Теплоаккумулятор для котлов отопления: устройство, виды, принципы подключения

ТОП-7: HAJDU AQ PT 1000 C

Описание

Буферная конструкция, помимо сохранения избыточного тепла, вырабатываемого котлом твердотопливным или любым другим альтернативным источником энергии, может его перенаправлять в теплоаккумулятор.

Их достоинство в том, что практически бесплатное тепло они поставляют круглый год, даже при небольшом освещении. Даже в пасмурную погоду система отопления от них может получать десятки киловатт энергии.

Конструкция

Внутри емкости Hajdu AQ PT 1000 С находится теплообменник, имеющий вид спирали. Площадь его – 4,2 квадратных метра. Нагретый солнечными лучами теплоноситель, протекая по змеевику, отдает свое тепло, направляемое для обогрева в отопительную систему.

Размеры устройства позволяют ему функционировать паре с твердотопливным котлом, у которого мощность равна 25-35 кВт.

Важно: система, обеспечивающая накопление буферной емкостью тепла, способна функционировать только отопительной системе с принудительным циклом, и не пригодна для гравитационной. Конструкторы марки Хойду не ограничились описанной функцией устройства, т.е. возможностью аккумулировать тепло

Поэтому предусмотрели они технологическое отверстие, дающее возможность устанавливать 2 , 3, 6, 9 — киловаттные ТЭНы. Важность такого решения в возможности увеличить время между загрузками. Это оценили проживающие в загородных коттеджах и дачах

возможностью аккумулировать тепло. Поэтому предусмотрели они технологическое отверстие, дающее возможность устанавливать 2 , 3, 6, 9 — киловаттные ТЭНы

Важность такого решения в возможности увеличить время между загрузками. Это оценили проживающие в загородных коттеджах и дачах

Конструкторы марки Хойду не ограничились описанной функцией устройства, т.е. возможностью аккумулировать тепло. Поэтому предусмотрели они технологическое отверстие, дающее возможность устанавливать 2 , 3, 6, 9 — киловаттные ТЭНы

Важность такого решения в возможности увеличить время между загрузками. Это оценили проживающие в загородных коттеджах и дачах. Рекомендуем:

Рекомендуем:

• Портативные зарядки для телефонов: достоинства, особенности, цена — ТОП-7
• Тепловые аккумуляторы: назначение, особенности, цена — ТОП-6
• ТОП-6: недорогие солнечные коллекторы для отопления и подогрева бассейнов, цены и где купить

Теперь они могут загружать дешевое тепло, т.е. по льготной расценке загружать накопитель энергии. Не нужна при этом врезка в систему отопления электрокотла, ведь Тэны прогревают накопитель напрямую, днем отдавая в систему тепло, накопившееся за ночь.

Внутренняя поверхность

На внутренней стороне стены не имеют эмалированного покрытия, как бойлеры с водонагревателями косвенного нагрева, поэтому теплоаккумуляторы не рекомендуется использовать горячего водоснабжения.

Купить

Где купить	Цена в рублях
https://avangardteplo.ru/products/name/teplonakopitelj_hajdu_aq_pt_1000_c?_openstat=bWFya2V0LnlhbmRleC5ydTv/	40030
https://xn—-7sbcqc4aneonsmco5krb.xn--p1ai/products/bufer-emkost-hajdu-aq-pt-1000-c	по звонку
https://vsegdateplo.ru/vodonagrevateli/teploakkumulyatory/hajdu/hajdu-aq-pt-1000-c-bez-izolyatsii /	42725
https://nasos-kotel.ru/bufernyy-nakopitel-hajdu-aq-pt-1000-c/	40030
https://mrklimat.ru/teploakkumulyatory/teploakkumulyator-hajdu-aq-pt-1000-c.html	40030

Можно ли сделать своими руками

Собрать теплоаккумулятор для котлов отопления можно своими руками. Для этого необходимо взять стальной бак или приобрести листы из нержавеющей стали с толщиной более 2 мм, сварить ёмкость в виде цилиндра (вертикальный бак).

Чертеж аккумулятора

Потребуется труба из меди диаметром 2-3 см и длиной 8-15 м. Её нужно согнуть в виде спирали и поместить внутрь резервуара. Здесь аккумулятор – это верхняя часть ёмкости. В ёмкости устанавливаются подключения для выходящей горячей воды и поступающей холодной.

Фото: builditsolar.com

Для открытой системы отопления подойдёт бак из стали кубической формы.

Утепляется агрегат следующим образом:

1. Внешнюю поверхность ёмкости необходимо хорошо очистить и обезжирить, покрыть антикоррозийными веществами.
2. Выполнить теплоизоляцию. Можно обернуть ёмкость в фольгированную пленку.
3. Предусмотреть отверстия для отводных патрубков и подключить ёмкость.
4. На буферный бак необходимо установить термометр, манометр и взрывной клапан.

Для утепления лучше не использовать пенопласт. В холодное время в них заводятся мыши, которые ищут место для зимовки.

Обвязка котла с буферной емкостью

Многие производители настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:

• При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
• После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.

На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.

Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.

1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 – трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 – циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.

Расчет

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

Формула:

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

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

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

Запасаемой энергии должно хватать для целевого использования теплоаккумулятора.

Для выбора требуемого объема теплоаккумулятора необходимо определить:

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

Для периодической работы котла в течение суток

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

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

Аккумулятор при этом используется в течение 14 часов, это означает, что в нем необходимо аккумулировать 5кВт*14часов =70 кВт*часов тепла. Если брать в качестве теплоносителя воду, то потребуется 1,75 тонны или же объем ТА 1,75 м3

Важно, что и котел при этом должен выдать в течение всего 10 часов всю необходимое тепло, то есть его мощность должна составлять более 120/10 = 12кВт

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

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

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

Теплоаккумулятор для котлов: расчет емкости бака

Теплоаккумулятор, как правило, представляет собой некий цилиндр из нержавеющей или черной стали. Его объем может достигать несколько тысяч литров. Причем чем больше литраж, тем больше габариты устройства.

Учитывая размеры дома и наличие свободного места нужно правильно подобрать тепловой бак.

Рассчитать его размеры можно так:

• Взять за основу соотношение 25-50 л жидкости на 1 кВт мощности установки;
• Умножить площадь отапливаемого помещения на 4 и получить нужный объем бака.

Кстати, при расчете емкости теплового аккумулятора нужно учитывать потребление тепла в пиковые часы. Если оно сильно разнится со среднечасовым и происходит длительное время, то бак нужно приобретать с большим объемом, чем получилось при расчетах.

Система отопления с теплоаккумулятором: принцип работы

Благодаря грамотно построенной системе отопления в доме, а также встроенного в нее аккумулятора тепла, в жилье всегда поддерживается стабильная температура.

Как это происходит:

1. В котел подается холодная вода. Далее с помощью насоса она переходит вверх котла, а горячая жидкость занимает ее место.
2. После того, как включается насос, он начинает гнать горячую жидкость в трубы, а холодная вода опускается вниз бака. Когда нужная температура в помещении достигнута, термостат отключает накопитель.
3. Тепло продолжает передаваться в воздух даже после использования всего топлива. Это будет происходить до тех пор, пока бак полностью не заполнится холодной водой.

Встроенные в бак ТЭНы помогут продлить работу теплоаккумулятора еще на некоторое время, так как дополнительно подогревают воду.

Монтаж теплоаккумулятора

Использование дополнительного оборудования потребует необычной установки системы отопления. Со схемой обвязки твердотопливного котла с теплоаккумулятором можно ознакомиться ниже. Для правильного функционирования оборудования нужно в точности повторить все действия в указанной последовательности:

1.    Составить чертеж прохождения системы отопления с учетом особенностей планировки дома, размеров комнат, количества этажей.
2.    Установить распределительный коллектор, правильно разместив систему подачи и обрата жидкости-теплоносителя. В этом поможет вложенная инструкция.
3.    Соединить трубопровод с котлом и обеспечить полную герметизацию стыков.
4.    Присоединить тепловой аккумулятор таким образом, чтобы избыток вырабатываемой тепловой энергии направлялся прямо в его внутреннюю часть.
5.    Внедрить в систему насос для принудительной циркуляции горячей воды.
6.    Завершить работы по сборке и креплению всех элементов отопительной системы. После окончания работ, нужно проверить герметичность соединений и заполнить систему водой для тестовых испытаний

Очень важно выгнать из труб весь воздух.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу проводится несколькими способами. Конкретный вид зависит от условий эксплуатации и вида самого устройства. В принципе, все производится достаточно просто, и разобраться со всеми нюансами можно без помощи профессионалов. Только в случае отсутствия времени или нежелании копаться в схемах стоит вызвать специализированную бригаду и доверить операцию им.

В продаже имеется большое количество различных марок и моделей. Чтобы правильно произвести расчет теплоаккумулятора для котла, нужно четко знать все рабочие параметры самого отопителя. Затем нужно просто подставить их в универсальную формулу и получить конкретное значение. При правильных действиях погрешность в расчетах будет минимальной. Также отдельно стоит проконсультироваться с продавцом, который поможет определиться с моделью и подскажет, верны ли были вычисления пользователя или нет.

Устройство

Главной деталью аккумулятора тепла является нержавеющий бак цилиндрической формы, наполненный жидкостью с высоким коэффициентом теплоотдачи.

Устройство теплоаккумулятора в разрезе

Обвязка бака теплоизолирующим материалом и установка верхней рубашки позволяет увеличить время остывания теплового аккумулятора. Больше всего резервуар для сохранения тепла напоминает термос. Внутри цилиндрической емкости располагают от одного до трех теплообменников. Количество змеевиков зависит от потребностей и возможностей потребителя. Мастеровитые домовладельцы, не боящиеся сложностей, могут своими руками смонтировать необходимое количество теплообменников.

Разогретая вода от газовых или твердотопливных котлов поступает в полость аккумулирующего бака сверху, остывшая жидкость оседает вниз и вновь перекачивается в котел для разогрева.

Рациональное расположение змеевиков в ТА:

• верхняя часть бака подключается к горячему водоснабжению, температура которого может достигать 80-85°C;
• к средней части (60-65°C) подсоединяют отопительные приборы;
• нижний отсек, имеющий температуру около 35-40°C, присоединяют к теплым полам.

В системах с высокой коррозионной активностью во внутреннюю полость дополнительно монтируется магниевый анод. Для твердотопливных котлов, связанных водяным контуром с теплоаккумулятором, внутри бойлера устанавливают ТЭН, он позволяет поддерживать тепло, при остановке источника более чем на 10-12 часов.

Своими руками

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

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

Для изготовления следует брать листовую сталь, желательно нержавеющую толщиной не менее 3 мм, учитывая общую нагрузку и давление.

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

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

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

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

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

Схема подключения и монтаж своими руками

Схема подключения теплового аккумулятора

Если вы сталкивались с монтажом или реконструкцией отопительной системы, то вам будет несложно изготовить и установить тепловой аккумулятор. Справиться с этой работой сможет и новичок при наличии необходимых слесарных навыков.

Схема подключения буферной ёмкости имеет следующие особенности:

• к нижним патрубкам прибора присоединяются вход котла и обратная ветка отопительной системы;
• движение теплоносителя в системе, равно как и его подачу в нагревающий агрегат, обеспечивает циркуляционный насос, установленный совместно с обратным клапаном и запирающим краном;
• к выходу котла подключён второй насос, предназначенный для транспортировки горячей жидкости к верхнему патрубку аккумулирующей ёмкости;
• второй верхний патрубок бака соединяется с напорной магистралью системы отопления. При этом возможно включение как с трёхходовым клапаном, так и без него.

Отметим, что подобный принцип используется для систем с одним отопительным агрегатом. Применение нескольких котлов требует дополнительной установки запирающих, балансировочных и отсекающих устройств, что значительно усложняет схему подключения и конструкцию теплового аккумулятора.

Установка теплоаккумулирующей ёмкости

Монтаж теплового аккумулятора предусматривает установку регулирующей автоматики, запорных устройств и центробежных насосов

Вне зависимости от того, какой теплоаккумулятор используется (покупной или изготовленный своими руками), в процессе работы понадобятся:

• шаровые краны;
• циркуляционные насосы;
• отрезки труб необходимого диаметра;
• обратные клапаны;
• датчики температуры;
• предохранительный клапан;
• электрическая проводка;
• трехходовые краны или электрическая система управления работой циркуляционных насосов;
• тепловой аккумулятор.

Кроме этого, потребуются обычные наборы сантехника и электрика, которые включают нужные инструменты и необходимые изолирующие и герметизирующие материалы.

При монтаже буферной ёмкости учитывают способность нагретой жидкости подниматься в верхнюю часть бака

Прежде всего, определяют место установки прибора. Если есть возможность, то бак монтируют как можно ближе к отопительному котлу. Теплоаккумулирующую ёмкость подключают в следующем порядке:

1. Из отопительной системы сливают теплоноситель.
2. К одному из верхних выводов бака подключают предохранительный клапан.
3. На патрубки бака устанавливают шаровые краны. Можно обойтись и без запорной арматуры, но в таком случае при необходимости ремонта или замены оборудования понадобится сливать теплоноситель.
4. К нижнему выводу ёмкости подключают циркуляционный насос, посредством которого охлаждённая жидкость будет подаваться в котёл.
5. Напорный патрубок отопительного агрегата присоединяют к верхнему выводу теплового аккумулятора.
6. Монтируют датчик температуры и блок автоматики, которые будут управлять циркуляционным насосом в зависимости от степени нагрева теплоносителя.
7. К парному выводу, расположенному в верхней части бака, подключают подающую магистраль отопительной системы.
8. На обратном трубопроводе монтируют второй циркуляционный насос. Этот агрегат понадобится для транспортировки теплоносителя по контуру обогрева.
9. Устанавливают автоматику для управления работой второго насоса в зависимости от температуры воздуха в помещениях.
10. Если конструкцией теплоаккумулятора предусмотрен второй контур, то его присоединяют к системе горячего водоснабжения.
11. При необходимости выполняют электрическое подключение ТЭНа буферной ёмкости к питающему напряжению.
12. Устанавливают устройство защитного отключения и заземляющий контур.

Места всех сопряжений должны быть тщательно герметизированы при помощи пакли и специальной пасты. Фум-ленту лучше не использовать, поскольку она не позволит «доворачивать» соединения для правильной установки циркуляционных насосов и удобного размещения шаровых кранов.

Как подключить тепловой аккумулятор в обвязке с твердотопливным и газовым котлами (видео)

Тепловой аккумулятор оптимизирует работу отопительного агрегата и позволяет экономить ресурсы. Буферную ёмкость несложно установить своими руками, для чего можно купить готовое изделие в торговой сети или же изготовить накопительный бак самостоятельно. В любом случае потраченные средства окупаются в короткий срок, что позволяет советовать установку теплоаккумуляторов как с целью энергосбережения, так и для защиты отопительных агрегатов от перегрева.

Расчёт объема буферной емкости котла

По расчетам, теплоаккумулятор должен принять всю энергию от одной закладки топлива в котел Объем буферной емкости обычно рассчитывают таким образом, чтобы за время горения одной закладки топлива теплоаккумулятор сохранил все выработанное котлом тепло. Самостоятельно можно произвести лишь приблизительные расчеты, не учитывающие теплопотери от радиаторов отопления и влияние температуры воздуха в помещении. Основная формула для расчетов объема теплоаккумулятора:

W = k × m × с × Δt, где

• W – избыточное количество тепла;
• m – масса жидкости;
• с – теплоемкость теплоносителя;
• Δt – количество градусов, на которые нужно нагреть теплоноситель;
• k – КПД котла.

Отсюда нужно вычислить массу теплоносителя: m = W / (k × с × Δt).

Так как W определяется как разница значений энергии, выработанной котлом и затраченной на обогрев дома, необходимо также уточнить их и время прогорания закладки топлива. Если мощность котла приводится в паспорте прибора, расход тепловой энергии на отопление нужно рассчитывать. Время прогорания топлива определяется опытным путем. Допустим, это 3 ч, а на отопление дома требуется 10 кВт/ч. Значит, за 3 ч будет потрачено: 10 × 3 = 30 кВт.

Выработка тепла котлом мощностью 22 кВт/ч составляет: 22 × 3 = 66 кВт.

По итогам расчета избыточное тепло составит: W = 66 – 30 = 36 кВт. Переводим в Вт, получаем 36000 Вт.

Используя формулу m = W / (k × с × Δt), определяем искомое значение массы воды. КПД указывается в паспорте в процентах. Это значение нужно перевести в десятичное, разделив на 100. Например, 80/100 = 0,8. Теплоемкость воды равна 4,19 кДж/кг×°С или 1,164 Вт×ч/кг×°С или 1,16 кВт/м³×°С.

Δt определяют путем измерения температуры трубы подачи и обратки, вычитая из большего значения меньшее. Например: Δt = 88 – 58 = 30°С. Таким образом, m = 36000/(0,8 × 1,164 × 30) = 1 288,7 кг.

Для сохранения всей избыточной энергии, выработанной котлом, потребуется емкость объемом не менее 1 288,7 м3. Подойдет теплоаккумулятор Jaspi GTV Teknik на 1500 л. При более скромных значениях расчета можно ограничиться резервуаром, к примеру, на 750 л.

Назначение, достоинства и недостатки

Кроме своей основной функции, накопление тепла, с последующей отдачей в отопительную систему, он выполняет и защитную. Аккумулятор, благодаря постоянному отбору излишнего тепла, не позволяет котлу перегреться, не допускает закипания теплоносителя в рубашке котла.

Его емкость рассчитывается таким образом, чтобы котел не смог довести отопительную систему до критических температур. В качестве теплоносителя может использоваться и антифриз, у него температура кипения выше, чем у воды, и хорошая теплоотдача.

Отбор избыточного тепла, когда котел работает на максимальной мощности, повышает производительность отопительной системы на 30%. Соответственно, уменьшается расход топлива. Обеспечивает горячей водой весь дом. Уменьшает количество загрузок топлива. Из недостатков можно отметить только потребность в дополнительных площадях под емкости.

Как правильно рассчитать объем

Перед покупкой следует вычислить объем бака, который сможет обеспечить рациональный обогрев вашего дома. Если буферную ёмкость вы монтируете вместе с системой отопления, то для начала соберите данные:

1. Площадь дома.
2. Тепловые потери при различных значениях температуры воздуха (кВт/ч).
3. Объем воды, которая проходит по системе за 1 ч при минимальном значении температуры.
4. Чтобы использовать ёмкость в периоды отключения котла, посчитайте, на сколько часов максимально вы собираетесь его выключать. Полученное число умножьте на величину из пункта 3.

Важно правильно высчитать подходящий объем емкости Если система отопления установлена, тогда рассчитать объем бака легче. В таком случае вы опытным путём можете установить количество воды и временной отрезок между топками в самые холодные периоды (в случае с твердотопливным котлом)

Чтобы из этих данных получить подходящий размер ёмкости, просто их перемножьте. Для дома площадью около 200 кв. м, как правило, используется котел мощностью 25-32 кВт. Из описанной формулы объем теплоаккумулятора должен составить 1 тыс. л. Именно такой расход нагретой жидкости в системе нужен при температуре -25 C, хотя в более тёплые дни вам понадобится меньше.

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.

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.

Преимущества и недостатки

Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

• Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
• Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
• Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
• Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

cotlix.com

Закрытая система отопления – удобный вариант для частного дома

Любая гидравлическая система отопления представляет собой комплекс отопительных устройств и нагревательных приборов, соединенных между собой трубопроводом в определенном порядке. При нагревании теплоносителя он изменяется в объеме (расширяется). Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией предусматривают компенсацию этого процесса за счет расширительного бака.

В зависимости от того, сообщается ли такой бак с наружным атмосферным воздухом, отопительные системы делятся на две разновидности – открытые и закрытые системы отопления.

Схема закрытой системы отопления

Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью насоса. Включение насоса в гидравлическую схему позволяет проводить обогрев помещений более эффективно. Принудительная циркуляция позволяет включать в такую схему дополнительные отопительные устройства (например, системы «тёплый пол»).

Наличие насоса в схеме ставит отопление в зависимость от электроснабжения, но при этом циркуляция теплоносителя происходит намного эффективнее.

При реализации такой схемы установка этого насоса проводится на обратной магистральной трубе перед котлом. Там же устанавливается и расширительный бак для отопления закрытого типа.

Понятно, что такое расположение делает сам монтаж проще, так как отпадает необходимость соблюдать угол уклона, утеплять трубопровод и на главные стояки (магистрали) устанавливать трубы большего диаметра (что не всегда эстетично в жилом помещении).

Фото закрытых баков

Система отопления закрытого типа предупреждает испарение теплоносителя. В связи с этим отпадает необходимость постоянного контроля его уровня в системе .

Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет проводить прогрев за меньшее время и изменять нагрев в каждом отдельном помещении. Если в цепь включен комнатный термостат, то появляется возможность эффективно обогревать помещения при изменении температуры ниже установленной.

Подключение буферной емкости

Теплоаккумулятор подключается в разрыв между системой отопления и котлом. В подключении участвуют 2 циркуляционных насоса – котлового контура и системы отопления. Для правильной работы буфера производительность этих насосов должна подбираться.

Подбор насосов производится по направлению движения теплоносителя в емкости. Направлений движения может быть несколько. Горячий теплоноситель может двигаться от котла в систему отопления по большому контуру и может двигаться по малому котловому контуру, т.е. от подачи к обратке. Остывший теплоноситель из отопительных контуров может поступать в котел и может закольцовываться через теплоаккумулятор назад в отопительные приборы.

Производительность насосов подбирается таким образом, чтобы исключить движение остывшего теплоносителя от контура отопления вверх к патрубку подачи. Поскольку при этом не происходит подогрева обратки, а идет охлаждение системы.

Добиться этого можно регулированием скоростей насосов. Однако, это не всегда возможно, ведь если система отопления имеет большую протяженность, то уменьшение скорости насоса может привести к прекращению циркуляции в дальних радиаторах. В таких случаях между насосом отопительного контура и буферной емкостью устанавливается балансировочный кран. Прикрывая его можно добиться требуемого движения теплоносителя.

Отправной точкой в настройке крана является ситуация, когда движение идет от котла в отопительные контуры и назад, а в емкости движения нет. Т.е. объем жидкости, циркулирующей в отопительном контуре должен быть равен объему жидкости, протекающему через котел. Отследить это можно установив термометры на входе обратки от отопления в бак и на выходе из бака в котел. Если показания температуры одинаковые, значит, вертикального движения нет.

Такая ситуация невыгодна, поскольку не происходит зарядка буферной емкости теплом – теряется смысл установки теплоаккумулятора. Поэтому необходимо еще прикрыть балансировочный кран, чтобы температура остывшего теплоносителя на входе в емкость была ниже, чем на выходе в котловой контур.

В таком режиме работает и отопление, и происходит накопление тепла.

Обвязка аккумулятора для тепла

Емкость должна быть хорошо утеплена. Если это покупной теплоаккумулятор, нужно оценить толщину и качество внешней изоляции. Чем лучше и толще теплоизолятор, тем дольше будет сохраняться тепло. Благодаря особой структуре теплоизолятора теплоаккумулятор работает как термос. Толщина теплоизоляции в качественных моделях составляет около 10 см. Она закрывает окрашенный термостойкой краской корпус. Поверх теплоизоляции идет слой кожзаменителя. Самостоятельно утепление выполняется по той же схеме. Сначала бак красят краской, стойкой к высокой температуре, затем утепляют базальтовой ватой толщиной не менее 150 мм, а сверху закрывают фольгой.

1 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.

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.