря физическим свойствам, при котором она поднимается вверх, а холодный теплоноситель опускается в нижнюю часть емкости. Такая система является самой простой и работает только с одним потребителем, например системой отопления и одним источником. Это может быть как твердотопливный котел так и солнечный коллектор. Особенности – минимальная себестоимость, простота монтажа.

    С одним змеевиком. Спираль находится внутри основного бака, по ней циркулирует теплоноситель от источника. Энергия передается в накопительную емкость откуда и циркулирует далее к потребителю. Особенности такой системы является не смешивание различных теплоносителей. Это может быть важно если они имеют различные химические составы.

    Система может работать и в обратном порядке, через змеевик может бить запитана система отопления или ГВС.

    С двумя змеевиками. Дополнительный малый контур теплообменника запитан в систему, подключенную к альтернативному источнику энергии. Эта система позволяет использовать более широкий спект оборудования для нагрева теплоносителя.

    С тремя спиралями. Предполагается, что в единый отопительный комплекс входит котел на твердом топливе и два альтернативных источника, например, солнечная и геотермальная батареи. Максимальная экономия твердого топлива. Котел может использоваться как дополнительный (резервный).

    С дополнительным баком. Существуют системы, в которых включен еще один контур с теплообменником для того, чтобы горячая вода в кране появлялась сразу же после запуска котла, не дожидаясь выхода в оптимальный режим обогрева. Однако в таких системах, запас горячей води ограничен, по его истечению дальнейший прогрев будет проходить медленнее чем через змеевик.

    Применение различных типов систем

    Отопительные системы, в состав которых входят только твердотопливные котлы применяются, как правило, для обогрева частных домов. Необходимость сооружать угольный (дровяной) склад доставляет неудобство, но такой конфигурации достаточно для отопления в самые суровые морозы.

    Системы отопления, в которые включен солнечные коллекторы позволяют экономить до 30% затрат на энергоносители, но не заменить твердотопливный котел. Поэтому ее используют как вспомогательную, тем более что солнце светит не всегда. А вот для того, чтобы дома всегда была вода, мощности достаточно (замещает на 50-90%).

    Совмещенные конфигурации предполагают применение газового и твердотопливного котлов. Это удобно при запуске системы в промерзшем здании. Если газовый агрегат подключить к системе горячего водоснабжения, то вода будет всегда. При этом не нужно подбрасывать дрова, достаточно нажать пусковую кнопку газовой горелки. а основную задачу по нагреву води возьмет на себя твердотопливный котел.

    Схемы подключения

    Полная схема подключения ТА для системы отопления

    Простейшая схема подключения предполагает наличие контурного кольца прогрева котла. Это даст возможность сократить время разогрева основного контура. Термостат не позволит прогонят через теплоаккумулятор холодный теплоноситель (воду или гликоль), пока температура не установится на требуемом уровне.

    Как только это произойдет, теплоноситель распределяется в двух направлениях:

    1. Прогрев ТА.
    2. Прогрев основного бака.

    В последнем случае предполагается перемешивание с теплоносителем и перенаправление в бак. Благодаря тому увеличивается КПД и сокращается время прогрева основного контура. Такое подключение дает возможность работать системе автономно (при выключенном насосе).

    Отдельный контур сообщает ТА и радиаторы. Чтобы исключит необходимость контролировать работу отопительной системы, в ее состав вводится два байпаса:

    1. Содержит шаровый клапан, который перекрывается при выключенном насосе. В работу включается обратный клапан.
    2. Если насос остановлен, а шаровый клапан вышел из строя, прокачка теплоносителя производится по второму (резервному) байпасу.

    Схему можно упростить, исключив обратный клапан. Это делают, мотивируя тем, что он характеризуется высоким сопротивлением потока. Прибегая к такому шагу нужно помнить, что в случае прекращения подачи электроэнергии придется вручную открывать шаровый клапан.

    Более сложная система с использованием альтернативного источника энергии и контура горячего водоснабжения

    Если отключения возможны, в систему включают альтернативный источник питания или бесперебойник. Это потребует дополнительных затрат. Целесообразность покупки данного оборудования проявляется после подсчета стоимости труб, фитингов, насоса и клапанов, которые могут прийти в негодность. В результате приобретение ИБП (источник бесперебойного питания) не кажется слишком дорогим удовольствием.

    Подробный видео обзор системы

    Расчет объема теплонакопителя

    Слишком малый объем неэффективен, большой нецелесообразен с точки зрения затрат и потери полезной площади помещения. Точный расчет выполнить невозможно ввиду отсутствия информации о теплопотери здания, особенно, если оно находится в стадии проектирования.

    Однако есть возможность рассчитать максимально приближенно. В качестве исходных данных служит мощность котла и суммарная площадь всех отапливаемых помещений. Расчеты производятся следующим образом:

    1. Мощность нагревателя в киловаттах находится в прямой зависимости с площадью. 1КВт способен обогреть 10 м 2 . Если дом 120 м 2 , то котел должен выдавать 12 КВт. Необходимо заложить запас, чтобы оборудование не работало на предельной нагрузке (средний коэффициент – 1,5). Получается, нужно устанавливать котел 18 КВт.
    2. Пренебрегая объемом жидкости в трубах и радиаторах, принимается, что каждый киловатт мощности расходуется на разогрев 25 л. теплоносителя в теплоакуумуляторе. Перемножив две величины, получаем 450 л. Эта величина не предельная, ведь на прошлом шаге был заложен запас мощности 50%.

    Заложенного запаса хватит на самую холодную зиму. Оборудование будет работать не на пределе возможности, а значит, прослужит долго.

    Расчет по формуле

    Существует множество сложных математических формул, позволяющих произвести вычисления

    Самая простая формула выглядит так: m = Q / 1.163 х Δt,

    • Q – расчетное количество тепловой энергии, которую мы можем накопить. Это разница вырабатываемой мощности котла и необходимой нам для отопления;
    • m – масса воды в резервуаре, кг. Ее мы хотим вычислить;
    • Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя, °С;
    • 1.163 кВт/кг – удельная теплоемкость воды.

    Онлайн калькулятор

    *Если калькулятор показывает 0 (ноль), значить у вас нет излишков энергии, которые можно накопить.

    Паспортная мощность котла, она указана производителем. Если документы на оборудование не сохранились, найти характеристики можно с сети интернет.

    Мощность, необходимая для отопления вашего дома. Рассчитывается специалистами по сложной форме, которая включает: объем помещения, систему отопление, энергоэффективность всего дома.

    Температура подачи и обратки. Если в системе не установлены термометры, ее можно снять любым теплосъемником.

    Как сделать теплоаккумулятор своими руками

    Такой вопрос возникает когда человек узнает цену на такое оборудование, в зависимости от количества змеевиков и материала изготовления, она колеблется в пределах 400-1500 уе. Что не всем по карману.

    ТА представляет собой цилиндрическую емкость или прямоугольной формы, изготовленную из металла. Размеры определяет требуемый объем, полученный в результате расчетов, приведенных ранее. Толщина стенки 2-3 мм.

    Лист раскраивается при помощи плазмореза, болгарки, гильотины или сварочного аппарата. Сшивается он также при помощи сварки. Максимальное качество шва обеспечивает газовая сварка, но и инверторной можно получить желаемый результат. В любом случаи качество сварных швов необходимо будет проверить под давлением до 4 атмосфер. Торцевые стенки цилиндра закрываются плоскими металлическими кругами той же толщины.

    Сталь или нержавка

    Сегодня на рынке можно приобрести такие емкости как с черной стали так и с нержавеющей. Производители же утверждают что стоит брать только последний вариант так как он не подвержен коррозии, но и стоит в 2-2.5 раза дороже. Что же выбрать? На самом деле, есть нет денег на нержавку смело берите черный металл. Толщины 3 мм хватит на многие годы, так как эта емкость постоянно заполнена водой, содержащегося в ней кислорода недостаточно для образования коррозии.

    Единственная проблема, это когда сливается вода, определенное время внутри сохраняется сырость. Но, запаса толщины металла достаточно чтобы это не было проблемой. Из моей практики: теплоаккумуляторы эксплуатируются уже около 10 лет, никаких проблем с коррозией при ревизии не обнаруживалось.

    В качестве теплообменника выступает изогнутая гладкая или гофрированная труба. Покупка магниевого анода избавит от опасности быстрого покрытия конструкции коррозией.

    Необходимо заблаговременно изготовить чертеж и отметить входное и выходное отверстия для врезки теплообменника и еще два подключения к главному контуру. Входное сверху, выходное внизу. В стенки врезаются штуцеры. Дополнительных два отверстия с патрубками нужно сделать в днище и верхней крышке. Одно для слива теплоносителя, второе для воздухоотводчика (избавит от переизбытка давления внутри бака).

    Чтобы емкость, особенно если форма не цилиндрическая, после заполнения не раздуло, по периметру, на расстоянии 320-380 мм друг от друга устанавливаются ребра жесткости (снаружи бака). Их изготавливают из металлической полосы толщиной 3 мм. Внутри каждое кольцо стягивается двумя диаметральными усилителями стенок, перпендикулярными друг другу. То же самое делают с торцевыми стенками (усилитель соединяет центры окружностей).

    Вся конструкция сваривается. Для установки потребуются опоры. Они будут прилажены к днищу. В этих местах снаружи бака прилаживают дополнительные ребра жесткости из такой же полосы, чтобы под массой ТА днище не деформировалось. На штуцеры нарезается резьба (если соединение с трубами планируется выполнить при помощи муфт). Это можно сделать до их установки на ТА.

    Как альтернативу применяют сварное соединение контура. Это неудобно с точки зрения обслуживания. В случае выхода ТА из строя придется резать трубы. Муфту можно раскрутить, а после ремонта смонтировать все заново. Если в качестве змеевика используют сплавы цветных металлов, понадобится аргоновая сварка.

    Когда система предполагает использование нескольких спиралей теплообменника, их устанавливают одна внутри другой. То есть диаметр первой меньше диаметра второй. Возможна конструкция с расположением друг над другом, если такое позволяет высота потолков в помещении.

    Материалом для бака может служить углеродистая сталь с антикоррозийным покрытием, нанесенным гальваническим методом. Это дешевле, нежели сделать бак из нержавейки. Но последняя прослужит дольше. Единственное уязвимое место – сварочные швы. Их лучше обработать. Естественно, сварочный аппарат должен иметь возможность варить нержавеющую сталь.

    В качестве дополнительного оборудования можно врезать электрический ТЭН. Включая его вы сократите время запуска и прогрева системы. Контрольно-измерительные приборы тоже не будут лишними (термометр, контроллер уровня теплоносителя и т.д.). В качестве устройств, обеспечивающих безопасность работы теплоаккумулятора, применяют предохранительный выпускной воздушный клапан. Такая система надежна, долговечна и неприхотлива.

    Изготовление змеевика

    Для изготовления этого элемента используется медная трубка 20-30 мм диаметром. Форма должна быть цилиндрическая, поскольку всегда являются слабым местом в системах с постоянно циркулирующей водой.

    Что бы сделать такую спиральную конструкцию можно использовать простейшее приспособление в виде деревянно-фанерного каркаса, на который наматывается трубка.

    С обеих краев трубки нужно приварить или припаять штуцеры с резьбой для дальнейшего подключения их в систему. Для спайки лучше всего использовать мягкий припой.

    Проверка герметичности

    Теперь необходимо проверить нашу конструкцию на протекание, причем сделать это необходимо под давлением. Во первых система отопления работает в пределах 0.8-3.5 атмосферы, во вторых давление может скакать достаточно резко при быстром прогреве системы и на это необходимо сделать определенный напуск. давления 4 Бар будет достаточно.

    Наполняем резервуар водой максимально как только позволяет конструкция. Далее можно применить компрессор или даже автомобильный насос и накачать им необходимое давление. Подсоединить его можно через одно из технологических отверстий, о которых я писал выше.

    Оставить в таком состоянии емкость на некоторое время и проверить не проявляется ли вода или сырость на швах.Если такая проблема возникла ее необходимо исправлять.

    Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

    В ситуации, когда нет возможности задействовать постоянный источник энергии для отопления дома любая стоящая идея повышения эффективности системы отопления заслуживает внимания. Так, при отсутствии магистрального газоснабжения, в большинстве своем используются твердотопливные котлы отопления или электрические. К сожалению, несмотря на распространенность и доступность, эти системы не лишены недостатков, одним из которых выступает цикличность работы с большой разницей температур между максимальным нагревом теплоносителя и минимальной температурой воды в системе. Решить эту проблему поможет установка одного дополнительного прибора – теплоаккумулятора, позволяющего оптимизировать работы системы.

    Для чего нужен теплоаккумулятор системы отопления

    В теплотехнике, как и в других отраслях научно-практических знаний устройства накоплению энергии называются аккумуляторами. Основное их назначение заключается в накоплении необходимого количества излишествующей или специально поставляемой энергии и максимально большом времени хранении этой энергии. Важным качеством аккумуляторов выступает возможность циклического характера хранения энергии с периодами накопления и отдачи потребителям. Не исключение и теплоаккумулятор – в обычном режиме работы он накапливает в себе тепло, какое-то время поддерживает стабильную температуру и в случае необходимости отдает это тепло приборам, обеспечивающим отопления дома.

    Промежуточный накопитель тепла с успехом используется как в промышленных, так и индивидуальных системах отопления. Тепловой аккумулятор нашел свое применение в системах с твердотопливными котлами, электрическими нагревательными установками, комбинированными системами с использованием возобновляемых источников энергии. Устройство используется как основной и вспомогательный источник тепла для систем горячего водоснабжения. Тепловой аккумулятор может использовать кроме отдельного нагревательного устройства в виде котла еще и автономно установленный теплонагреватель, обеспечивающий подогрев теплоносителя независимо от работы отопительного котла.

    Преимущества и недостатки установки в систему отопления теплового аккумулятора

    При включении в систему отопления дополнительного прибора увеличивается и объем теплоносителя. При этом в отличие от конечных приборов – батарей и радиаторов тепловой аккумулятор не отдает тепло, а наоборот, старается его накопить. Сегодня имеется несколько схем включения этой установки в систему, каждая имеет свои специфические задачи и технические решения, но все эти схемы сводятся к одному — сгладить пиковые значения максимума и минимума температуры и обеспечить максимальный промежуток времени расходования тепла.

    Из этого исходит то, что включение в схему тепловой установки дома дополнительно большого объема аккумулятора теплоты позволит:

    • Увеличить эффективность работы твердотопливных котлов;
    • Увеличить время обогрева помещений от одной закладки дров, угля или другого вида топлива;
    • Экономить энергоресурсы путем смещения провалов температуры из-за охлаждения теплоносителя;
    • Обеспечить использование дополнительных источников энергии, таких, как солнечные энергоустановки;
    • Создать более высокие условия комфорта — применить схему нагрева воды для горячего водоснабжения;
    • Обеспечить экономию электроэнергии посредством включения ТЭН в период самого экономного тарифа.

    Как видно, включение всего одного устройства в схему отопления позволит сэкономить в зависимости от месяца года от 10 до 30% энергоресурсов. Вместе с тем эта установка имеет и свои негативные стороны. Прежде всего, эффективность теплоаккумулятора будет высокой в случае если здание будет иметь хорошую теплоизоляцию. Это важный фактор, влияющий на общий показатель эффективности. Второй момент заключается в том, что включение в схему этого прибора требует дополнительной площади помещений. Нужно учитывать тот факт, что емкости бака обычно равны 500, 800 и даже 1000 литрам, а это довольно большой объем сам по себе, не считая слоя теплоизоляционного материала. Третий момент заключается в том, что для нормального функционирования системы рекомендуется кроме накопителя оснастить систему еще и другими необходимыми устройствами – циркуляционными насосами, датчиками температуры, устройством управления, под чьим руководством и будет происходить большинство процессов.

    Основные типы конструкций теплоаккумуляторов

    Принципиально различия между основными схемами компоновки устройств заключаются во внутреннем строении бака. В остальном это большой объемный бак вертикальной ориентации. Чаще всего используется именно вертикальная цилиндрическая схема, такое расположение позволяет проще организовывать подключение потребителей и дифференцировать объем по температуре теплоносителя.

    Самым простым считается накопитель с прямым подключением контуров. В цилиндр бака на разной высоте подключены контур нагрева теплоносителя и контур конечных приборов отопления.

    Эта схема применяется в системах, где используется один тип теплоносителя и нет необходимости разделять контуры котла и приборов отопления. Такие буферные емкости рассчитаны на рабочее давление системы и чаще всего имеют в качестве группы безопасности простой механический клапан. Температура в таком бае может достигать 95 градусов.

    Модель со встроенным теплообменником значительно расширяет возможности системы. Чаще всего применяется нижнее расположение теплообменника, выполненного в виде спирали из нержавейки. Для увеличения площади нагрева может использоваться вместо обычной гладкой трубы гофрированная труба. В зависимости от объема системы может быть несколько теплообменников, переключение потока между ними осуществляется при помощи клапанной группы, расположенной за пределами бака.

    Эта схема обеспечивает функционирование системы отопления, в которой давление в контуре котла намного выше, чем в контуре емкости и радиаторах отопления. Кроме этого, она обеспечивает использование дополнительных источников энергии, например, солнечной установки. Еще одним вариантом применения накопителя с теплообменником выступает использование разных по типу теплоносителей в котле и контурах батарей.

    Буферная емкость, дополненная теплообменником во всю высоту или вторым теплообменником в верхней части нашла свое применение в системе, обеспечивающей горячее теплоснабжение дома. Холодная вода через нижнее подключение поднимается и таким образом нагревается до приемлемой температуры. Этот вариант подходит для помещений со стабильным показателем потребления горячей воды. Температура нагрева составляет 60 градусов, что соответствует нормам горячего водоснабжения.

    Самым сложным вариантом накопителя выступает модель со встроенным резервуаром для горячей воды. Такие схемы чаще всего используются в накопителях большого размера, поскольку емкость для горячего водоснабжения выбирается объемом 80-100 литров, а для поддержания температуры на уровне 50-60 градусов дополнительный объем должен быть не меньше 800 литров.

    Однако такая схема имеет и большой минус – для нормального функционирования пользование горячей водой и пик выработки тепловой энергии должны быть разнесены по времени, или же забор горячей воды должен быть минимальным.

    Топ-10: виды теплоаккумуляторов для отопления, особенности, цена

    Десятка самых популярных теплоаккумуляторов для твердотопливных котлов выглядит следующим образом:

    В розничной торговле цена может варьироваться от 55 до 200 тысяч рублей. Многие модели белорусских и немецких производителей представлены в виде стальных резервуаров, без кожуха теплоизоляции. В маркировке цифрой указывается объем накопителя.

    Схемы подключения теплового аккумулятора к твердотопливному котлу и системе отопления

    Самой простой схемой подключения выступает схема подключения накопителя с прямым контуром.

    Резервуар имеет четыре патрубка – верхние для поступления горячего теплоносителя и нижние для подключения обратки. На трубах обратки устанавливаются циркуляционные насосы. Холодный теплоноситель из контура радиаторов поступает в резервуар. Дальше через циркуляционный насос вода поступает в кожух твердотопливного котла, нагреваясь, она обратно попадает в накопитель, только через верхний патрубок. Дальше опять через верхний патрубок, только контура отопления теплоноситель поступает в радиаторы, где и охлаждается. В накопителе в период когда основной объем заполняет остывший теплоноситель активного смешивания горячей и остывшей воды не происходит, зато в батареи идет горячая вода. Но по мере того как топливо начинает гореть более интенсивно в бак поступает больше горячей воды и, таким образом, он заполняется нагретым теплоносителем. Учитывая то, что сам резервуар имеет большой слой теплоизоляции, нагретая вода остывает медленно, что дает возможность поддерживать стабильную температуру в контуре долгое время.

    Для частных домов в зависимости от оснащенности системы приборами отопления и горячего водоснабжения применяются 7 основных схем подключения:

    • Схема прямого подключения для твердотопливных агрегатов;
    • Схема с диагональным расположением насосов и трехходовым клапаном;
    • Схема с замкнутым контуром котла;
    • Схема с внешним теплообменником ;
    • Схема с теплообменником системы горячего водоснабжения;
    • Устройство с накопительным баком горячего водоснабжения;
    • Схема с дополнительным подключением солнечного коллектора;

    Самодельный теплоаккумулятор: преимущества, конструктив, схема врезки в систему отопления

    У народных умельцев усовершенствование системы отопления последнее время становится одной из самых популярных тем. В качестве материала для теплоаккумулятора используются металлические 200 литровые бочки, емкости для технических жидкостей и даже готовые решения – бочки со списанных пожарных машин и армейских водомаслогреек. При этом последние варианты считаются наиболее предпочтительными – емкости уже имеют теплоизоляцию и достаточный объем. Так, с пожарной машины АЦ-40 резервуар имеет емкость 1,5 тонны, армейский прицеп вмещает 1 тонну воды.

    При проектировании используются разные методы расчета, но наиболее быстрый и простой это использование онлайн калькулятора, в который достаточно просто подставить запрашиваемые показатели.

    Вместе с тем, несмотря на кажущуюся простоту для правильного расчета и установки теплового аккумулятора для твердотопливного котла также важно правильно подобрать и другое оборудование – насосы, клапаны, краны, управляющее электронное устройство.

    Система отопления с теплоаккумулятором – преимущества и недостатки

    Теплоаккумуляторы часто используются в домашнем отоплении. Однако неправильное или ненужное подключение такого устройства делает систему отопления с теплоаккумулятором дорогостоящей и плохо работающей. Для чего нужен такой накопитель энергии, и как правильно его обвязать, – это основные вопросы, рассматриваемые дальше.

    Когда стоит задуматься о приобретении водяного аккумулятора?

    В большинстве своем без этого элемента спокойно можно обойтись. Однако есть случаи, когда он помогает решать непростые задачи.

    Внимание! Прежде чем принимать решение о покупке, следует хорошо продумать другие варианты, поскольку такая емкость и ее установка стоят недешево.

    Как правило, газовые и электрические водонагреватели имеют автоматику, позволяющую контролировать температурный режим в помещении. У большинства твердотопливных котлов такой функции нет. Правда, пеллетные печи могут производить такую регулировку путем уменьшения подачи воздуха в топку. При этом снижается КПД и теряется энергия, которая могла бы быть использована в доме. Приходится останавливать топление, а через некоторое время запускать его снова.

    Вот здесь и может пригодиться водяной накопитель. Когда печь работает на полную мощность, она обогревает дом и попутно нагревает воду в цистерне. Затем она отключается, и накопленная горячая вода расходуется по мере необходимости. При этом можно отметить несколько положительных моментов:

    • печь работает всегда на полную мощность с высоким КПД;
    • топить ее нужно реже;
    • если еще использовать трехходовой клапан, то будет обеспечен стабильный микроклимат.

    Кроме того, система отопления с теплоаккумулятором дает возможность быстрее нагревать некоторые устройства, например, бассейн. В ночное время, пока вода сильно не расходуется, происходит ее нагрев и накопление, а днем, когда появляется необходимость наполнить бассейн, она заливается в него.

    С другой стороны, если стоит автоматический котел: газовый или электрический и нет необходимости в большом объеме жидкости, то приобретение дорогостоящей емкости не представляется необходимым.

    Вывод! Прежде чем решать вопрос о приобретении теплоаккумулятора, следует определить его цель и необходимость.

    Устройство

    Бак имеет цилиндрическую форму. По физике известно, что наиболее хорошо выдерживают давление шарообразные конструкции. Если самостоятельно сварить буферную емкость прямоугольной формы, да еще больших размеров, то при давлении швы не выдержат и разойдутся, залив помещение водой. Кроме того, устанавливаются такие водохранилища в основном вертикально. Такое расположение помогает лучше разделять теплую и холодную жидкость.

    Чтобы уменьшить теплоотдачу, конструкцию тщательно отделывают утеплителем, поверх которого накрывают слой защиты и окрашивают. Для перемещения больших емкостей к их корпусу приваривают монтажные крюки или кольца. Снизу имеются опорные ножки. Внутри бака имеются четыре трубы, направленные друг к другу, верхние находятся на небольшом расстоянии между собой. Одна пара находится вверху, другая внизу. Верхние трубки имеют наклон вверх.

    Малое расстояние между трубками позволяет входящей воде не рассеиваться, а сразу попадать в отходящую трубу, поддерживая прямоточное движение теплоносителя.

    Принцип работы

    Схема отопления с теплоаккумулятором достаточно простая. Нагретый теплоноситель от теплогенератора поступает в верхнюю трубку и почти полностью подхватывается всасывающей трубкой от насоса отопительного контура. Проходя по отопительным приборам, охлажденная жидкость входит по нижней трубке и смешивается с содержимым, а какая-то часть уходит к печи. При прогревании контура обратная магистраль становится теплее, и аккумулятор нагревается. Этот процесс идет до тех пор, пока все содержимое не нагреется до определенной температуры. После чего генератор тепла останавливается.

    Затем идет разбор накопленной жидкости. Насос от котла остановлен, а работает только контурный насос. Он забирает верхний слой содержимого и отправляет к приборам, назад возвращается охлажденный теплоноситель, который постепенно понижает температуру до заданного уровня.

    После понижения температуры до выбранного значения срабатывает датчик и запускает водонагреватель. Цикл повторяется.

    Привязка к котлу

    Чтобы схему отопления с теплоаккумулятором можно было включить без нанесения вреда топке и дымоходу, необходимо внести некоторые изменения. При изменении температуры на подающей и обратной магистрали более чем на 20 градусов возникает конденсат, проявляющийся в испарине на поверхности котла. В результате чего уменьшается теплоотдача, а насыщенный водяным паром отработанный газ попадает в дымоход и прицепляет частички несгоревшего материала к его стенкам. Постепенно дымоход засоряется и уменьшается тяга.

    Конденсат также может образовываться на трубах, внешних поверхностях теплогенератора, что ведет к коррозии металла, поэтому длительное его действие недопустимо. Для выхода из положения ставят смесительный трехходовой клапан. Отличить от распределительного вентиля можно по стрелкам на его корпусе или буквам.

    Смесительный тип имеет два входа и один выход. Выход направляют в сторону печи, противоположный патрубок к буферу, а центральный через байпас к подаче. Чтобы вода могла циркулировать через этот вентиль, насос должен стоять ближе к водонагревателю, то есть между вентилем и печкой. Что это даст?

    При розжиге печи теплоноситель холодный. Термодатчик, установленный на подаче, подает сигнал на термоголовку, и она перекрывает прямой вход, оставляя центральный открытым, пропуская жидкость с подачи на обратку, образуя малый круг. Вентиль будет находиться в таком состоянии до тех пор, пока не пройдет прогрев теплогенератора.

    После этого датчик покажет головке, что пора открывать прямой проход и закрывать центральный. Это будет происходить постепенно, так как поступающая от аккумулятора жидкость будет холодной, и она не будет успевать нагреваться до нужной температуры. Когда центральный проход будет почти полностью перекрыт, тогда почти весь теплоноситель будет попадать в буфер.

    Внимание! Термостатический вентиль можно ставить на обратку и подачу, если он поворотного типа, если прижимного, то только на обратную магистраль, чтобы давление на клапан было прямым, иначе он будет дребезжать.

    В начале отопительного сезона этот процесс будет происходить дольше, поскольку вся вода будет ниже 20 градусов, а в процессе работы она будет остывать примерно до 40 градусов. В этом случае температурный перепад между выходом и входом в котел вряд ли будет очень отличаться, да и прогреваться будет значительно быстрее.

    Связь буфера с контуром

    Подключение теплоаккумулятора к системе отопления также может осуществляться через трехходовой кран. Все зависит от потребностей контура. Если радиаторы снабжены двухходовыми вентилями и способны сами регулировать теплоотдачу, а, кроме них, нет других дополнительных теплообменников, то трехходовой клапан не потребуется. Если же есть хоть один нерегулируемый аппарат, тогда присутствие регулирующего элемента нужно, или же придется автоматизировать этот аппарат.

    При решении установки регулировочного крана его устанавливают на подающей магистрали. В этом случае после буфера идет насос, затем входной патрубок терморегулятора, выход и подающая магистраль. Центральный вывод связан через байпас с обратной магистралью. Головка терморегулятора отрегулирована на рабочую температуру теплоносителя. Она должна иметь выносной термодатчик, его ставят за теплообменник, например, калорифер или обратку.

    Пока система прогревается – открыт прямой проход, и все тепло идет к обогревателям. Как только появляется излишек тепла, термоголовка перекрывает прямой проход и пускает жидкость по обходному маршруту через байпас в буфер. После того как буфер нагреется, печь или котел отключатся, и расход будет происходить из теплоаккумулятора.

    По мере остывания аккумулятора произойдет обратный процесс: прямой проход будет все больше открываться, а центральный закрываться. Распределительный кран можно поставить на обратную магистраль, контролируя контур. Тогда схема будет следующей: на подаче стоит насос, а трехходовой клапан на обратке.

    Центральный вывод соединен с подающей трубой через байпас перед входом насоса. Условие нормальной работы: вход терморегулятора должен быть связан с насосом через контур, а выхода соединены с теплоаккумулятором и входом насоса. Можно использовать и смесительный тип, но у него центральный вывод в этом случае будет играть роль прямого прохода.

    Общая схема и рекомендации

    Система отопления с водяным теплоаккумулятором отличается от обычной тем, что имеется гидравлическое разделение. В процессе прогревания емкость является потребителем, чтобы нагрев происходил в других отопительных приборах необходимо создать избыточное давление на подающей трубе. С другой стороны, при большой мощности циркуляционного насоса будет больше захватываться охлажденная жидкость, так как горячая не будет успевать поступать.

    Из этого делаем вывод: трубы входящие и выходящие из буфера должны быть одного диаметра, располагаться на одной высоте, на подающей магистрали они к тому же должны быть максимально сближены, а питающий и раздающий насосы иметь одинаковые параметры.

    Не следует из емкости делать коллектор – делать несколько отводов для разных потребителей. Температурный режим внутри бака резко меняется, даже при полностью прогретом баке верхний и нижний слой могут отличаться на десятки градусов. Конечно, если бак небольшой, эта разница не такая очевидная.

    По этой же причине не следует встраивать змеевик для ГВС (горячее водоснабжение), используемый для душа и мытья посуды. Высокий температурный режим наступает не так скоро и держится сравнительно небольшой промежуток времени. При этом расход должен быть сравнительно небольшим. Для семьи из несколько человек нужно будет составлять график кто и в какое время может принять душ, при этом не должны пользоваться раковиной. Поэтому лучше поставить отдельный водонагреватель.

    Дополнительные рекомендации в этом ролике.

    Постепенно в магистрали накапливается грязь. Она под действием гравитации оседает в наиболее низких местах, поэтому в теплоаккумуляторе дно всегда загрязнено. Из-за этого трубы обратки приходится приподнимать на некоторое расстояние от нижней точки. Грязевик или фильтр очистки по этой же причине ставят уже после накопителя. При использовании трехходового вентиля очистку желательно произвести до него.

    Разводку труб после накопителя производят обычным способом. Если есть второй этаж, ставят тройник и пускают ветви по первому и второму этажам. Коллектор на теплые полы также устанавливают в нужном месте. При расчете расширителя обязательно нужно учитывать емкость буфера.

    Использование естественной циркуляции

    Некоторых волнует вопрос относительно отключения электроэнергии. Система автоматического отопления с теплоаккумулятором или без него включает в себя насосы. Понятно, газовый и электрический котел сами по себе остановятся, а что делать с печкой, в которую насыпали уголь. Он долго горит и просто так его не затушить.

    Вот некоторые предложения как решить эту проблему.

    Что можно сделать, чтобы циркуляция проходила естественным путем? В первую очередь стоит обратить внимание на частоту отключений и их длительность. Самый простой и дешевый способ – приобретение бесперебойного питания для компьютера. Они выпускаются разной мощностью и смогут обеспечить работу двух электронасосов в течение нескольких часов. Для увеличения времени работы можно дополнительно подключить автомобильный аккумулятор. Материальные затраты будут значительно меньше, чем переделывать всю систему.

    Если все же появилось желание использовать гравитационную силу, то необходимо использовать трубы с малым гидравлическим сопротивлением, которое зависит от диаметра. Минимальный внутренний диаметр должен составлять 50–70 мм. Если в печном котле выходные патрубки меньше этого значения – ничего не получится. Чтобы запустить циркуляцию, с одной стороны нужен вертикальный стояк, с другой стороны, он не должен быть слишком высоким.

    Другие сложности с гравитационным способом и их решения показаны в ролике.

    Стояк служит своеобразной «ледяной горкой», на которую нужно подняться, чтобы потом скатиться вниз. Если стояк будет низким, скорость циркуляции будет малой, а если высоким – нагретая вода не успеет достичь верхней точки прежде, чем закипит котел. Кроме того, входящие в систему вентили, коллекторы, отходящие трубы только увеличивают гидравлическое сопротивление, замедляя циркуляцию. Вывод очевиден: в сложных системах гравитационный способ работать не будет.

    Окупаемость

    В предыдущих подзаголовках речь шла о емкости в 100–300 литров. Такой объем является лишь небольшим подспорьем для водонагревателя. Ощутимую помощь оказывают бочки на 1–2 тонны. И вот здесь возникают трудности:

    • как внести ее в помещение;
    • где найти нужное место;
    • выдержит ли основание такую нагрузку.

    Стоит такой бак примерно 80 000, плюс дополнительная арматура около 100 000, не считая работ. Окупить можно только на электрокотле и с хорошим ночным тарифом: разница между дневными и ночными ценами должна быть не менее 3–4 рублей.

    Смысл заключается в том, что водонагреватель работает только по ночному тарифу, запасая энергию на весь день. Для этого электрокотел должен быть мощным, чтобы за ночь успеть нагреть буфер и протопить дом, да еще поднять температуру теплых полов первого этажа на 3 градуса. Тогда этого будет достаточно для отдачи тепла в течение дня.

    Как производится расчет показано в этом ролике.

    Но как бы ни старались выиграть за счет ночного тарифа, без сбережения тепла экономии не будет. Даже если котельная будет находиться в доме, необходимо теплоизолировать трубы. В котельной и так достаточно источников тепла, а излишняя теплота будет быстрее выходить наружу.

    Самыми горячими будут трубы от печи до накопителя, они могут нагреваться до 120 градусов, поэтому этот промежуток можно соединять только металлом. Теплоизоляцию для них можно использовать каучуковую. Стоит она недешево, но справится хорошо со своим назначением.

    Коротко о главном

    Теплоаккумуляторы обладают одним большим преимуществом, они, как термос способны накапливать и удерживать тепло, а при необходимости отдавать его. Это помогает избежать тактования теплового генератора в теплые времена года, освобождает человека от частого обслуживания твердотопливной печки. Если есть хороший ночной тариф на электроэнергию, то за несколько лет покупка такого агрегата будет окуплена. С другой стороны, такая емкость имеет большие размеры и вес, что требует специального подготовленного места. Ее использование требует значительно увеличить размеры расширительного бака и усложнения отопительной системы.

    Читайте также:
    Котел газовый двухконтурный турбированный - виды, фото
    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: