Твердотопливный шахтный котел Холмова своими руками (чертежи, размеры)

Твердотопливный котел Холмова: все “за” и “против”

Применение основ термодинамики дает высокие результаты в различных сферах жизнедеятельности. Такая разработка, как котел Холмова – пример эффективной установки, характеризующейся длительной работой на одной закладке, максимальным использованием энергии тепла от топлива и дожиганием образовавшихся газов.

В качестве сырья для загрузки могут использоваться такие виды топлива:

  • уголь;
  • прессованная крошка;
  • древесина;
  • отходы обработки;
  • гранулированные материалы – брикеты, пеллеты.

Принцип работы котла Холмова обеспечивает ему преимущество над традиционными установками, где в результате активного горения сокращается время до следующей загрузки топлива.

Конструкция котла Холмова

Сборка отопительной системы определяется принципом работы устройства. В шахтном котле Холмова топочное отделение и камера теплообменника располагаются вертикально, что обеспечивает естественную конвекцию отработанных газов в верхний отсек финишного дожига. Топка размещается на всю высоту шахты. Для загрузки дров используется верхний люк изделия.

Котел длительного горения Холмова состоит из следующих элементов:

  • корпус металлический;
  • шахта топливная;
  • патрубки для подключения к дымоходу и системе теплоснабжения;
  • дверцы для загрузки твердого топлива и чистки камер;
  • шахта, в которой располагаются камера теплообменника и конвекционная, колосники;
  • предохранительные устройства – компенсаторы расширения, предохранительный клапан, терморегулятор.

Чертежи котлов Холмова могут дополняться иными компонентами, например, при сборке оборудования своими руками или в целях повышения безопасности его эксплуатации.

Различия по мощности

В серийном производстве используются три основных модификации котла Холмова.

Мощность Особенности
Модель на 10 кВт Используется для обогрева небольших помещений, таких как гараж, отдельная хозяйственная постройка или мастерская
Модель на 12 кВт Обеспечивает дополнительный прирост мощности. За счет незначительных изменений в модификации, вес котла Холмова достигает 255 кг. При этом габариты устройства позволяют пронести его через дверной проем
Модель на 25 кВт Самая производительная в линейке ТКЗ (Таганрогского котлостроительного завода). Ее мощности хватит на обогрев группы помещений, всего загородного дома

Энергозависимые и энергонезависимые

Модификации агрегатов подбираются в зависимости от условий эксплуатации. Энергозависимые котлы Холмова оснащаются дымоотсосом. Их работа управляется специальным контроллером и терморегулятором. В конструкцию включены дополнительные устройства, обеспечивающие безопасные условия работы.

В энергонезависимых котлах Холмова применяется более простая компоновка, но при этом сохраняется концепция сборки, исключающая создание аварийных ситуаций. Не требуют подключения к питающей сети.

Безопасность в конструкции

Критический момент в работе твердотопливных котлов – сильный разогрев корпусной части. Для того, чтобы исключить расширение оболочки и расхождение сварных швов, в конструкции котла Холмова применяются компенсаторы. За счет такой компоновки сохраняется форма установки на весь период работы шахтной системы.

Безопасность конструкции также обеспечивается и в нижней части корпуса, где температура нагрева остается минимальной. Для размещения котла Холмова на поверхности не требуется монтаж специального экрана – агрегат просто ставится на ножки.

Принцип действия котла Холмова

Устройство установки позволяет максимально эффективно использовать энергию топлива. В котле Холмова задействованы два принципа – получение тепла от горения сырья и дополнительный нагрев теплоносителя при дожигании выделяемых газов. При таком подходе достигается максимальный эффект от генерации тепла, получается минимальное количество отходов и увеличивается период работы на одной загрузке.

Процесс горения

Рабочий процесс в котле длительного горения Холмова начинается с прожига нижнего слоя топлива. Верхний ярус загрузки при этом начинает тлеть, насыщаться дымом и другими продуктами горения. По завершении цикла дрова обладают максимальной отдачей тепла. При этом в камере дожига продолжают скапливаться газы.

Под контролируемым горением понимается оснащение установки средствами контроля объема поступающего воздуха. В котле Холмова данный процесс реализован по трем направлениям:

  1. Регулирование положения заслонки, размещенной на дверце поддува.
  2. Организация принудительной подачи воздуха в нижнюю и верхнюю камеры
  3. Снижение давления газов в камере дожига за счет монтажа дымоотсоса.

Регулирование тяги, как процесс контроля параметров нагрева теплоносителя, может быть механическим. Например, при достижении штатной температуры в помещении или шахте можно уменьшить подачу воздуха за счет закрытия дверцы. Контрольная функция передается регулятору (датчику), который монтируется в защитной гильзе в месте прохождения теплоносителя.

При изменении степени нагрева происходит увеличение или уменьшение размеров чувствительного элемента. Жесткое соединение со штоком обеспечивает мгновенную связь с воздушной заслонкой.

Верхняя и нижняя камера

Между собой отсеки разделяются стальной перегородкой. В пластине есть просвет, через который происходит разогрев накопленных продуктов горения в конвекционной камере. Полное сгорание обеспечивает существенный прирост КПД (коэффициента полезного действия).

Основная отдача тепла идет от нижней камеры. Остальная энергия практически без потерь уходит через конвекционную камеру.

Накопление газов в верхнем отсеке осуществляется с целью поддержания процесса тления топлива. При этом с увеличением давления происходит более сильная теплоотдача в условиях нехватки кислорода. Именно пиролизное горение обеспечивает разогрев в отсеке до 800-100 градусов с активной отдачей на контур теплоносителя.

Самые экономные твердотопливные котлы — как выбрать, можно ли сделать прибор самостоятельно? Обо всем этом по ссылке.

Плюсы и минусы

Используя чертежи котлов Холмова для обустройства частного хозяйства, пользователи ориентируются на практические свойства установки. Она неприхотлива в эксплуатации, служит долгое время, требует минимум затрат на обслуживание.

Принцип действия котла Холмова выдвигает определенные требования к компоновке и исправности предохранительных устройств. Прежде всего это компенсаторы, которые исключают саморазрушение корпусной части.

Все преимущества

Говоря про достоинства установки, следует обратить внимание на следующие качества:

  1. Универсальность в применении. Котлы Холмова неприхотливы к условиям места размещения, могут работать на любых видах твердого топлива. Уникальный принцип работы позволяет использовать в печи даже намокшие дрова. При этом максимально допустимая влажность сырья не должна превышать 45 процентов.
  2. Адаптивность по мощности. В зависимости от производительности, котлы Холмова могут обеспечить различные потребности пользователя. Установки успешно отапливают гаражи, жилые помещения или производственные территории.
  3. Конструкция котла обеспечивает минимальные утечки продуктов горения, сохранение формы корпусной части и пожарную безопасность в месте эксплуатации. Компоновка устройства позволяет не устанавливать дополнительное оснащение.
  4. Оптимальные габариты. Установка подходит для размещения практически в любом месте. Котел может быть собран непосредственно в котельной или установлен в готовой заводской комплектации.

Единственный недостаток

В числе минусов установки – активное образование сажи, которая скапливается на стенках камер горения. Из-за этого затрудняется чистка конструктивных внутренних элементов, снижается коэффициент полезного действия. Для устранения нежелательных последствий эксплуатации установка оснащается дымососом.

Котлы Холмова нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и частных хозяйствах. Конструкция и принцип действия агрегатов обеспечивают высокую энергоэффективность теплоснабжения, экономию топлива, снижение числа загрузок. Важно своевременно обслуживать активные части устройства, по возможности не использовать уголь в качестве топлива (сильно коксуется).

А как считаете вы, стоит ли устанавливать у себя в загородном доме котел Холмова? Напишите в комментариях. Поделитесь статьей в социальных сетях и сохраните ее себе в закладки, чтобы полезная информация была всегда под рукой.

Также рекомендуем посмотреть подобранные видео по нашей теме.

Читайте также:
Какой стабилизатор напряжения лучше для газового котла - фото

Стоит ли покупать котел Холмова?

Расход топлива в котле Холмова.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 28.05.2021

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Шахтный котел длительного горения: устройство, принцип работы, чертежи

Технические характеристики котлов верхнего горения на твердом топливе

Котлы с верхним горением производятся с разными мощностями от 8 до 95 кВт. Отдельные модели могут достигать показателя в 1200 кВт. Чем больше показатель, тем эффективней работа агрегата и тем большую площадь можно будет обогреть. Котлы с минимальной мощностью рассчитаны для установки в небольших домах. Украинские «Бураны» с 40 кВт предназначены для отопления больших домов или складских помещений.
Твердотопливный котел БУРАН-EXTRA 1200

Материалы изготовления котлов — чугун или сталь. Чугунный теплообменник долговечней, но из-за своего большого веса может вызывать трудности при монтаже. Стальные теплообменники изготавливают из стали различного качества от низкосортной, до высококачественной, устойчивой к воздействию высоких температур. Помимо этого стальные котлы часто имеют защиту из шамотного кирпича.

Чаще всего котлы с верхним горением работают на дровах, но есть модели, в которые можно укладывать уголь, торфяные брикеты, стружку и другое топливо.

КПД котлов равен 85-93 %. Как заявляют производители, время работы прибора после одной загрузки дров составляет от 8 до 31 часов, а на углях до 5 суток. Среднестатистический недорогой котел выдает тепло в течение 5-8 часов.

Температура нагрева воды 70 C на дровах и 85 C на угле. Рекомендованная температура на входе от 60 C. Система отопления может быть как с естественной, так и с принудительной циркуляцией.


Пиролизный шахтный котёл длительного горения на дровах

Твердотопливные котлы благодаря своей универсальности пользуются популярностью у владельцев частных домов. Эффективный и простой в эксплуатации шахтный котел не только позволяет быстро обогревать помещение, но и работает максимально долго от одной загрузки топлива. Такие установки будут отличаться своей конструкцией, размерами, мощностью и рядом других параметров.

Описание оборудование

Шахтные котлы длительного горения — это эффективная техника, которая характеризуется максимально возможной продолжительностью горения топлива и уникальными особенностями конструкции. Наличие топливной камеры с увеличенными размерами избавляет от необходимости частой загрузки, а благодаря специальной конструкции поддувала обеспечивается медленное горение с выделением большого количества тепла.

Наибольшее распространение сегодня получили две конструкции шахтных котлов:

  1. Пиролизные.
  2. С обычным горением.

Обе этих схемы исполнения имеют две камеры, в одной из которых устроен теплообменник, а вторая используется для сжигания топлива. Котел шахтного типа с нижним горением отличается простотой конструкции и имеет топку высотой на весь агрегат, что позволяет существенно упростить загрузку. Топочное отделение напоминает по своему виду шахту, что послужило названием для отопительного оборудования данного типа.

Камера теплообменника выполняется по классической жаротрубной технологии. Внутри этого отсека проложены многочисленные трубы, по которым циркулирует теплообменник, нагреваемый горячим воздухом, поступающим из топливника. Дымоход может выполняться как в виде вертикальной трубы, так и коаксиального типа, который выводится через ближайшую стену на улицу.

Шахтные котлы длительного нижнего горения на дровах получили видоизменённую конструкцию, что позволило обеспечить максимально длительное горение. Такой котёл дополнен следующими элементами:

  1. В дополнительных камерах, которые располагаются под теплообменником, происходит сжигание угарного газа, что позволяет обеспечить улучшение показателей КПД котла.
  2. В пиролизную камеру проведены трубы с многочисленными мелкими отверстиями, что позволяет подавать воздух, необходимый для сгорания угарного газа.
  3. Непосредственно над пиролизной камерой располагается задвижка, которая позволяет уменьшать и увеличивать интенсивность горения топлива.

Принцип действия такого пиролизного шахтного котла основывается на ограничении поступления в топочное отделение воздуха. Соответственно, дрова горят крайне медленно, что приводит к образованию большого количества угарного газа. Подобная конструкция позволяет обеспечить эффективность оборудования на уровне в 90%.

Преимущества и недостатки

Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам и простоте использования шахтные котлы пользуются популярностью у отечественных владельцев частных домов. К основным преимуществам таких агрегатов можно отнести следующее:

  1. Простота конструкции.
  2. Длительная работа на одной загрузке топлива.
  3. Отличная эффективность.
  4. Возможность загрузки различного твердого топлива.
  5. Полная безопасность эксплуатации.
  6. Легкость обслуживания.
  7. Доступная стоимость.
  8. Возможность выбора агрегатов с различной мощностью.

К недостаткам можно отнести громоздкую конструкцию с увеличенной топочной камерой, что приводит к необходимости устанавливать такое оборудование в отдельной котельной, куда подводятся трубы и полноразмерный дымоход.

Правильно подобрав конструкцию, мощность и размеры топливного отделения, можно не только эффективно обогревать дом, но и существенно упростить обслуживание котла, который будет отличаться надежностью и беспроблемностью эксплуатации техники.

Изготовление шахтного пиролизного котла

Наибольшей популярностью сегодня пользуются усовершенствованные конструкции пиролизных котлов, которые обладают высоким КПД, позволяют экономить топливо, могут работать от одной загрузки 24 часа и более, обеспечивая качественный нагрев помещения. Благодаря простоте конструкции такой установки, ее можно изготовить самостоятельно, даже при наличии минимального опыта работы со сваркой.

Необходимые инструменты и материалы

При наличии на руках схемы изготовления шахтного пиролизного котла, выполнить его не составит сложности. Для такой работы не потребуется использование какого-либо сложного профессионального оборудования, можно обойтись следующими инструментами и материалами:

  1. Газовый резак.
  2. Сварочный аппарат.
  3. Различные столярные инструменты.
  4. Листовая сталь толщиной в 5 и 2 миллиметра.
  5. Трубы различного диаметра.
  6. Высокотемпературный шамотный кирпич.
  7. Уголки 4 на 4 сантиметра.
  8. Двойная зольная дверка с асбестовой прокладкой и задвижкой для регулировки подачи воздуха.
  9. Три задвижки, которые необходимы для дымохода и перегородок между камерами.
  10. Дверки для обслуживания теплообменной камеры.
  11. Лист оцинкованной стали.
  12. Базальтовая вата.

Обязательным условием выполнения качественного шахтного твердотопливного котла станет наличие на руках соответствующей схемы изготовления такого оборудования. Составить чертёж можно самостоятельно, но проще подыскать его в открытых источниках в интернете. В последующем вся работа, в частности раскрой металла, выполняется на основании имеющихся чертежей и документации.

При выборе конкретного чертежа изготовления котла следует обратить внимание на объем топочного отделения. Чем оно больше, тем дольше шахтный котел нижнего горения будет работать от одной заправки. Можно изготовить такое оборудование, размер топочного отделения которого позволит котлу нагревать помещение двое-трое суток, что существенно упрощает обслуживание техники и проживание в частном доме.

Выполнение основной части

Под основной частью котла принято понимать самодельный корпус, который разделяется на несколько камер. Между ними выполняются перегородки и задвижки, которые позволяют регулировать объем поступления воздуха в камеру сгорания. Корпус изготавливают следующим образом:

  1. Изучают чертёж и определяются с размерами и способом раскроя листового металла.
  2. На листе металла с помощью футеровки выполняют схему раскроя и разрезают листовую сталь автогенной сваркой или плазменным резаком.
  3. Боковые части корпуса свариваются двойным швом.
  4. В перегородке между теплообменной и топливной камерой делают два отверстия, одно из которых располагается сверху, а второе — на уровне колосника.
  5. Заготовку топочной камеры устанавливают в корпус и прихватывают сваркой. К верхнему отверстию перегородки крепят задвижку и приваривают основание.
  6. Изготавливают колосник, для чего в листовой стали при помощи футеровки вырезают неширокие продольные отверстия. Можно использовать покупной чугунный или стальной колосник, что несколько упростит изготовление котла своими руками.
  7. Колосник приваривается или устанавливается на уголках.
  8. В боковых стенках вырезают необходимые отверстия, которые потребуются для дверок камеры сгорания и зольника.
  9. Внутри тепловой камеры приваривают два ряда профильной трубы или уголков. В последующем на них будут крепиться элементы водяной рубашки, располагать которую внутри пиролизной камеры не рекомендуется, так как это может нарушить процесс дожигания газов.
  10. В корпус устанавливают и приваривают теплообменник, внутри которого располагается водяная рубашка. Ее изготавливают из труб диаметром 2,5 сантиметра.
  11. На уровне колосника приваривают перегородку, служащую дном камеры дожига топлива.
  12. В донной части вырезают отверстие, которое потребуется для трубы подачи воздуха.
  13. Для подачи воздуха в пиролизную камеру используют трубу с диаметром в 5 сантиметров, в которой высверливают большое количество маленьких отверстий. На конце трубы приваривают глухую заслонку.
  14. Стены камеры сгорания обкладывают шамотным кирпичом. При необходимости его подрезают, после чего, используя высокотемпературный раствор, выполняют кладку.
  15. Дополнительно кирпичная кладка может быть утеплена базальтовой ватой, что улучшает показатели теплоэффективности оборудования.
Читайте также:
Выбор жидкости для промывки теплообменников газовых котлов

На этом изготовление основной части завершено. Останется выполнить теплообменник, внутри которого будет циркулировать жидкость, нагреваемая раскаленными газами и в последующем отдающая тепло через установленные в доме радиаторы.

Сборка теплообменника

Теплообменник или, как его еще по-другому называют, водяная рубашка, включает несколько рядов горизонтальных труб. Приобрести уже готовые варианты можно в специализированных магазинах, которые занимаются продажей запчастей для отопительного оборудования. При необходимости можно своими руками изготовить качественный и долговечный теплообменник или использовать старый. Выполняется такая работа следующим образом:

  1. В соответствии с имеющейся на руках схемой сваривают прямоугольную или квадратную обечайку. Ширина и глубина ее должна быть приблизительно на 6 сантиметров меньше размеров теплообменной камеры.
  2. В обечайке вырезают два отверстия, совпадающие с расположением задвижки в перегородке котла и с отверстием для очистки пиролизной камеры.
  3. С противоположных сторон обечайки высверливают отверстия для трубы диаметром 2,5 сантиметра. Для такой работы используют дрель с алмазной коронкой или специальное сверло по металлу. Отверстия располагаются в шахматном порядке, что обеспечивает максимальную эффективность нагрева.
  4. Трубы разрезаются, после чего их вставляют в имеющиеся просеки в корпусе котла и приваривают двойным швом.

При наличии на руках качественной схемы с подробными размерами каждого элемента шахтного котла, изготовить его можно даже при наличии простейшего оборудования и минимального опыта работы со сварочным аппаратом. Необходимо лишь использовать качественную сверхпрочную сталь, что позволит обеспечить максимально возможную долговечность.

Шахтный котел длительного горения отличается эффективностью, топливной экономичностью и простотой в эксплуатации. Отопительное оборудование данного типа сегодня широко используется при организации автономного отопления на базе твердотопливных котлов. Такие агрегаты отличаются простотой конструкции, что при наличии на руках качественной схемы изготовления оборудования позволяет выполнить его самостоятельно, существенно сокращая расходы домовладельца на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Изготовление шахтного пиролизного котла

Большим спросом сегодня пользуются модифицированные ПК, с высокими КПД, позволяющими сэкономить значительное количество топлива и функционирующие от одного заполнения более суток. Простота конструкции позволяет изготовить котел при наличии даже небольшого опыта сварочных работ.

Чертеж обыкновенного пиролизного котла

Основание для создания эффективного котла Холмова своими руками послужит надежная конструкторская документация: чертежи, спецификации и расчеты, которые сегодня можно найти в интернете.

Алгоритм создания котла своими руками.

  1. Выполняют основную частью устройства и разделяют его на две камеры, устанавливая перегородки и задвижки, для воздухоподачи.
  2. На металлический лист переносят схему деталей и вырезают их автогенном.
  3. Сваривают боковые элементы усиленным швом.
  4. Между бойлером и топкой в перегородке прорезают 2 отверстия — вверху и снизу около колосника.
  5. Устанавливают детали топки и обваривают их.
  6. Крепят задвижку у верхнего отверстия и закрепляют ее.
  7. Выполняют колосники с нарезкой узких продольных щелей.
  8. Размещают колосники на металлических уголках (чугунные) или приваривают (стальные).
  9. Выполняют дверки топки и зольника.
  10. Устанавливают и обваривают бойлер из труб 25 мм с водяной рубашкой.
  11. Обустраивают камеру дожига дымогазовой смеси, приварив перегородку рядом с колосником.
  12. Внизу выполняют отверстие, для установки воздушной трубы 50 мм с глухой заслонкой на выходном конце и множеством отверстий для создания равномерного воздушного потока.
  13. Топочную камеры изолируют шамотом, а далее она доутепляется базальтовой ватой, что повышает теплоэффективность котлоагрегата.
  14. Далее выполняют установку изготовленного оборудования, обвязку водяного и дымогазового трактов, монтаж отопления, после чего опрессовку системы.

Изготовление корпуса

Корпус является главным элементом шахтного котла на дровах.

Изготавливают его в следующей последовательности:

  1. Сначала изучают чертежи будущего агрегата, чтобы определиться с размерами всех его элементов из металла.
  2. На листовой стали с футеровкой размечают прямоугольники, которые станут стенками и частями самодельного устройства.
  3. Листы металла режут на заготовки. Делать это нужно автогенной сваркой.
  4. Дальше сваривают боковые стенки.
  5. В листе, из которого будет сделана перегородка между топочным и теплообменным отделением, вырезают два отверстия – одно вверху, второе – немного выше уровня расположения колосника. При этом высота другого отверстия должна составить 3 сантиметра.
  6. Заготовку помещают внутрь корпуса, размещают согласно чертежу и приваривают. На верхнем отверстии со стороны топочного отделения монтируют задвижку, приварив ее основание. С другой стороны прикрепляют горловину, имеющую глубину 4 сантиметра.
  7. Для изготовления колосника в куске стального листа с футеровкой создают неширокие продольные отверстия. Этот элемент можно приобрести в готовом виде. Но он должен быть произведен из стали с футеровкой. Чугунное изделие не подойдет, поскольку через несколько месяцев эксплуатации агрегата оно покоробится.
  8. Затем приваривают колосник.
  9. В боковых стенках для дверок зольника и чистки камеры догорания выполняют отверстия, по периметру которых приваривают горловины таким образом, чтобы они выступали наружу и внутрь на 6 и 3 сантиметра соответственно. Крепить горловину в отверстии в камере догорания желательно после того, как будет зафиксирован теплообменник.
  10. К внутренним стенкам тепловой камеры приваривают 2 ряда металлических уголков или профтрубы. Верхний ряд располагают на расстоянии 3 –4 сантиметров от верха. Нижний ряд должен находиться на уровне дна камеры догорания. Эти ряды будут частью водяной рубашки. Нужно отметить, что делать ее вокруг пиролизной камеры не следует, поскольку в результате в ней нарушиться весь процесс.
  11. Теплообменник сваривают с внутренней стороной водяной рубашки.
  12. Дно камеры догорания нужно приварить на уровне колосника. При этом одну его треть делают горизонтально расположенной, а остальную часть поднимают вверх под углом, размер которого зависит от чертежной документации. Горизонтальным должен быть участок, находящийся возле внутренней перегородки.
  13. Над дном создают отверстие, предназначенное для трубы, подающей воздух.
  14. В трубе сечением 5 сантиметров высверливают много дырочек. Далее ее приваривают к отверстию в корпусе так, чтобы она выступала наружу на 6 сантиметров. В этой части не должно быть дырок. На конце трубы закрепляют заслонку.
  15. Стенки камеры сгорания обкладывают шамотным кирпичом, подогнав материалы под нужные размеры. Ее верх делают из кирпича, выступающего внутрь. Между кирпичами обустраивают отверстие для перемещения пиролизных газов. Аналогично поступают с камерой догорания.
Читайте также:
Как рассчитать мощность котла отопления с учётом всех теплопотерь Как рассчитать мощность электрокотла по площади дома

Как топить шахтный котел дровами

Чтобы добиться максимальной теплоэффективности, потребуется научиться правильно топить шахтный дровяной котел длительного горения. Только в таком случае, удастся достичь указанных в технической документации параметров:

  1. Автономной работы в течение 6-8 часов.

Чертежи котлов на твердом топливе своими руками

В статье подробно рассказывается как по чертежам сделать котел медленного и сверхдлительного горения своими руками. Процесс, только на первый взгляд кажется трудным и неповторимым, но следуя инструкциям из статьи, у Вас получиться сделать ничуть не хуже, чем у мастеров, главное внимательно смотреть видео.

Чертеж простого котла длительного горения

Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).

Чертеж простого твердотоплевного котла

В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.

Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа

1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.

В данных вариантах «водяная рубашка» дополнена теплообменными регистрами из труб в верхней части камеры сгорания. Кроме того, такие агрегаты рассчитаны на приготовление на них пищи. Вариант 4 большей мощности и с верхней загрузочной дверкой.

Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью

1 — топливник; 2 — регистр из труб; 5 — труба обратки; 6 — подающая труба; 7 -верхняя загрузочная дверка; 8 — нижняя дверка для поджига и подачи воздуха; 9 — загрузочная дверка; 10 — дымовая труба; 13 — колосниковая решетка; 14,15,16 — отражатели; 17 — заслонка; 19 — водяная рубашка; 20 — зольник; 21 — варочная поверхность.

Котел с верхним горением

Для обеспечения лучших условий сгорания топлива в верхней части располагается камера подогрева воздуха. Подача воздуха, а значит, и скорость горения, регулируются задвижкой на входе в эту камеру сверху. Теплообменник здесь выполнен в виде «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания.

Чертеж котла на твердом топливе верхнего горения

1 — наружная стенка (труба); 2 — внутренняя стенка; 3 — водяная рубашка; 4 — дымовая труба; 5 — телескопическая воздухоподающая труба; 6 — распределитель воздуха (металлический «блин» с ребрами; 7 — камера предварительного подогрева воздуха; 8 — патрубок подачи воздуха; 9 — подающая труба с нагретой водой; 10 — воздушная заслонка; 11 — загрузочная дверка; 12 — дверка для чистки; 13 — труба с водой из системы (обратка); 14 — трос, управляющий заслонкой.

Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива

Отличием такой конструкции является то, что твердое топливо в нем не сгорает, как в обычном, а при недостатке подачи первичного воздуха, «перегоняется» в древесный (пиролизный) газ, который сжигается в специальной камере дожига при подаче в нее вторичного воздуха. Такая подача может быть как естественной, так и принудительной.

Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла

1 — регулятор тяги с термодатчиком; 3 — дрова; 4 — нижняя дверка; 5 — решетка; 6 — воздушная заслонка подачи первичного воздуха; 7 — зольник; 8 — колосниковая решетка; 10 — прочистка; 11 — слив; 12 — теплоизоляция корпуса; 13 — обратка (подача теплоносителя из системы); 14 — форсунка; 15 — подача вторичного воздуха; 16 — заслонка дымовой трубы; 17 — труба с нагретой водой; 18 — заслонка; 21 — загрузочная дверка; 22 — камера дожига.

Котлы шахтного типа

Как уже упоминалось особенностью таких котлов является наличие двух камер: большой вертикальной загрузочной камеры (шахты) и камеры с теплообменником. Топливо поджигается снизу в первой камере и пламя через отверстие попадает в другую, где и отдает свою энергию теплоносителю через теплообменник.

Такие котлы могут быть, как с обычным сжиганием топлива, так и с пиролизным. В первом случае весь необходимый воздух подается через нижнюю дверку, а продукты горения, пройдя через теплообменник, удаляются в дымовую трубу. Во втором случае к месту горения подается ограниченное количество первичного воздуха, где дрова сгорают с выделением пиролизного газа. Кроме того такие конструкции оборудуются дополнительной камерой дожига, куда подается вторичный воздух и осуществляется сжигание газа. В верхней части теплообменной камеры расположена задвижка, которая отрывается при розжиге и позволяющая дымовым газам напрямую выходить в дымовую трубу.

Чертеж-схема котла шахтного типа с камерой дожига

1 — заслонка подачи первичного воздуха; 2 — нижняя дверка для поджига и чистки; 3 — решетка; 4 — дрова; 5 — загрузочная дверка (может располагаться и сверху); 12 — труба с нагретой водой (подача); 13 — пусковая заслонка; 14 — заслонка дымовой трубы; 15 — теплообменник; 16 — подача вторичного воздуха; 17 — камера дожига; 18 — обратка; 19 — слив; 20 — чистка; 21 — заслонка; 22 — колосниковая решетка; 25 — зольник.

Схема котла шахтного типа с футеровкой внутренней поверхности камер сжигания и дожига

Твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками

Самодельный отопитель будет иметь такую конструкцию:

  1. Топка – «коробка» глубиной 460 мм, шириной 360 мм и высотой 750 мм с общим объемом 112 л. Объем топливной загрузки для такой камеры сгорания составляет 83 л (весь объем топки заполнять нельзя), Что позволит котлу развивать мощность до 22 – 24 кВт.
  2. Днище топки – решетка из уголка, на которую будут укладываться дрова (через нее в камеру будет поступать воздух).
  3. Под решеткой должен быть отсек высотой 150 мм для сбора золы.
  4. Теплообменник объемом 50 л большей частью расположен над топкой, но нижняя его часть охватывает ее с 3-х сторон в виде водяной рубашки толщиной 20 мм.
  5. Подсоединенная к верхней части топки вертикальная дымоотводящая труба и горизонтальные жаровые трубы располагаются внутри теплообменника.
  6. Топка и зольник закрыты герметичными дверцами, а забор воздуха осуществляется через трубу, в которой установлен вентилятор и гравитационная заслонка. Как только вентилятор выключается, заслонка под собственным весом опускается и полностью перекрывает воздухозаборник. Как только термодатчик зафиксирует снижение температуры теплоносителя до заданного пользователем уровня, контроллер включит вентилятор, поток воздуха откроет заслонку и в топке разгорится огонь. Периодическое «отключение»котла в сочетании с увеличенным объемом топки позволяет продлить работу на одной загрузке топлива до 10 – 12 часов на дровах и до 24-х часов на угле. Хорошо зарекомендовала себя автоматика польской компании KG Elektronik: контроллер с термодатчиком – модель SP-05, вентилятор – модель DP-02.

твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками

Топка и теплообменник окутываются базальтовой ватой (теплоизоляция) и помещаются в корпус.

Процесс изготовления котла своими руками.

Читайте также:
Можно ли установить газовый котел в ванной комнате

Первым делом надо подготовить все необходимые заготовки:

  1. Стальные листы толщиной 4 – 5 мм для изготовления топки. Наилучшим образом подходит легированная сталь жаропрочных марок 12Х1МФ или 12ХМ (с добавками хрома и молибдена), но варить ее нужно в среде аргона, поэтому понадобятся услуги профессионального сварщика. Если же вы решите сделать топку из конструкционной стали (без легирующих добавок), то следует применять низкоуглеродистые марки, например, Сталь 20, так как высокоуглеродистые от воздействия высокой температуры могут утратить пластичность (происходит их закалка).
  2. Тонколистовая сталь толщиной 0,3 – 0,5 мм, окрашенная полимерным составом (декоративная обшивка).
  3. 4-миллиметровые листы конструкционной стали для корпуса.
  4. Труба Ду50 (жаровые трубы внутри теплообменника и патрубки для подключения отопительной системы).
  5. Труба Ду150 (патрубок для присоединения дымохода).
  6. Труба прямоугольная 60х40 (воздухозаборник).
  7. Стальная полоса 20х3 мм.
  8. Базальтовая вата толщиной 20 мм (плотность – 100 кг/куб. м).
  9. Асбестовый шнур для герметизации проемов.
  10. Ручки для дверок заводского изготовления.

Сварку деталей следует выполнять электродами МР-3С или АНО-21.

Теплообменник для твердотопливного котла своими руками

Сначала из двух боковых, одной задней и одной верхней стенок собирается топка. Швы между стенками выполняются с полным проваром (они должны быть герметичными). Снизу к топке с 3-х сторон горизонтально приваривается стальная полоса 20х3 мм, которая будет служить днищем водяной рубашки.

Далее к боковым и задней стенкам топки нужно торцами приварить в произвольном порядке короткие отрезки трубы небольшого диаметра – так называемые клипсы, которые обеспечат жесткость конструкции теплообменника.

Теперь к полосе-днищу можно приварить наружные стенки теплообменника с предварительно выполненными отверстиями под клипсы. Длина клипс должна быть такой, чтобы они слегка выступали за наружные стенки, к котором их нужно приварить герметичным швом.

В передней и задней стенках теплообменника над топкой вырезаются соосные отверстия, в которые ввариваются жаровые трубы.

Остается приварить к теплообменнику патрубки для соединения с контуром отопительной системы.

Самодельный котел из листового металла

Сборка котла

Агрегат нужно собирать в следующей последовательности:

  1. Сначала изготавливают корпус, прихватив короткими швами к его днищу боковые стенки и обрамления проемов. Нижним обрамлением проема зольника служит само днище корпуса.
  2. Изнутри к корпусу приваривают уголки, на которых будет укладываться решетчатый поддон топки (колосниковая решетка).
  3. Теперь нужно приварить саму решетку. Уголки, из которых она состоит, нужно приварить наружным углом вниз, так чтобы поступающий снизу воздух равномерно распределялся двумя наклонными поверхностями каждого уголка.
  4. Далее к уголкам, на которых уложена колосниковая решетка, приваривают топку с теплообменником.
  5. Дверцы топки и зольника вырезаются из стального листа. Изнутри они обрамляются стальной полосой, уложенной в два ряда, между которыми нужно уложить асбестовый шнур.

Далее приваривают дымоотводящий патрубок и воздуховод с фланцем для установки вентилятора. Воздуховод заводится внутрь котла через отверстие посредине задней стенки чуть ниже колосниковой решетки.

Теперь надо приварить к корпусу котла ответные части петель дверок и несколько кронштейнов шириной 20 мм, к которым будет крепиться обшивка.

Теплообменник нужно обложить с трех сторон и сверху базальтовой ватой, которая стягивается шнуром.

Поскольку утеплитель будет контактировать с горячими поверхностями, он не должен содержать фенол-формальдегидного связующего и других веществ, испускающих при нагреве токсичные летучие вещества.

При помощи шурупов к кронштейнам прикручивается обшивка.

Сверху на теплогенератор устанавливается контроллер автоматики, а к фланцу воздуховода прикручивается вентилятор.

Температурный сенсор нужно поместить под базальтовую вату, так чтобы он контактировал с задней стенкой теплообменника.

При желании котел можно оборудовать вторым контуром, позволяющим эксплуатировать его в качестве водонагревателя.

Контур имеет вид медной трубки диаметром около 12 мм и длиной 10 м, намотанной внутри теплообменника на жаровые трубы и выведенной наружу через заднюю стенку.

Как рассчитать теплоаккумулятор для твердотопливного котла и выполнить его обвязку

Использование аккумуляторов тепла для системы отопления позволяет оптимизировать сжигание твердых видов топлива в котлах. Простыми словами, при наличии буферной емкости – теплоаккумулятора домовладельцу не нужно часто посещать котельную, а дрова будут сгорать в оптимальном режиме. Но для этого емкость нужно правильно подобрать, а потом и состыковать с отопительным оборудованием, что обязательно вызовет затруднения у несведущего человека. Поэтому стоит подробно разобраться, что собой представляет теплоаккумулятор для твердотопливного котла, как его подобрать и подключить к отоплению частного дома.

  • 1 Что такое буферная емкость
  • 2 Расчет буферной емкости
  • 3 Подбор теплоаккумулятора
  • 4 Схемы подключения
    • 4.1 Альтернативная схема
  • 5 Заключение

Что такое буферная емкость

На самом деле теплоаккумулятор, предназначенный для системы отопления, — это обычный металлический бак расчетной вместительности, укрытый теплоизоляционным слоем. В простейших моделях заводского изготовления есть только патрубки для подключения теплоносителя, да гильзы под установку термометров. В буферных емкостях подороже термометры уже встроены, а самые дорогие изделия оснащаются теплообменниками в виде змеевиков. Устройство такого теплоаккумулятора показано на рисунке:

Как видно, конструкция буферной емкости не отличается особой сложностью, оттого разные мастера — умельцы приспособились ее делать своими руками, о чем рассказано в отдельной теме.

Назначение змеевиков – подогрев воды для обеспечения ГВС и присоединение альтернативных источников тепловой энергии – солнечных коллекторов. Понятно, что данная функция востребована лишь при благоприятных погодных условиях в регионе проживания. В целом же буферная емкость для котла отопления призвана решать такие задачи:

  1. Создание условий для работы ТТ-котла с максимальным КПД и минимальными выбросами в атмосферу.
  2. Комфортная эксплуатация теплогенератора, когда не нужно подбрасывать дрова в топку каждые 4—6 часов, включая ночное время.
  3. Подогрев и подача воды питьевого качества 1—2 потребителям (опция).

Большинство производителей отопительного оборудования, работающего на твердом топливе, в прилагающейся документации указывают, что крайне желательно выполнить подключение к ТТ-котлу теплоаккумулятора. Причина такова: агрегат достигает наибольшей эффективности при режиме работы, близком к максимальному. А поскольку излишек вырабатываемого тепла нужно куда-то поместить до подачи в систему отопления, понадобится буферная емкость с водой.

Не имея термоаккумулятора, мы стараемся всячески «придушить» тепловой агрегат, ограничивая подачу воздуха для горения. Мало того что это снижает его КПД до 40% (как у буржуйки), но и вызывает выброс в атмосферу токсичного угарного газа. Из-за этого часть европейских стран запретили сжигание древесины и угля в котлах отопления без буферной емкости.

С более редкими посещениями помещения топочной все понятно: накопленное в баке тепло еще долгое время будет расходоваться на обогрев дома при условии, что его объем правильно рассчитан. Кроме того, при совместной работе твердотопливного котла в паре с теплоаккумулятором вероятность перегрева и закипания воды в рубашке агрегата сводится практически к нулю.

Помимо взаимодействия с дровяными теплогенераторами, можно использовать теплоаккумуляторы и с электрическими котлами. Это имеет смысл, когда ночью потребляемая электроэнергия считается по тарифу, что в 2—3 раза ниже обычного. За промежуток времени, пока действует этот тариф, электроустановка сможет полностью «зарядить» тепловой аккумулятор, а он станет отдавать эту энергию на обогрев дома в течение дня.

При таком варианте результаты предыдущего расчета мощности электрического котла придется удвоить, чтобы его теплоотдачи хватило на обогрев дома и загрузку бака по ночному тарифу.

Расчет буферной емкости

Основной критерий, по которому выбирается буферная емкость для твердотопливного котла, — это ее объем, определяемый расчетом. Его величина зависит от таких факторов:

  • тепловая нагрузка на отопительную систему частного дома;
  • мощность котла отопления;
  • предполагаемая длительность работы без помощи источника тепла.
Читайте также:
Безопасность газовых котлов и особенности их установки

Перед тем как рассчитать вместительность теплоаккумулятора, нужно прояснить все перечисленные моменты, начиная со средней тепловой мощности, что потребляет система в течение зимнего периода. Максимальную мощность принимать для расчета не следует, это приведет к увеличению размеров бака, а значит, и к повышению стоимости изделия. Лучше несколько дней в году претерпеть неудобства и загружать топку чаще, нежели платить сумасшедшую цену за большой теплоаккумулятор, который будет использоваться нерационально. Да и места он займет слишком много.

Мнение эксперта. Для обеспечения тепловой энергией дома площадью 200 м² достаточно буферной емкости, вмещающей 1 т теплоносителя, а это объем 1 м³. Утверждение верно для средней полосы Российской Федерации, в более южных или северных регионах расклад будет другим.

Невозможна нормальная работа системы отопления с теплоаккумулятором, когда источник тепла имеет малый запас по мощности. В этом случае «зарядить» батарею полностью не удастся никогда, поскольку теплогенератор должен одновременно обогревать дом и загружать емкость. Помните, что подбор твердотопливного котла для обвязки с теплоаккумулятором предполагает двукратный запас по тепловой мощности.

Алгоритм расчета предлагается изучить на примере дома площадью 200 м² при длительности простоя котла 8 часов. Предполагается, что вода в баке нагреется до 90 °С, а в процессе работы отопления остынет до 40 °С. Для обогрева такой площади в наиболее холодное время понадобится 20 кВт теплоты, а среднее ее потребление составит около 10 кВт/ч. Значит, батарея должна накопить 10 кВт/ч х 8 ч = 80 кВт энергии. Дальше расчет объема теплоаккумулятора для твердотопливного котла ведется через формулу теплоемкости воды:

m = Q / 1.163 х Δt, где:

  • Q – расчетное количество тепловой энергии, которое надо накопить, Вт;
  • m – масса воды в резервуаре, кг;
  • Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя в баке, равна 90 – 40 = 50 °С;
  • 163 Вт/кг °С или 4.187 кДж/ кг °С – удельная теплоемкость воды.

Для рассматриваемого примера масса воды в теплоаккумуляторе составит:

m = 80000 / 1.163 х 50 = 1375 кг или 1.4 м³.

Как видите, в результате вычислений размеры буферной емкости выходят больше, чем рекомендует эксперт. Причина проста: для расчета были взяты неточные исходные данные. На практике, особенно когда дом хорошо утеплен, средний расход теплоты на площадь 200 м² будет меньше, чем 10 кВт/ч. Отсюда вывод: чтобы правильно рассчитать размеры теплоаккумулятора для твердотопливного котла, необходимо использовать более точные исходные данные по потреблению тепла.

Для справки. Существует и укрупненный способ расчета, согласно которому на каждый кВт тепловой мощности котла приходится 25 л объема теплоаккумулятора.

Подбор теплоаккумулятора

Остальные критерии выбора емкости не столь важны и в основном касаются разных опций. Одна из них – встроенный змеевик, нагревающий воду для хозяйственных нужд. Может оказаться полезной, если нет других средств подогрева, но для больших расходов в сети ГВС этот способ точно не подойдет. Кроме того, теплообменник отнимет часть «заряда» теплоаккумулятора, уменьшив время автономной работы отопления.

Полезная опция – встроенный в верхнюю часть бака ТЭН, способный поддерживать температуру теплоносителя на определенном уровне. Благодаря электрическому подогреву система не разморозится в случае аварии и даже сможет обогревать дом какое-то время после того, как аккумулятор «разрядился», а котел еще не запущен.

Второй змеевик для подключения гелиосистемы полезен лишь в южных регионах, где солнечная активность позволит загрузить теплоаккумулятор. А вот на что стоит обратить внимание при подборе, так это рабочее давление резервуара. Надо учитывать, что большинство твердотопливных котлов рассчитано на давление в рубашке до 3 Бар, значит, и буферная емкость должна спокойно выдерживать столько же.

Схемы подключения

Способов обвязки котла твердотопливного с теплоаккумулятором и системой отопления существует немало. Но все они производные от базовой схемы, изображенной ниже. С ее помощью легко разобраться, как эти агрегаты работают в паре, а после все смонтировать своими руками.

Источник тепла, работающий на твердом топливе, имеет традиционный котловой контур со смесительным узлом, чья задача – не допустить подачу холодного теплоносителя в котел. Затем подающий и обратный трубопроводы подключены к буферной емкости, соответственно, сверху и снизу. Таким же образом к теплоаккумулятору присоединяется система отопления, тоже оснащенная узлом смешивания. Его цель – поддерживать в системе требуемую температуру воды, подмешивая часть горячего теплоносителя при необходимости.

Важный момент. Фактическая производительность циркуляционного насоса котлового контура должна быть немного выше, чем у насосного агрегата отопительной сети. Соблюдение этого условия позволит потокам внутри теплоаккумулятора двигаться в правильном направлении (показаны на схеме белыми стрелками).

На самом деле сетевой насос будет мощнее котлового и вот почему. Сопротивление сети трубопроводов и радиаторов выше, нежели 3—5 м трубы от твердотопливного котла до теплоаккумулятора. Более высокая мощность и напор нужны агрегату, чтобы преодолеть это сопротивление. Поэтому более слабый насос котлового контура сможет обеспечить больший расход, надо только верно настроить оба агрегата. Есть 2 варианта решения вопроса:

  1. При использовании 3-скоростных насосов можно настроить их производительность переключением скоростей.
  2. Поставить на входе обратки из системы в буферную емкость балансировочный вентиль, которым и производить регулировку.

Одновременный прогрев отопительных приборов и послойная загрузка теплоаккумулятора возможна, когда потоки внутри бака движутся по горизонтали с небольшим преобладанием со стороны твердотопливного котла. Возникает вопрос – как это проверить? Возникает ответ: на обеих вводах обратки в бак надо поставить термометры (как на схеме) и выполнять регулировку, переключая скорости насосов или вращая балансировочный вентиль. Важное условие: трехходовой клапан отопительной сети нужно полностью открыть вручную.

Регулировкой необходимо добиться, чтобы температура на входе в теплоаккумулятор (Т1) была меньше, чем на его выходе (Т2). Это означает, что часть горячей воды идет на «зарядку» батареи. Подробнее обо всех моментах вы сможете узнать от эксперта, просмотрев видео:

Альтернативная схема

Данная схема обвязки буферной емкости и твердотопливного котла предложена одним из участников популярного форума. Ее особенность состоит в том, что при отключении электроэнергии работоспособность схемы сохраняется, хотя за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами стальных труб. Ниже на рисунке изображено подключение теплоаккумулятора к закрытой системе отопления, но при монтаже ее лучше сделать открытой, о чем говорит и сам автор.

Вкратце суть такова: благодаря Т-образному вводу сверху бака происходит одновременный нагрев радиаторов и «зарядка» термоаккумулятора, сделанного своими руками. Насосом котлового контура управляет накладной датчик на подающей магистрали, включая агрегат по достижении в нем температуры 60 °С. Циркуляция в сети зависит от комнатного термостата, с которым связан сетевой насос.

Примечание. Предложенная схема обвязки проверена ее создателем на собственном опыте. Все подробности ее монтажа и эксплуатации описаны автором на форуме

Заключение

Нельзя отрицать тот факт, что теплоаккумулятор улучшает условия эксплуатации обычного твердотопливного котла. Последний сжигает топливо с максимальным КПД, а после прогрева число походов в котельную сокращается до минимума. Другое дело, что данное удовольствие – не из дешевых, из-за чего львиная доля работающих в частных домах аккумуляторов – самодельные.

Читайте также:
Газовые энергозависимые котлы: конструкция, преимущества и недостатки, критерии выбора

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.

Читайте также:
Выбор жидкости для промывки теплообменников газовых котлов

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.

Читайте также:
Рейтинг газовых котлов для отопления частного дома по надежности и качеству: лучшие одно и двухконтурные настенные и напольные

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.

Читайте также:
Газовые энергозависимые котлы: конструкция, преимущества и недостатки, критерии выбора

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.

Читайте также:
Котлы Baxi: Сравнительные характеристики отопительных котлов Бакси, отзывы пользователей

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.

Почему теплоаккумулятор так необходим для работы твердотопливного котла?

Отопительное оборудование, работающее на твердом топливе, сегодня является прекрасной альтернативой газовому. Грамотно продуманная и профессионально спроектированная обвязка значительно увеличивает срок службы агрегата. Среди разных вариантов подключения весьма распространенным стало подключение теплоаккумулятора для твердотопливного котла. Такая схема позволяет существенно сэкономить и снимает напряжение с отопительного прибора при пиковых нагрузках.

  1. Функциональность аккумуляторов тепла
  2. Применение аккумуляторов тепла
  3. Преимущества теплоаккумуряторов
  4. Особенности установки теплоаккумуляторов

Функциональность аккумуляторов тепла

Принцип действия оборудования состоит в том, что во время работы котла часть тепла используется для нагрева теплоносителя из дополнительной емкости. Подключенный бак имеет хорошую теплоизоляцию и прекрасно сохраняет полученное тепло. После отключения котла вода в системе отопления остывает, и приборы контроля включают насос, подающий горячую воду из аккумулирующей емкости.

Эти циклы продолжаются до тех пор, пока температура воды в дополнительном баке остается достаточно высокой. Общая продолжительность функционирования системы без включения котла зависит от объема дополнительной емкости. На практике она позволяет нагревать помещения от нескольких часов до 2-х суток.

Теплоаккумулятор выполняет следующие функции:

  1. Накапливает тепло, поступающее от котла системы, и отдает его со временем для обогрева комнат помещения.
  2. Предупреждает возможность перегрева котла, отбирая излишки тепла обменника.
  3. Позволяет легко скомбинировать разные отопительные приборы (электрические, газовые, твердотопливные) в общую систему.
  4. Способствует улучшению работы отопительного оборудования, снижая расход топлива и улучшая КПД.
  5. В системах с твердотопливными котлами позволяет исключить постоянный контроль за состоянием отопительного оборудования. Разогрев теплоноситель в дополнительной емкости, владельцы жилья могут забыть о необходимости постоянной загрузки топлива в котел.
  6. Является источником горячей воды для бытовых нужд.

Схема системы отопления

Насколько выгодна система отопления с теплоаккумулятором, можно рассмотреть на таком примере.

Предположим, что в системе теплоснабжения установлен котел мощностью 10 кВт. Через каждые 3 часа необходимо загружать дрова. Это никак не вписывается в планы владельцев жилья. Чтобы удлинить перерывы между загрузками, необходимо использовать котел большей мощности. Но в этом случае возможно закипание теплоносителя, поскольку система не успеет отобрать все выработанное тепло.

Подключение теплоаккумулятора емкостью около 200 литров легко решает проблему. Оборудование позволяет накопить 110 кВт энергии при условии полных и частых загрузок котла. Впоследствии аккумулированное тепло будет поддерживать комфортную температуру в помещении около 10 часов. Загрузка котла топливом все это время не нужна.

Применение аккумуляторов тепла

Существует несколько методик расчета объема резервуара. Практический опыт показывает, что в среднем на каждый киловатт мощности отопительного оборудования дополнительно необходимо 25 литров воды. КПД твердотопливных котлов, которые включает в себя система отопления с аккумулятором тепла, возрастает до 84%. За счет нивелирования пиков горения экономится до 30% энергоресурсов.

При использовании резервуаров для снабжения бытовой горячей водой не возникает перебоев в «часы пик». Ночью же, когда потребности сводятся к нулю, теплоноситель в баке аккумулирует тепло и утром снова обеспечивает все потребности в полном объеме.

Сохранить температуру позволяет надежная теплоизоляция устройства вспененным полиуретаном (пенополиуретан). Дополнительно предусмотрена возможность установки ТЭНов, что помогает быстро «нагнать» нужную температуру в случае крайней необходимости.

Теплоаккумулятор в разрезе

Аккумулирование тепла рекомендовано в случаях:

  • большой потребности в горячем водоснабжении. В коттедже, где проживает более 5 человек, и установлено два санузла, это реальный способ улучшить бытовые условия;
  • при использовании твердотопливных котлов. Аккумуляторы сглаживают работу отопительного оборудования в час наибольшей нагрузки, отбирают излишки тепла, предотвращая закипание, а также увеличивают время между закладками твердого топлива;
  • при пользовании электрической энергией по раздельным тарифам для дневного и ночного времени суток;
  • в случаях, когда установлены солнечные или ветровые батареи накопления электрической энергии;
  • при использовании в системе теплоснабжения циркуляционных насосов.

Данная система прекрасно подходит для помещений, обогреваемых с помощью радиаторов или теплого пола. Ее преимущества в том, что она способна накапливать энергию, получаемую от разных источников. Комбинированная система энергообеспечения позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант получения тепла на данном отрезке времени.

Преимущества теплоаккумуряторов

Теплоаккумулятор может полноценно заменить бойлер горячего водоснабжения. При этом оба устройства сопоставимы по стоимости.

Однако аккумулятор тепла не только обеспечит горячее водоснабжение, но и решит целый комплекс дополнительных задач. Применяя твердотопливный котел с теплоаккумулятором, можно получить множество преимуществ:

  • срок службы отопительного оборудования увеличивается в несколько раз;
  • котел никогда не будет работать в режимах предельных нагрузок или же вхолостую;
  • выравнивается температура теплоснабжения дома. В случае, когда в котле вода не успевает нагреваться, автоматически горячий теплоноситель подается из резервного бака. И наоборот, излишки температуры носителя будут отбираться и аккумулироваться;
  • правильно подобранная емкость продолжает забирать тепло у котла даже при полном сгорании топлива;
  • экономия ресурсов достигает 30%.

Достоинства аккумуляторов оценили многие производители твердотопливных котлов. И теперь они предоставляют свои гарантии на оборудование только в случае установки дополнительных резервуаров.

Особенности установки теплоаккумуляторов

Все монтажные работы проводят по ранее утвержденному проекту в соответствии с рекомендациями производителя отопительного оборудования.

Схема подключения

При этом следует учитывать особенности выполнения монтажных работ:

  1. Поверхность накопительного резервуара необходимо изолировать от потерь тепла в обязательном порядке.
  2. На трубопроводах, по которым циркулирует вода (отводящим и подводящим), следует установить термометры.
  3. Аккумуляторные емкости объемом свыше 500 литров в большинстве случаев не проходят в дверной проем. В таких случаях следует использовать разборные конструкции или же установить несколько аккумуляторов меньшего объема.
  4. В самой нижней точке емкости не помешает установка дренажного канала. Он пригодится, когда придется полностью слить воду.
  5. На трубопроводах, по которым вода поступает в емкость, желательно поставить сетчатые фильтры. Они предотвратят попадание внутрь крупных включений (окалины от сварки, попавшие в систему минералы и прочее).
  6. Если в верхней части емкости не предусмотрен клапан, отводящий воздух, то его следует установить в верхней точке выводящего патрубка.
  7. На магистрали рядом с аккумулятором необходимо вмонтировать манометр и предохранительный клапан.

Если вы являетесь владельцем твердотопливного котла и пока еще не приобрели теплоаккумулятор, подумайте об этом. Вы не только продлите срок службы своего отопительного оборудования, но и существенно сэкономите на топливе.

Какой может быть обвязка твердотопливного котла отопления — схема простая и сложная

Что такое трехходовой клапан для твердотопливного котла?

Схема обвязки твердотопливного котла: предназначение, виды, работа

Выбор твердотопливного котла — чему уделить внимание

Отопление коттеджа — выбираем лучшую систему отопления

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: :???: :?: :!: