Теплоаккумулятор для отопления — описание системы и особенности ее применения в частном доме

Тепловой аккумулятор: преимущество использования в различных системах отопления, особенности расчета и обвязки

Буферная или емкость или теплоаккумулятор для отопления используется для накопления горячего теплоносителя с целью его более рационального использования. Однако, большинство систем отопления с газовыми, электрическими и дизельными котлами функционируют без аккумулирующего бака. Следует определить, в каких именно случаях использование теплоаккумулятора для котла отопления является наиболее эффективным, а когда не приносит заметного экономического или технического эффекта.

Преимущества использования теплоаккумулятора для котлов различного типа

Приобретая тепловой аккумулятор, пользователь ожидает значительного повышения КПД системы отопления. Однако, коэффициент увеличения отличается для котлов, использующих различные виды топлива.

Газовый котел

В газовых системах теплоаккумуляторы для отопления используются довольно редко. Причина состоит в высоком уровне автоматизации газового котла в сочетании с использованием встроенных циркуляционных насосов. Таким образом, буферная емкость будет только мешать принудительному перемещению теплоносителя по системе. Что касается экономии средств, то для газового топлива не существует особых тарифов. Следовательно, нет возможности в нагреве теплоносителя при низкой цене топлива.

Электрический котёл

Электрокотлы оборудованы эффективной системой контроля с высоким уровнем автоматизации. Однако они являются одними из самых дорогостоящих, с точки зрения цены на энергоресурсы. В сочетании с теплоаккумулятором для системы отопления затраты на электричество могут быть существенно снижены. Это происходит при условии использования двухтарифного счётчика. В ночное время при слабой загрузке энергосистемы электрический котел работает при более экономном тарифе, нагревая теплоноситель и заканчивая его в аккумулирующий бак. Утром по сигналу таймера или программатора котел отключается. В дневной период горячий теплоноситель при помощи циркуляционных насосов распределяется по системе отопления.

Твердотопливный котел

Существует несколько причин, по которым использование теплоаккумулятора для твердотопливного котла является наиболее эффективным. Прежде всего, это возможность управления системой отопления, которая делает нагрев дома более эффективным. Для газовых, электрических и даже жидкотопливных (дизельные, мазутные) котлов, существует возможность в любой момент уменьшить подачу топлива, понизив температуру теплоносителя. Твердотопливные котлы, независимо от типа: с одной топкой (классические), длительного горения или конденсационные, не могут без ущерба для конструкции одномоментно прекратить работу. Они имеют высокую степень тепловой инерции и практически не поддаются управлению. Единственный способ контроля процесса горения в топке, это регулятор тяги.

Зачастую в момент работы высвобождается избыточное количество тепла. При этом, установить терморегулятор на радиаторы отопления настоятельно не рекомендуется. Исключение нескольких контуров из общей системы теплообмена приведет к резкому росту температуры теплоносителя на обратке. Что может привести к повреждению теплообменника и топки. Комфортная температура в доме достигается путем проветривания помещений. Это является неэффективной тратой энергоресурсов. Таким образом, поддержка требуемого температурного режима твердотопливного котла выполняется исключительно вручную. Для этого необходимо систематически, через короткие промежутки времени, подавать в топку небольшое количество топлива. Что явно не облегчает обслуживание системы отопления.

Выполнив подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу, конечный пользователь получает сразу несколько преимуществ:

  • Значительное повышение КПД, в некоторых случаях до 75-85%, против обычных для твердотопливного котла 45-50%;
  • Возможность контролировать температуру в доме с разделением на отдельные зоны и установкой комфортных температурных параметров независимо в каждом помещении;
  • Увеличивается период между загрузками топлива, кроме того основное функционирование можно перенести на дневное время;
  • Уменьшается риск пиковых нагрузок при экстремальной эксплуатации, перегрева топки и теплообменника или образования конденсата, что положительно сказывается на продолжительности функционирования котла.

Основные технические характеристики теплоаккумулятора для частного дома

Бак теплоаккумулятора имеет цилиндрическое или квадратное сечение и объём от 200 до 30000 л. Материалы для изготовления служит нержавеющая сталь или металлические сплавы с антикоррозионным покрытием. Кроме того, наличие воды, занимающей весь внутренний объем замедляет интенсивность коррозии. Буферные емкости небольшого объема покрывают изнутри эмалью. Некоторые производители предлагают емкости, изготовленные из термостойких полимерных материалов с дополнительными ребрами жесткости для укрепления конструкции. Такие изделия не боятся коррозии, однако имеют существенные ограничения по размерам в связи с низкой прочностью материала.

Некоторые баки имеют горизонтальные перегородки, разделяющие внутреннее пространство на отдельные секции. Это способствует более выраженному температурному расслоению воды. Как следствие, повышается эффективность управления тепловыми потоками.

Количество пар патрубков подачи и обратки зависит от системы отопления. Большинство моделей имеют от 2 до 10 пар. При этом на каждую пару рекомендует устанавливать отдельный циркуляционный насос. В конечном счете, более целесообразно при обвязке котла с теплоаккумулятором дополнительно использовать тепловой коллектор (гребенку) для распределения теплоносителя по контурам.

Некоторые модели предоставляют возможность установки дополнительных нагревательных элементов. Теплоаккумулятор с тэном, в зависимости от его мощности, может стать полноценным источником тепла, полностью заменив твердотопливный котел, при менее эффективных режимах обогрева.

Расчёт теплоаккумулятора для отопления и особенности его выбора

Объём ёмкости буферного накопителя находится в прямой зависимости от мощности твердотопливного котла. На практике, это выражается следующим образом. Объём бака должен быть такой, чтобы имеющийся в нем теплоноситель полностью нагревался до расчетной температуры за время одной загрузки топлива. Учитывая, что время эффективного нагрева классического твердотопливного котла составляет порядка 3-4 часов. Такой режим работы позволяет сократить количество загрузок до 1-3 как в сутки, что обеспечивает КПД близкий к максимальному.

Выполним расчет теплоаккумулятора на примере частного коттеджа площадью 150 м2. При достаточно эффективном утеплении сооружения, при температуре окружающей среды -30°С теплопотери такого дома могут достигать 15 кВт/ч. В сутки теплопотери составят около 360 кВт/ч.

Читайте также:
Что такое сетка штукатурная и как её правильно выбрать

При условии отопления дома сухими березовыми дровами, имеющими выход тепловой энергии 3,8 кВт/ч/кг. Общие суточные затраты топлива могут составить 95 кг. При условии, что объем топки среднего по размерам котла составляет около 50 л в неё можно свободно загрузить 30 кг дров. Что даст 114 кВт/ч тепловой энергии. Это значит, что в сутки необходимо выполнить три полные загрузки.

Для упрощения расчетов принимается, что на 1 кВт мощности котла необходимо 18-23 л воды в аккумулирующем баке. При условии, что вся тепловая энергия, которую обеспечивает котел, используется только для нагрева теплоносителя в баке его объем должен составлять 1,5 тонны. Исходя из практики, твердотопливный котел для обеспечения системы отопления с одновременным нагревом воды в аккумуляторе должен иметь избыточную мощность. Если обычно системы отопления принимается 1 кВт на 1 м2, в сочетании с буферной емкостью мощность должна быть увеличена 25-30% и составлять 20-25 кВт.

Если твердотопливный котёл определенной мощности уже имеется, то расчетный объём бака необходимо сокращать на треть. Таким образом, она составит для данного дома 1000л.

Принимаем теплоотдачу котла на одной загрузке равную 38 кВт/ч. (3 часа работы на березовых дровах (30кг) 114 кВт/ч.). Из них на поддержание системы отопления дома уходит около 15 кВт/ч, а на нагрев теплоносителя в баке остальные 23 кВт/ч. Соответственно, буферная емкость объёмом 1000 л будет нагреваться до плановой температуры на протяжении 2,8 часа, что соответствует продолжительности одной загрузки. Следовательно, объём бака буферной емкости подобран правильно.

После того как котёл погаснет температура теплоносителя из бака будет достаточно для обеспечения комфортного уровня температуры в помещениях на протяжении 3-4,5 часов. То есть одной загрузке котла в сочетании с буферной емкостью достаточно на 6-7,5 часов. Это означает сокращение количества загрузок топлива на треть при температуре -30°С и вдвое при -10°С.

Типовые схемы обвязки ТТ котла с теплоаккумулятором

Правильная обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором, кроме своей основной функции накопления и выдачи тепла, выполняет еще несколько дополнительных:

  • Быстрый переход твердотопливного котла в рабочий режим;
  • Подача в систему отопления теплоносителя с определенной (комфортной) температурой.

Буферная ёмкость подключается к котлу таким образом, чтобы разделять котловой и отопительный контуры.

Котловой контур отделён от накопителя байпасом с трёхходовым клапаном. В начале запуска твердотопливного котла теплоноситель движется по малому кольцу через байпас, пока не достигнет температуры около 60°С на обратке. После этого угроза низкотемпературной коррозии теплообменника существенно снижается. Трёхходовой клапан начинает открываться, перенаправляя теплоноситель в буферную емкость.

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором включает следующие элементы:

  • Группа безопасности устанавливается на подаче непосредственно возле твердотопливного котла. В нее включается предохранительный клапан, манометр и кран Маевского (клапан для удаления воздуха);
  • Узел подачи горячего теплоносителя в обратку (подмес) для защиты топки и теплообменника;
  • Запорная арматура с кранами для слива и наполнения системы отопления;
  • Расширительный бачок для компенсации температурных расширений теплоносителя;
  • Буферная емкость теплоаккумулятора;
  • Смесительные узлы контуров отопления (коллектор, если контуров много);
  • Автоматика управления подачи теплоносителя в систему отопления.

Следует помнить, что такая система является энергозависимой. И для её функционирования необходимо предусмотреть альтернативные источники питания аккумуляторы или дизель-генератор.

Подключение теплоаккумулятора (буферной емкости) к системе отопления

Подключить теплоаккумулятор (буферную емкость) для отопления можно десятком разных способов. Есть самые простые — просто трубы подключить, есть сложнее, с большим количеством элементов, которые решают различные задачи. Разберем, как подключить теплоаккумулятор, по порядку, с возможностями схем, для разных потребителей. Рассмотрим плюсы и минусы каждой из схем.

Обвязка теплоаккумулятора: упрощенная схема

Буферную емкость ставят между водогрейной печью/котлом и системой отопления. В самом простом варианте подключают трубы напрямую, без каких-либо излишеств (см. рисунок ниже). Вот только лучше поставить отсечные краны на каждом из отводов — перед и после емкости. Это даст возможность отключать емкость, проводить ремонтные работы с баком и не сливать при этом теплоноситель из системы. Еще очень желательны фильтры.

В чем недостаток такой схемы подключения теплоаккумулятора для системы отопления? При поступлении в теплообменник котла теплоносителя с низкой температурой, образуется конденсат. Он состоит из очень едких жидкостей, которые разрушают металл. Испаряясь, этот конденсат оставляет толстый слой налета на теплообменнике, что очень сильно снижает эффективность (теплообменник хуже нагревается). Ситуация с холодной обраткой появляется во время старта системы, пока не нагрет теплоноситель. Так как в данной схеме греться должен весь объем, конденсат выпадает продолжительное время, что приводит к быстрому снижению эффективности отопления, разрушению теплообменника.

Самая простая схема подключения теплового аккумулятора к системе отопления

Самая простая схема подключения теплового аккумулятора к системе отопления

Второй недостаток этой схемы: вода в емкости может быть очень горячей — до 90°C и больше. Если подавать ее в радиаторы напрямую, в помещениях может быть слишком жарко, к тому же о нагретые до такой температуры радиаторы можно серьезно обжечься. На теплый водяной пол, такой горячий теплоноситель вообще давать нельзя — все расплавиться.

И, самое важное, в данной схеме нет циркуляционного насоса. То есть, движется теплоноситель по естественным причинам: благодаря уклону труб (не забудьте, кстати, о правильном уклоне) и разнице температур между подачей и обраткой. Но такое движение медленное и малоэффективное, особенно при понижении температуры в баке. Такая схема малоэффективна. Для того чтобы теплоноситель двигался быстрее, ставят циркуляционный насос.

Читайте также:
Чем очистить стекло от скотча?

Куда поставить циркуляционный насос

В большинстве схем обвязки теплоаккумулятора с циркуляционным насосом, он стоит в обратном трубопроводе перед котлом. В обратке — потому что тут ниже температуры, но можно поставить и на подаче. Современные насосы рассчитаны на прокачку теплоносителя до 110°C, так что они там неплохо себя чувствуют. Второй момент: при установке на подаче, насос не будет создавать дополнительное давление на теплообменник, что продлит срок его службы.

В любом случае при установке циркуляционного насоса в подаче или на обратке, возможность естественной циркуляции отсутствует. То есть, при отключении электроэнергии, циркуляция остановится, котел неминуемо закипит. Чтобы избежать этого, ставят четырехходовой клапан, через который организуют сброс перегретой воды в канализацию и подпитку холодной водой из ХВС. Так организуется аварийное охлаждение теплообменника и предупреждается закипание теплоносителя.

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Один из способов избежать перегрева теплоносителя в котле отопления

Обратите внимание, что реализовывать эту схему можно только на стальных или медных теплообменниках. С чугунными — нельзя. При попадании холодной воды они могут лопнуть.

Есть и другой способ. Он более щадящий по отношению к теплообменнику (подходит и для чугунных) и требует меньше материалов. Можно сделать обвязку между котлом и теплоаккумулятором для отопления так, чтобы сохранить естественную циркуляцию. В таком случае при отключении электропитания котел не закипит — будет продолжать греть воду в емкости.

Для сохранения естественной циркуляции теплоносителя, насос ставят в отдельном, специально созданном контуре. Чтобы схема работала, в контуре ставят лепестковый обратный клапан большого сечения.

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Так сохраняется естественная циркуляция даже при отсутствии электропитания

Когда не работает циркуляционный насос, он пропускает поток теплоносителя от ТА. При работе циркуляционного насоса, он своим напором подпирает клапан и теплоноситель идет через насос. На насос идет труба не менее дюйма в диаметре. Только в этом случае может сохраниться естественная циркуляция.

Решаем проблему конденсата

Логичное решение проблемы слишком холодной воды на обратке — добавить горячую с подачи. Реализуется это при помощи перемычки и установленного на отводе регулируемого трехходового смесительного клапана. Клапан должен быть смесительного типа: при достижении выставленной температуры, он плавно начинает сдвигать клапана в двух подключенных трубах. Таким образом получается постепенное и плавное изменение температуры.

Обвязка теплоаккумулятора: добавочный контур для подмеса теплой воды в обратку

Обвязка теплоаккумулятора: добавочный контур для подмеса теплой воды в обратку

Холодная вода в обратном трубопроводе появляется в нескольких случаях: при разгоне котла, когда вода в теплоаккумуляторе сильно остыла (после простоя), а котел в работе. Давайте рассмотрим, как работает эта схема подключения аккумулятора тепла в обоих случаях. Движение теплоносителя показано на иллюстрациях ниже.

Пока котел не разогрелся, теплоноситель совсем холодный. В этом случае трехходовой клапан перекрывает поток теплоносителя на ТА и он движется по малому кругу (рисунок внизу, верхняя левая картинка). Прогрев происходит быстро, так как воды мало, время, образования конденсата минимально. На рисунке принято, что трехходовой клапан настроен на 55°C. Пока вода в малом круге не достигнет этой температуры, она так и циркулирует в нем.

Когда теплоноситель в малом кольце разогревается до 55°C, клапан сдвигает заслонки, включается в работу теплоаккумулятор для отопления. В этом случае одновременно идут три потока (правый рисунок в верхнем ряду):

  • малый, как на первой картинке;
  • часть теплоносителя идет на ТА через клапан;
  • из ТА по обратке, через клапан, на насос и в теплообменник котла (третий круг).

В таком положении все находится до тех пор, пока теплоноситель в баке не прогреется до выставленной температуры (в данном случае до 55°C).

Как работает трехходовой смесительный клапан в схеме с ТА

Как работает трехходовой смесительный клапан в схеме с ТА

Когда температура в баке достигает 55°C, трехходовой клапан отсекает подмес. Жидкость движется по большому кругу (нижний рисунок):

  • подача — не заходя на клапан — в ТА;
  • обратный поток — через клапан, на насос, в котел.

В таком состоянии все работает до тех пор, пока горит топливо. Чтобы обвязка теплоаккумулятора была завершенной, добавим контролирующие элементы — в трубопровод подачи устанавливается группа безопасности: манометр, предохранительный (аварийный) клапан сброса давления, автоматический воздухоотводчик. Для установки аварийного клапана, в некоторых котлах есть специальные штуцера. В противном случае аварийный клапан ставят с остальными компонентами сразу на выходе котла — до первого ответвления.

Окончательный вид обвязки ТА со стороны котла

Окончательный вид обвязки ТА со стороны котла (группа безопасности не нарисована, стоит на подаче после котла)

Еще устанавливается расширительный бак мембранного типа. Он будет принимать в себя лишнюю воду по мере расширения (при нагреве жидкости увеличиваются в объеме). Теплоаккумулятор для отопления к котлу мы подключили. На этом обвязка теплоаккумулятора со стороны котла окончена.

Подключение ТА к потребителям

С другой стороны теплоаккумулирующую емкость надо подключить к системе отопления. Если подключаем только радиаторы, все просто — с одного из верхних выходов идет труба в трубопровод подачи, в нижний подключаем обратку. Но, в этом случае, возможен перегрев радиаторов. Когда вода в баке нагрета до температуры выше 60°C, это может быть опасным, а температура может быть 90°C и даже выше. При касании к таким горячим радиаторам, высока вероятность получения нешуточного ожога. К тому же в помещении явно будет жарко.

Читайте также:
Штукатурка короед расход на 1 м2: декоративная, минеральная

Подключение радиаторов

Чтобы избежать подачи слишком горячего теплоносителя, ставят еще один трехходовой смесительный клапан. Схема работает также как описано выше. Выставляем на регуляторе требуемую температуру, например, 50°C. Как только теплоноситель в подаче будет горячее, клапан откроет подмес воды из обратки.

Одна из выгод установки теплоаккумулятора — возможность приготовления ГВС в той же емкости (средняя картинка на рисунке ниже). Для этого в бак встраивают теплообменник или емкость. Его выход подключают к гребенке горячего водоснабжения.

Схемы обвязки буферной емкости со стороны системы отопления

Схемы обвязки буферной емкости со стороны системы отопления

Так как и в этом случае тоже возможен перегрев, тут также необходим узел подмеса. Вот только добавлять надо холодную водопроводную воду. Реализуется этот узел при помощи еще одного трехходового смесительного клапана. Выход от холодного водопровода подключаем к смесительному трехходовому клапану ГВС. Чтобы при отсутствии разбора горячей воды она не попадала в гребенку холодной воды, на линии подачи от ХВС ставим обратный клапан.

Эта схема обвязки теплоаккумулятора имеет существенный недостаток: когда горячая вода не используется, вода в трубах остывает. Чтобы «добыть» теплую, приходится сливать остывшую просто в канализацию. Это неудобно, так как приходится ждать, и неэкономно. Для решения проблемы, от последней точки разбора тянут обратную линию, в которой устанавливают свой циркуляционный насос. Этот контур называется рециркуляционным. Пока кран нигде не открыли, вода бегает по кругу. Таким образом, из всех кранов постоянно идет теплая вода. Обратите внимание на установку обратных клапанов — они обязательны для работоспособности схемы.

Обвязка теплоаккумулятора для индивидуального отопления со всеми функциональными элементами и арматурой

Обвязка теплоаккумулятора для индивидуального отопления со всеми функциональными элементами и арматурой

Для окончательной проработки схемы надо еще оговорить место установки арматуры. Это автоматические воздухоотводчики, которые ставят в самых высоких точках системы. Еще нужны запорные краны. Их устанавливают возле каждого крупного функционального узла так, чтобы при необходимости, можно было перекрыть краны и снять оборудование для ремонта или профилактики.

Как запитать теплый водяной пол

К теплоаккумулятору можно очень неплохо подключить и теплый пол. Обвязка в этом случае ничем не отличается от случая с радиаторами. Нужен тот же узел подмеса со смесительным трехходовым клапаном, но настроен он должен быть на более низкую температуру — не выше +40°C. В этом случае можно подключить теплый пол без смесительного узла — температура должна контролироваться при выходе из котла. Но можно и перестраховаться — поставить второй смесительный узел на распределительном коллекторе теплого пола.

Обвязка теплоаккумулятора с теплым водяным полом

Обвязка теплоаккумулятора с теплым водяным полом (в зеленом контуре)

Есть и второй вариант обвязки теплоаккумулятора с теплым полом — подавать той же температуры теплоноситель, что идет на радиаторы. Понижать ее будет смесительный узел. Хлопот и затрат меньше (нужны только тройники для отвода от основной магистрали), но и надежность такого решения ниже. Хотя, справляется же это оборудование с теплоносителем, который подает обычный котел.

Теплоаккумулятор для системы отопления — устройство и принцип работы

буферная ёмкость с котлом на твёрдом топливе

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.

внутреннее устройство теплоаккумулирующей ёмкости

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.

теплоаккумулятор с твердотопливным котлом

теплоаккумулятор с тепловым насосом и бойлером косвенного нагрева

теплоаккумулятор с электрокотлом и котлом на твёрдом топливе

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.

Читайте также:
Спальня 18 кв. м. — 70 фото лучших идей безупречного дизайна

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).

Установка буферной емкости требует первоначальных вложений, но позже окупается за счет снижения затрат на обогрев помещения и комфорта эксплуатации.

Какой теплоаккумулятор выбрать

накопительная буферная ёмкость

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.

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:

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;

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;

    Теплоаккумулятор для отопления — описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Тепловой аккумулятор предназначен для оптимизации расхода вырабатываемого котлом тепла. Его установка экономит средства на покупку твердого топлива, позволяет не подбрасывать все время дрова или уголь в котел отопления, так как не только сохраняет, но и накапливает тепло, чтобы передать в нужный момент радиаторам или другим узлам обогрева.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор – это теплоизолированный резервуар с водой, которая накапливает тепло, а затем распределяет его порционно, выступая тем самым буфером между источником тепла и его потребителями.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    В данной схеме источник тепла – котел, потребителя – радиаторы или другие обогревающие устройства.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Для увеличения теплоотдачи прибор оснащают дополнительными устройствами в виде различных регуляторов и температурных датчиков. Иной раз, получается снизить расход топлива в два раза.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Особенности устройства

    Теплоаккумулятор выполнен в виде громадного цилиндра вертикального формата. Изготавливают эти приборы из высокопрочной нержавеющей стали.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Изнутри бак покрыт специальным лаком, который предотвращает устройство от разрушительного воздействия воды высокой температуры и примесей, содержащихся в ней. Снаружи бак красят теплоустойчивой краской.

    Теплоаккумулятор снабжен прослойкой теплоизоляции, ее толщина составляет около 10 см, сквозь который проходит вода. Особая структура теплоизолятора продлевает срок работы всего теплоаккумулятора.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Затем идет слой из кожезаменителя. Благодаря такому устройству бак сохраняет и накапливает тепло, напоминая по своему строению и функциональности термос.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Принцип действия

    Котел вырабатывает тепло неравномерно, по мере сгорания твердого топлива происходит сначала рост вырабатываемой тепловой энергии, а затем спад.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Чтобы радиаторы были все время одинаково прогретыми в систему отопления монтируют теплоаккумулятор с дополнительными устройствами контроля, он то и распределяет скопившееся в нем тепло по радиаторам в тот момент, когда его выработка котлом минимальна или отсутствует.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Виды теплоаккумуляторов

    Конструктивно теплоаккумуляторы делятся на три вида – без теплообменника внутри, снабженные одним или несколькими змеевиками, с бойлерным баком.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Принцип работы теплоаккумулятора без теплообменника

    Это самый недорогой и простой по устройству аккумулятор тепла. Подсоединяется к котлу, а потом от него выполняют разводку к обогревательным элементам.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Принцип работы теплоаккумулятора с одним или несколькими змеевиками

    Эта современная модель получила широкое применение благодаря своей высокоэффективной работе. Змеевик, расположенный сверху отбирает энергию, а нижний прогревает сам буфер.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Принцип работы теплоаккумулятора с внутренним бойлером

    Эта модель не просто накапливает и рационально распределяет тепло, но и обеспечивает дом горячей водой в ванной и кухне.

    Замечательно встраивается в открытую и закрытую системы отопления, без малейших потерь функциональности. Часто работает в паре с твердротоплевными и электрическими котлами, а также с солнечными коллекторами.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Солнечный коллектор работает от энергии солнца, которая бесплатна, экономя топливо. Единственное, на что придется потратиться, так это на оборудование.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Роль теплоаккумулятора для гелеосистемы очень важна, поскольку в вечернее время и ночью энергия практически не вырабатывается.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Конечно, гелеосистемы в климатических условиях многих регионов страны не способны полностью обеспечить тепловой энергией дом, но являются серьезным подспорьем в экономии.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Твердотопливный котел отопления и теплоаккумулятор

    Очень часто теплоаккумуляторы используют именно для сохранения выделяемого тепла котлом отопления. Связано это с тем, что котел за период сгорания топлива выделяет тепло не всегда одинаково, чтобы сбалансировать обогревательный процесс, сделать его наиболее ровным в смысле температурного режима в доме используют теплоаккумулыторы или как их еще называют буферные баки.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Рядом с теплоаккумулятором устанавливаются приборы контроля давления и температуры в системе отопления, оборудуется устойчивое основание под буферный бак и котел.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    В работе теплоаккумуляторов имеются свои минусы: дом слишком долго прогревается при первичном запуске системы, высокая стоимость, требует высокой мощности котла.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Цены на теплоаккумуляторы для отопления достаточно высокие, поэтому многие предпочитают делать эти устройства самостоятельно.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Сделать простейший теплоаккумулятор для отопления своими руками можно из бочки, изготовленной из нержавейки.

    Изготовить бочку можно из пары листов нержавейки. Чтобы вода в бочке нагревалась, нужна медная трубка с диаметром 3 сантиметра и длиной около 14 метров.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Трубку сгибают и помещают внутрь бака. К низу бочки подводят холодную воду, а сверху отводят горячую. Оба отвода оснащаются кранами контроля подачи воды.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Следующий шаг – проверка бочки на герметичность, если все в порядке и течи нет, бочку можно утеплять.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Утепление проходит в пару этапов – сначала ее красят термоустойчивой краской, а затем оборачивают базальтовой ватой, поверх которой оборачивают бак фольгой.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Самодельный бак, также как и производственный оборудуют датчиками температуры и давления.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Самодельный бак выйдет в разы легче и дешевле, если не верите, посмотрите фото теплоаккумуляторов для отопления. Габариты производственных баков впечатляют.

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Фото теплоаккумуляторов для отопления

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    Теплоаккумулятор для отопления - описание системы и особенности ее применения в частном доме (120 фото)

    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

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

    • 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.

    Схема устройства

    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.

    Пример чертежа

    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.

    Особенности теплоаккумуляторов для котлов отопления

    Особенности теплоаккумуляторов для котлов отопления

    Теплоаккумуляторы для котлов отопления являются полезным изобретением и широко используются владельцами автономных систем обогрева. Прибор существенно экономит тепловую энергию, имеет простое устройство и может быть смонтирован самостоятельно.

    Предназначение

    Роль теплоаккумуляторов в системе отопления трудно переоценить. Прибор осуществляет сбор и хранение теплоносителя, поддерживает в нём необходимую температуру, и при необходимости отдаёт его обратно в систему. Это способствует сохранению оптимального температурного режима помещений даже при выключенном котле. Кроме поддержания заданных тепловых параметров, аккумулятор предохраняет котёл от перегрева, забирая у него лишнее тепло, и понижает объём расходуемого топлива на 30%. При этом происходит синхронное повышение коэффициента полезного действия отопительного прибора.

    Один теплоаккумулятор может одновременно обслуживать несколько котлов, работающих на разном виде топлива. Кроме того, прибор исполняет роль водонагревателя в системе горячего водоснабжения, и некоторое время осуществляет подогрев воды при выключенном котле.

    Но использование теплоаккумуляторов целесообразно не для всех видов котельного оборудования. Например, в высокотехнологичных автоматизированных электрокотлах установка тепловых накопителей экономически не обоснована. Такие устройства сами контролируют рациональность использования ресурсов и оборудованы термодатчиками, отключающими их от сети в случае перегрева. А вот для твердотопливных и пиролизных котлов такие приборы крайне необходимы.

    Это объясняется тем, что в камеры сгорания таких агрегатов требуется регулярная загрузка твёрдого топлива, из-за чего приходится постоянно следить за степенью его сгорания и постоянно подбрасывать уголь или дрова. В ночные часы делать это не совсем комфортно: приходится вставать несколько раз за ночь и контролировать работу котла. Решением проблемы может стать установка теплоаккумулятора, что позволит запасать вырабатываемое днём тепло и эффективно тратить его в ночные часы. Хозяин помещения сможет спокойно спать всю ночь, а установка прибора заметно снизит расход топлива и значительно сократит затраты на обогрев.

    Технические характеристики

    Конструктивно тепловой аккумулятор напоминает большой термос. Корпус прибора выполнен в виде цилиндрического бака и изготовлен из нержавеющей стали. Сверху бак имеет обвязку из теплоизолирующего материла, что способствует заметному увеличению времени остывания теплоносителя. Толщина утеплителя на моделях заводского производства составляет 100 мм. Сверху теплоизолянт закрывается плотным кожухом, для производства которого используется кожзаменитель. Внутри резервуара располагаются теплообменники. Их количество зависит от объёма бака и мощности модели, и может варьироваться от одного до трёх – в заводских моделях, и до пяти – в самодельных.

    Объём бака также может быть разным: в наиболее бюджетных вариантах он составляет всего 100 литров, в то время как большие промышленные установки оборудованы резервуарами в несколько кубов и требуют для своей установки оборудования отдельной котельной. В некоторых моделях внутри основной ёмкости устанавливается меньший по диаметру бойлер, обеспечивающий горячее автономное водоснабжение. На корпусе аккумулятора присутствуют несколько резьбовых патрубков, используемых для подключения прибора к отопительному котлу, а также для подсоединения разводки отопления. Скорость расходования тепла из накопителя зависит от теплопотерь помещения, внешней температуры и ёмкости накопительного бака. Отопление на пассивном режиме с выключенным котлом может осуществляться от двух часов до двух дней.

    Принцип работы

    Схема работы теплоаккумулятора достаточно проста. Благодаря работе циркуляционных насосов, установленных между котлом и аккумулятором, горячий теплоноситель через верхний патрубок заходит в буферную ёмкость. При этом охлаждённая жидкость через нижние патрубки возвращается в котёл. На участке между тепловым накопителем и радиаторами устанавливается ещё один насос, обеспечивающий подачу теплоносителя к радиаторам.

    После того как вода в батареях отдаёт своё тепло помещению и её температура достигает нижней допустимой отметки, автоматически срабатывают термодатчики. По их сигналу включаются насосы, которые мгновенно возобновляют подачу горячего теплоносителя в радиаторы.

    Во время бездействия насоса, расположенного на выходе из аккумулятора, происходит накопление тепловой энергии. После полного прогорания одной закладки топлива котёл переключается на режим ожидания, а отопление дома осуществляется с помощью теплоаккумулятора, который отдаёт накопленную тепловую энергию радиаторам. При отсутствии в системе тепловых аккумуляторов, горячая жидкость будет бесконтрольно нагревать помещение, что повлечёт за собой его перегрев и вызовет необходимость открытия окон с целью понижения температуры. Это будет означать, что котёл отапливает улицу, и топливные ресурсы растрачиваются впустую. Использование теплоаккумулятора поможет избежать таких ситуаций и обеспечит экономный расход топлива.

    Разновидности

    Классификация теплоаккумулятров осуществляется по двум признакам: функциональности и принципу тепловой отдачи.

    Функционально приборы подразделяются на два типа.

    • Накопительные аккумуляторы для систем отопления подразумевают подключение только радиаторов отопления, и могут функционировать как на воде, так и на антифризе. Такие модели будут оптимальным вариантом для обустройства бюджетной системы обогрева и могут быть использованы для дополнительного подключения «тёплых полов».
    • Теплоаккумуляторы для обустройства отопления и ГВС наряду с обогревом предполагают подключение сантехнических приборов к горячей воде. В качестве теплоносителя в таких моделях используется только вода. Применение антифриза не рекомендуется ввиду риска смешивания жидкостей при возникновении нештатных ситуаций.

    По принципу тепловой отдачи аккумуляторы также подразделяются на два вида. Первый тип представлен статическими моделями, предполагающими прямой нагрев теплоносителя внутри бака, который может осуществляться при помощи ТЭНов. Ко второму виду относят динамические приборы, работающие в связке с отопительным котлом, и принимающие в накопительный бак уже нагретый теплоноситель. В результате чего змеевик, расположенный внутри ёмкости, нагревается от горячей воды, поступающей из котла. Динамические модели часто оборудованы трехходовыми кранами, клапанами и автоматическими устройствами. Это позволяет осуществлять регулировку температуры воды в батареях и системе «тёплый пол» посредством запорной арматуры, управляющей водяным контуром.

    Критерии выбора

    Прежде чем приступить к приобретению теплоаккумулятора, следует определиться с комплектацией и размером накопительного резервуара. Расчет необходимого объёма должен быть основан на мощности котла и соответствии этих показателей с параметрами накопителя. При определении нужного объёма нужно иметь в виду, что по отзывам владельцев отопительных котлов на каждый киловатт мощности должно приходиться 50 л ёмкости. Таким образом, для котла мощностью 2 кВт ёмкость бака теплоаккумулятра должна составлять 100 литров.

    После того как необходимый размер бака будет определён, можно приступать к выбору модели по функциональным признакам. В случае если хозяев часто не бывает дома, целесообразно приобрести максимально автоматизированную модель. Такой прибор будет сам регулировать температуру нагрева теплоносителя и отключит оборудовании в случае поломки или аварии. При выборе теплоаккумулятора для работы в напорных системах с высоким давлением, лучше остановиться на моделях, оборудованных торосферическими крышками.

    Изготовление и монтаж самодельного устройства

    Современный рынок котельного оборудования предлагает огромный выбор теплоаккумуляторов как российского, так и зарубежного производства. Однако при отсутствии возможности приобретения заводской модели сделать теплоаккумулятор можно своими руками. Самым простым вариантом такого устройства станет обычная бочка, оборудованная входным и выходным патрубками, и обёрнутая теплоизоляционным материалом. Эффективность такой конструкции будет невелика, но для отопления небольшого кирпичного домика она вполне подойдёт. Для изготовления бака потребуется листовой металл и сварочный аппарат. После того как ёмкость будет сварена, в неё врезаются 4 патрубка: два для подачи воды и столько же для её возврата.

    Входящие и выходящие патрубки должны располагаться на противоположных сторонах резервуара. Затем в верхнюю часть ёмкости вваривается муфта с вмонтированными в неё термодатчиком и защитным клапаном. Далее, обустраивается теплоизоляция и выполняется установка накопителя на место. В случае отсутствия сварочного аппарата или навыков его использования, можно взять ёмкость из огнеупорного пластика. Для того чтобы в процессе эксплуатации бак не потерял своих первоначальных форм, рекомендуется поместить его в специально изготовленный каркас решетчатого типа. Роль заводского змеевика может выполнить обычный гофрированный металлический шланг.

    Монтаж теплоаккумулятра не требует наличия специальных навыков и может быть выполнен самостоятельно.

    Для этого нужно неукоснительно следовать правилам установки и выполнить ряд действий.

    • Составить подробную схему системы отопления, отметив на ней особенности планировки, размер помещений и количество этажей.
    • При движении теплоносителя естественным образом размещение накопителя должно производиться непосредственно рядом с котлом.
    • При соединении котла и трубопровода необходимо полностью загерметизировать стыки, используя при этом синтетические герметики, рекомендованные для данных материалов.
    • Температура воздуха в помещении, где устанавливается оборудование, не должна опускаться ниже 10 градусов.
    • Монтаж соединительных патрубков должен проводиться таким образом, чтобы в случае аварии доступ к ним был открыт и не перекрывался самим прибором или посторонними предметами.
    • Размещение буферной ёмкости должно производиться строго на одном уровне с котлом. Более высокое расположения накопителя не допускается.
    • После установки насосного оборудования необходимо заполнить систему водой и произвести пробный запуск. При обнаружении течи, нужно слить воду из системы и принять меры к устранению протекания. Затем вновь заполнить систему и повторить запуск.

    Теплоаккумуляторы для твердотопливных котлов являются важным звеном систем автономного отопления. Они способны обогреть дом и обеспечить хозяев горячей водой даже при выключенном приборе, что существенно сокращает расход топлива и значительно экономит семейный бюджет.

    О том, как установить теплоаккумулятор для котлов отопления, смотрите в следующем видео.

    Устройство и схемы подключения теплоаккумулятора в систему отопления

    Устройство и схемы подключения теплоаккумулятора в систему отопления

    Теплоаккумулятор — агрегат для собирания и увеличения тепла с целью его дальнейшего применения. Устройство используется в частных домах, квартирах, на предприятиях, а также для предпускового прогрева двигателей. Аккумулятор тепла для системы отопления позволяет уменьшить энергетические затраты на обогрев помещений и горячее водоснабжение. Агрегаты устанавливаются в обвязку твердотопливного котла либо подключаются в гелиосистему.

    Назначение агрегата

    Работа твердотопливного котла в системе отопления представляет собой некоторую цикличность. Сначала в него закладывают топливо, разжигают, а затем котел постепенно выходит на максимальную мощность и передает тепловую энергию через теплоноситель в систему отопления.

    Работа твердотопливного котла

    Закладка дров постепенно прогорает, теплоотдача уменьшается, и теплоноситель остывает. В период пиковой мощности часть тепловой энергии остается невостребованной, а во время догорания топлива ее, наоборот, будет недостаточно. Для повторения цикла следует опять осуществить закладку твердого топлива.

    Частично эту проблему может решить пиролизный котел длительного горения, но во время его работы часто не совпадают пики выработки и потребления тепловой энергии. Для разрешения такой ситуации устанавливается энергоаккумулятор для системы отопления, который известен как буферная емкость или тепловой накопитель.

    Устройство и принцип действия

    В основу действия этого агрегата заложена высокая теплоемкость воды. Если в период максимальной мощности котла нагреть некоторое количество воды, тогда впоследствии ее энергетический потенциал можно будет использовать для нужд отопления.

    Например, вода при остывании на 1° C может нагреть 1 м³ воздуха на 4° C. Самый простой теплоаккумулятор для котлов отопления представляет собой вертикальную емкость с четырьмя врезанными в разные стороны патрубками. Существуют теплонакопители с разнообразными аккумулирующими материалами:

    С одной стороны корпуса два патрубка подсоединяются к трубопроводам котла, а с другой — к системе отопления. После запуска нагревателя циркуляционный насос начинает прокачивать теплоноситель через буферный бак.

    В нижнюю часть накопителя поступает холодный теплоноситель, а в верхнюю — горячий. Из-за существенной разницы в плотности вода перемешиваться не будет, а горячий теплоноситель постепенно заполнит всю емкость.

    Обычно объем термоаккумулятора для отопления рассчитывается таким образом, чтобы одной закладки топлива хватило для полного заполнения емкости горячей водой. То есть вся энергия котла, исключая потери, преобразуется в тепловую, которая будет накоплена в аккумуляторной емкости.

    Работа теплоаккумулятора

    Теплоизоляция позволяет сохранять высокую температуру воды в течение длительного времени. Когда котел перестает работать, система обогрева продолжает функционировать. Благодаря насосу горячая вода из аккумулятора поступает в трубопроводы и приборы отопления дома.

    На место горячего теплоносителя в буферную емкость через нижний патрубок из обратной линии трубопровода снова поступает остывшая вода. При использовании электрического котла схему отопления с теплоаккумулятором можно использовать в ночное время, когда действует льготный тариф.

    Виды тепловых аккумуляторов

    Все накопители представляют собой вертикальные цилиндрические резервуары. Отличаются они друг от друга только элементами, расположенными внутри конструкции. Существует несколько типов термоаккумуляторов:

    Виды тепловых аккумуляторов

    1. 1. Простая конструкция. Подключение емкости проводится непосредственно к контурам котла и системы отопления. Такие накопители применяются для использования одного типа теплоносителя, если его давление в контурах не превышает показателей котла и теплоаккумулятора. При различных значениях давления необходимо подключить в схему дополнительный внешний теплообменник.
    2. 2. Емкость с внутренним теплообменником. Внизу нее находится трубчатая спираль из нержавеющей стали. В зависимости от конструкции возможна установка нескольких теплообменников. Применяются такие аккумуляторы, когда давление и температура теплоносителя в контуре обогревателя значительно превышают допустимые показания на линиях потребителей при подключении нескольких источников тепла. Например, котловое оборудование применяется совместно с солнечным коллектором. При использовании в контурах разных видов теплоносителей устанавливают накопительные емкости с теплообменниками. В таких термоаккумуляторах происходит активное смешивание горячего теплоносителя с остывшим.
    3. 3. Наличие в баке проточного контура ГВС. В такой конструкции теплообменник обычно устанавливается в верхней части накопителя. Такая схема используется при равномерном водоразборе горячей воды. Теплообменник выполнен из нержавеющей пищевой стали.
    4. 4. Термоаккумулятор с баком для запаса ГВС. Схема напоминает устройство бойлера косвенного нагрева. Используется накопитель такой конструкции в условиях частого пикового разбора горячей воды для хозяйственных нужд.

    Термоаккумулятор с баком для запаса ГВС

    Все подобные конструкции могут выпускаться в различных вариациях в зависимости от сложности схемы отопления, количества и видов используемых нагревателей и водяных контуров. Сложные устройства легко определить по многочисленным патрубкам, выходящим из емкости.

    Популярные модели

    В зависимости от котлового оборудования и количества потребителей тепловой энергии выбирают подходящую модель буферной емкости. Аккумулятор можно приобрести с перспективой будущих подключений дополнительных приборов, а подключенные патрубки временно заглушить. В десятку популярных устройств входят следующие модели:

    Модель Nibe BU 500.8

    1. 1. Nibe BU 500.8 применяется в системах отопления с разными источниками тепла. Отличается пенополистирольной изоляцией толщиной 14 см. Емкость бака составляет 500 л, предельное давление — 6 бар, а максимально допустимая температура — 95° C.
    2. 2. ETS 200 представляет собой ряд блоков из композитного материала, размещенных внутри стального корпуса. Их нагрев осуществляется электрическими ТЭНами мощностью 2 кВт. Внутри установлен вентилятор для ускорения процесса нагрева.
    3. 3. HAJDU AQ PT 500 — буферный накопитель, предназначенный для работы в закрытой системе отопления. Подключается в схему отопления с разными типами нагревателей. Бак рассчитан на максимальное давление 3 бар. К недостаткам можно отнести отсутствие внутреннего антикоррозийного покрытия и теплоизоляции. Их устанавливают отдельно.

    Стоит также отметить такие виды теплоаккумуляторов, как S-Tank AT 300, Electrotherm ETS, Buderus Logalux P 500−1000/5 и т. д.

    Типовые схемы подключения

    Существует несколько схем подключения теплоаккумулятора. Подающий трубопровод от котлового оборудования подсоединяется в верхней области корпуса емкости. С противоположной стороны на таком же уровне подключается подача, идущая на приборы отопления.

    Линия обратного трубопровода входит в нижнюю часть бака, на таком же уровне выходит с противоположной стороны и подключается в нагреватель. Это самая простая схема, которая позволяет осуществлять только регулировку количества теплоносителя. Другие способы:

    Типовые схемы подключения

    1. 1. С трехходовым клапаном. Подающий и обратный трубопровод системы соединяются байпасом через клапан. Такое подключение позволяет проводить качественную регулировку теплоносителя и изменять его температуру. Накопленной баком энергии хватает на длительный срок.
    2. 2. Подключение через внутренний теплообменник. Внутри в нижнем пространстве емкости проходит витой трубопровод, который соединяют с котлом. Выход на радиаторы отопления находится вверху емкости, а обратный трубопровод подключают к нижней части бака. Такая схема дает возможность применять разного рода теплоносители. Давление в котловом контуре выше, чем в трубопроводах батарей.
    3. 3. Установка дополнительного теплообменника. Котел соединяют с буферной емкостью последовательно через внешнее теплообменное устройство. Обычно такой способ применяют, если не хватает мощности внутреннего змеевика для нагрева теплоносителя.
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: :???: :?: :!: