Накопитель в системе отопления частного дома. Теплоаккумуляторы для котлов отопления. Система с гидравлической развязкой тепловых носителей

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Мы продолжаем наш цикл статей темой, которая будет интересна тем, кто отапливает свое жилье твердотопливными котлами. Мы расскажем про теплоаккумулятор для котлов отопления (ТА) на твердом топливе. Это действительно нужный прибор, позволяющий сбалансировать работу контура, сгладить перепады температуры теплоносителя при этом еще и сэкономить. Сразу отметим, что теплоаккумулятор для электрокотлов отопления применяется только в том случае, если в доме стоит электросчётчик с раздельным подсчетом ночной и дневной энергии. В противном случае установка теплоаккумулятора для газовых котлов отопления не имеет никакого смысла.

Из-за температурного разложения воды в вертикальном котле нагрев ограничивается верхней частью, и поэтому он используется как можно меньше. В момент достижения желаемой температуры котла мощность котла остается доступной для обогрева дома. Домашнее отопление горячей водой - лучший способ использования солнечных систем в жилых зданиях с точки зрения отдачи от инвестиций.

Примерно 75% этих сбережений приходится на период с апреля по октябрь, а оставшиеся 25% на оставшуюся часть года. Даже если система отопления является лишь дополнительным источником, а возврат инвестиций более длительный, вы можете сэкономить до 35% от общего потребления энергии для отопления и бытовой горячей воды в домах с низким энергопотреблением.

Как работает система отопления с теплоаккумулятором

Теплоаккумулятор для котлов отопления – это часть системы отопления, предназначенная для увеличения времени между загрузками твердого топлива в котел. Он представляет собой резервуар, в который нет доступа воздуха. Он утеплен и имеет достаточно большой объём. В тепловом аккумуляторе для отопления всегда есть вода, она же циркулирует по всему контуру. Конечно, в качестве теплоносителя может быть и незамерзающая жидкость, но все же из-за своей дороговизны в контурах с ТА ее не используют.

Для солнечного отопления не требуется накопительный бак или бассейн. Однако при установке резервуара для хранения можно распределять потребление тепловой энергии даже в периоды низкого солнечного света. Наиболее распространенным решением является предварительный нагрев существующей системы отопления с использованием пластинчатого теплообменника из нержавеющей стали. Поэтому солнечная энергия непосредственно используется для нагрева в то время, когда солнечный свет достаточно. Тогда тепловой аккумулятор является собственным нагретым пространством.

Помимо этого в заполнении системы отопления с теплоаккумулятором антифризом нет смысла, так как такие резервуары ставятся в жилых помещениях. И суть их применения заключается в том, чтобы температура в контуре всегда была стабильной, а соответственно вода в системе теплой. Применение большого теплового аккумулятора для отопления в загородных домах временного проживания нецелесообразно, а от маленького резервуара толку мало. Это связано с принципом работы аккумулятора тепла для системы отопления.

Основной источник тепла обеспечивает только нагрев отопительной воды до заданной температуры. Подогрев бассейна является интересным дополнением к системам для горячей воды и отопления, что позволяет максимально использовать солнечную систему в течение года.

Солнечное отопление также может значительно продлить время купания в открытых бассейнах. В случае крытых бассейнов, используя другой источник тепла, он будет обеспечивать плавание круглый год. Для нагрева бассейна солнечная система использует теплообменник с полным потоком из нержавеющей стали, который переносит тепло на весь бассейн воды в бассейне, который проходит через фильтрацию бассейна. Теплообменник может поставляться с комбинацией нагрева воды в бассейне с солнечной батареей и другим источником тепла.

ТА находится между котлом и системой отопления. Когда котел нагревает теплоноситель – он попадает в ТА;
затем вода поступает по трубам в радиаторы;
обратка возвращается в ТА, а затем сразу в котел.

Хоть аккумулятор тепла для системы отопления – это единый сосуд, из-за его больших размеров направление потоков вверху и в низу отличаются.
Подключение возобновляемых источников энергии к системе отопления и важность накопительного бака
Размер массива коллектора определяется из типа пула и его размера. Для того, чтобы объяснить, какими будут источники, необходимо разделить отдельные единицы. Мы поговорим о солнечных системах, тепловых насосах и биомассе, которые являются практически всеми нашими возобновляемыми источниками энергии. Мы не будем искать индивидуальный дизайн этих ресурсов, мы даже не будем описывать их преимущества или недостатки. Нам придётся поставить эти источники в системы нагрева горячей воды с целью их регулирования и бесперебойной работы с максимально возможной эффективностью.

Чтобы ТА выполнял свою основную функцию аккумулирования тепла, эти потоки нужно перемешивать. Сложность заключается в том, что высокая температура всегда поднимается, а холод стремится опуститься. Нужно создать такие условия, чтобы часть тепла опускалась ко дну теплового аккумулятора в системе отопления и нагревала теплоноситель обратки. Если температура выровнялась во всём резервуаре, то он считается полностью заряженным.

Мы будем двигаться в общем плане с акцентом на несколько систем, в основном используемых в семейных домах. Его цель - попытаться описать основные причины и преимущества его использования в отдельных системах. Функция библиотеки накопления различна в отдельных системах. Его использование требует правильного решения не только с точки зрения его размера, но и с точки зрения его собственного дизайна, расположения, формы и возможности подключения большего количества ресурсов. Важным вопросом является использование комбинаций различных возобновляемых источников в одном приложении.

После того как котел выпалил все что в него загрузили, он перестает работать и в дело вступает ТА. Циркуляция продолжается и он постепенно отдает свое тепло через радиаторы в помещение. Все это происходит до того момента, пока в котел опять не поступит очередная порция топлива.

Если накопитель тепла для отопления маленький, то его запаса хватит совсем ненадолго, при этом время нагрева батарей увеличивается, так как объём теплоносителя в контуре стал больше. Минусы использования для домов временного проживания:

Во время значительного роста цен на энергоносители мы наблюдаем повышенный интерес к этим ресурсам. Мы часто сталкиваемся с крайне неудобной публикой, но совершенно неправильно понимаем и иллюзорную идею о потенциале этих ресурсов. Это, естественно, понятно из-за медленного развития этих технологий и, следовательно, небольшого освещения, которое привлекло бы внимание к различным проблемам или специфике проектирования и эксплуатации таких систем. В этой области мы фокусируемся главным образом на ресурсах с ручным управлением и небольшим регулированием мощности, которые в основном являются котлами для газификации древесных или деревянных брикетов.

увеличивается время прогрева помещения;
больший объём контура, что делает заполнение его антифризом дороже;
более высокие расходы на монтаж.

Как вы понимаете заполнять систему и спускать воду каждый раз, когда вы приезжаете на свою дачу, по меньшей мере, хлопотно. Учитывая, что один только бак будет литров 300. Ради нескольких дней в неделю идти на такие меры бессмысленно.

Тепловой аккумулятор: что это такое

Существуют также автоматические котлы с большим диапазоном модуляции горящего орошения или растительных гранул. Другая ситуация - это первый тип котла. Поскольку это источник ручной обработки, то есть, они не спасут автоматически и имеют небольшой диапазон модуляции производительности, им необходимо придумать идею присоединения к ним с большой ответственностью и опытом.

Всегда необходимо подчеркнуть оптимальную, безопасную и бесперебойную работу со всеми наиболее важными котлами. Необходимо также принять эффективные меры для обеспечения длительного срока службы котла. Котельные тела очень подвержены так называемой низкотемпературной коррозии, что может сократить срок службы на несколько лет, что, конечно, очень негативно. Это может занять относительно длительное время, с регулируемыми системами с более низкотемпературными заклинаниями, даже такая ситуация может быть постоянной.

В резервуар встраиваются дополнительные контуры – это металлические трубы-спирали. Жидкость в спирали, не имеет прямого контакта с теплоносителем в теплоаккумуляторе для отопления дома. Это могут быть контуры:

низкотемпературного отопления (теплый пол).

Таким образом, даже самый примитивный одноконтурный котел или даже печка может стать универсальным нагревателем. Он обеспечит весь дом необходимым теплом и горячей водой одновременно. Соответственно производительность нагревателя будет использована в полной мере.

Поэтому необходимо вставить в систему элемент, который удерживает температуру возвратной воды в котле при значении избегания низкотемпературной коррозии. Такой элемент может быть и обычно представляет собой трехходовой термостатический уплотнительный клапан. Этот байпас обеспечивает фактическую циркуляцию горячей воды через горящий котел. Там может быть практически любой клапан закрытия пистолета. Это необходимо, чтобы обеспечить правильный поток через это короткое замыкание, чтобы обеспечить достаточный номинальный расход через котел и систему отопления.

В серийных моделях, изготовленных в производственных условиях, встраиваются дополнительные источники подогрева. Это тоже спирали, только они называются электрическими тэнами. Их зачастую несколько и они могут работать от разных источников:

электросеть;
солнечные батареи.

Такой подогрев относится к дополнительным опциям и не является обязательным, учитывайте это, если решили сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками.

Другие элементы, которые мы не должны забывать, - это сплошное гидравлическое короткое замыкание и циркуляционный насос отопительной системы. Котел обеспечивает правильный поток горячей воды через котел. Поток через саму систему отопления может варьироваться от этого потока и очень часто, особенно когда в системе отопления используются другие регулирующие элементы. термостатические клапаны на нагревательных телах или электротермические приводы на распиловке подогрева пола. Это первая причина использования гидравлического короткого замыкания и второго циркуляционного насоса, которого нет, и именно поэтому.

Схемы обвязки теплового аккумулятора

Осмелимся предположить, что если вы заинтересовались этой статьей, то, скорее всего, решили сделать тепловой аккумулятор для отопления и его обвязку своими руками. Схем подключения можно придумать много, главное, чтобы все работало. Если вы правильно понимаете процессы, происходящие в контуре, то вполне можете поэкспериментировать. То, как вы подключите ТА к котлу, повлияет на работу всей системы. Давайте для начала разберем самую простую схему отопления с теплоаккумулятором.

Это, конечно, очень беспокоит гидравлическую систему во всей системе, и циркуляционный насос котла неспособен преодолевать гидравлическое сопротивление системы отопления, так что вода в наиболее неблагоприятных открытых нагревательных телах вообще не будет возникать.

Функция гидравлического эквалайзера динамических давлений может, без ограничения в такой связи, взять на себя поддержку накопления. Другая, очень важная причина, почему накопление в котельных системах для установки в древесине - это способность модулировать мощность. В таких случаях мы можем легко управлять объектом с помощью смартфона. равнотермическое регулирование. Размер резервуара-хранилища определяется расчетом на основе мощности котла, потерей тепла здания и другими факторами. Один из них - требование частоты и времени выбора, например. 2 ударов в день и обеспечить продувку в течение 48 часов.

Простая схема обвязки ТА

На рисунке вы видите направление движений теплоносителя. Обратите внимание на то, что движение обратки вверх запрещено. Чтобы этого не происходило, насос между ТА и котлом должен прокачивать большее количество теплоносителя, нежели тот, который стоит до резервуара. Только в таком случае будет образовываться достаточная втягивающая сила, которая будет отбирать часть тепла из подачи. Минус такой схемы подключения – это длительное время разогрева контура. Чтобы его сократить, нужно создать кольцо прогрева котла. Его вы можете увидеть на следующей схеме.

При расчете необходимо учитывать функцию отопительной системы, как обеспечивает регулятор системы отопления. Не только существенное измерение, которое влияет на наш размер, объем накопительного бака, также являются тепловыми параметрами самого объекта и используемой системы отопления.

То есть. мы должны учитывать возможности накопления здания, а также, особенно в случае напольного покрытия, инерцию отопительной системы. В целом справедливо, что постоянная времени, то есть ответ на регуляторный ответ, показана на кривых в течение нескольких часов в напольном прессе. Требования к построению поддержки накопления на этих системах незначительны. Резервуар должен соответствовать всем правилам безопасности с точки зрения сопротивления рабочей температуре, рабочему давлению и теплоносителю.

Схема обвязки ТА с контуром прогрева котла

Суть контура разогрева заключается в том, что термостат не подмешивает воду из ТА до тех пор, пока котел не прогреет ее до установленного уровня. Когда котел разогрелся, часть подачи уходит в ТА, а часть перемешивается с теплоносителем из резервуара и поступает в котел. Таким образом, нагреватель всегда работает с уже нагретой жидкостью, что увеличивает его КПД и время разогрева контура. То есть батареи станут теплыми быстрее.

Самое главное, давление стального давления не подвергается поверхностной обработке, и рекомендуется использовать профессионально обработанные контейнеры с аттестацией или проверкой соответствия продукта. В этом случае оборудование не будет платить в будущем за безопасность операции. На рынке существует множество качественных производителей, поставляющих накопительные бутылки от 200 до 000 литров.

Разумеется, эти входы также будут использоваться для подключения обычных источников. Как видно из рисунка, можно вставить один в верхнюю часть таблицы. Преимуществом, конечно же, является то, что у нас есть одна из наших библиотек, в которой мы можем питаться энергией из любого источника, будь то источник тепла для отопления или горячей воды.

Такой метод установки теплоаккумулятора в систему отопления позволяет использовать контур в автономном режиме, когда насос работать не будет. Обратите внимание, что на схеме показаны только узлы подключения ТА к котлу. Циркуляция теплоносителя к радиаторам происходит по-другому контру, который также проходит через ТА. Наличие двух байпасов позволяет перестраховаться дважды:

Эта функция может в значительной степени помочь в модулировании избыточной мощности котла для биомассы. Последнее, что нужно сделать при выборе и установке котла с биомассой, - это предохранительное устройство котла от перегрева. Здесь, в последние годы, мы сделали очень легко для себя сделать работу самостоятельно, которые сами устанавливают котлы с такими функциями безопасности, как доохладители или предохранительные клапаны. Мы все еще находимся на рынке, чтобы встретиться с розничными торговцами, предлагающими полное «пустое» оборудование, чаще всего в области каминов.

обратный клапан включается в работу, если насос остановлен и шаровой кран на нижнем байпасе перекрыт;
в случае остановки насоса и поломки обратного клапана циркуляция осуществляется через нижний байпас.

В принципе, в такую конструкцию можно внести некоторые упрощения. Учитывая тот факт, что у обратного клапана высокое сопротивление потока, его можно исключить из схемы.

Затем необходимо дополнительно установить защитный элемент. Добавление теплового насоса в систему отопления очень просто, потому что оно является источником энергии. В Чешской Республике существует специальная двухтарифная ставка от распределительных щитов, где низкий тариф составляет 22 часа в сутки.

Объем этой поддержки составляет правило сотен литров, что касается правила, не в последнюю очередь в случае котлов для сжигания биомассы. Покрытие отсечки с низким тарифом не является самой важной причиной, по которой вам рекомендуется использовать накопительный бак для тепловых насосов. Общеизвестно, что тепловые насосы по экономическим причинам не предлагаются для полного покрытия тепловых потребностей объекта, но для так называемой двухвалентной операции, в очень холодные дни тепловой насос помогает другому источнику, во многих случаях - электрическому котлу.

Схема обвязки ТА без обратного клапана для гравитационной системы

При этом, когда пропадет свет, нужно будет вручную открыть шаровой кран. Следует сказать, что при такой разводке ТА должен находиться выше уровня радиаторов. Если вы не планируете, что система будет работать самотеком, то обвязку системы отопления с теплоаккумулятором можно выполнить по схеме, указанной ниже.

Схема обвязки ТА для контура с принудительной циркуляцией

В ТА создается правильное движение воды, что позволяет шар за шаром, начиная с верхнего, прогревать ее. Возможно, возникнет вопрос, что делать, если не станет света? Об этом мы рассказывали в статье об . Это будет экономнее и удобнее. Ведь гравитационные контуры выполняются из труб большого сечения, к тому же должны соблюдаться не всегда удобные уклоны. Если посчитать цену труб и фитингов, взвесить все неудобства монтажа и сравнить это все с ценой ИБП, то идея установки альтернативного источника питания станет очень привлекательной.

Расчет объёма накопителя тепла

Объем теплоаккумулятора для отопления

Как мы уже упомянули ТА маленького объёма использовать нецелесообразно, при этом слишком большие резервуары также не всегда уместны. Вот и назрел вопрос о том, как рассчитать нужный объём ТА. Очень хочется дать конкретный ответ, но, к сожалению, его не может быть. Хотя приблизительный расчет теплоаккумулятора для отопления все же есть. Допустим, вы не знаете, какие теплопотери вашего дома и узнать не можете, например, если он еще не построен. Кстати, чтобы сократить теплопотери, нужно . Подобрать бак можно исходя из двух величин:

площадь отапливаемого помещения;
мощность котла.

Методы расчета объёма ТА: площадь помещения х 4 или мощность котла х 25.

Именно эти две характеристики являются определяющими. Разные источники предлагают свой способ расчета, но по факту эти два метода тесно взаимосвязаны. Предположим мы решили рассчитать объем теплоаккумулятора для отопления, отталкиваясь от площади помещения. Для этого нужно квадратуру отапливаемого помещения умножить на четыре. К примеру, если у нас есть маленький дом в 100 м кв, то понадобится бак 400 литров. Такой объём позволит сократить загрузку котла до двух раз в сутки.

Несомненно, и так есть пиролизные котлы, в которые закладывается топливо дважды в сутки, только в этом случае принцип работы немного отличается:

топливо разгорается;
уменьшается подача воздуха;
начинается процесс тления.

В этом случае, когда топливо разгорается, температура в контуре начинает интенсивно повышаться, а потом тление поддерживает воду тёплой. Во время этого самого тления много энергии улетучивается в трубу. Помимо этого если твердотопливный котел работает в тандеме с негерметичной системой отопления, то при пиковой температуре расширительный бак иногда закипает. В нем в прямом смысле слова начинает кипеть вода. Если трубы сделаны из полимеров, тогда это просто губительно для них.

В одной из статей про ТА забирает часть тепла и бак может закипеть только после того, как резервуар зарядится полностью. То есть возможность закипания, при правильном объёме ТА, стремится к нолю.

Теперь попробуем рассчитать объём ТА, исходя из количества киловатт в нагревателе. Кстати, этот показатель рассчитывается на основании квадратуры помещения. На 10 м берется 1 кВт. Выходит, что в доме 100 м кв должен стоять котел минимум в 10 киловатт. Так как расчет всегда делается с запасом, то можно предположить, что в нашем случае будет стоять 15 киловаттный агрегат.

Если не учитывать количество теплоносителя в радиаторах и трубах, то один киловатт котла может нагревать приблизительно 25 литров воды в ТА. Поэтому и расчет будет соответствующим: нужно мощность котла умножить на 25. В итоге мы получим 375 литров. Если сравним с предыдущим расчетом, то результаты очень близки. Только это с тем учетом, что мощность котла будет рассчитываться с зазором хотя бы в 50%.

Помните, чем больше ТА, тем лучше. Но в этом деле, как и в любом другом, нужно обходиться без фанатизма. Если вы поставите ТА на две тысячи литров, то нагреватель просто не справиться с таким объёмом. Будьте объективны.

Отсутствие возможности подключения к газовому магистральному трубопроводу толкает потребителя на использование электрических и твердотопливных (ТТ) теплогенераторов. Несмотря на массу достоинств как электрические, так и твердотопливные котельные установки не лишены недостатков. В первом случае – это высокая стоимость электроэнергии.

При получении энергии из твердого топлива основным негативным фактором будет необходимость постоянного контроля за количеством топлива в камере сгорания. Частично решить данную проблему позволит подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу. О назначении и применении данного устройства в системе отопления (СО) и пойдет речь в этой публикации.

Применение теплоаккумуляторов в ТТ отопительных системах

Стандартный тепловой аккумулятор (или, как его еще называют, буферная емкость) – это утепленная емкость (бочка), заполненная теплоносителем, использующаяся для накапливания излишков тепла, возникающих при работе ТТ котлов. Конструкция его такова, что без особого труда можно самому сделать теплоаккумулятор из подручных средств. Главное – точный расчет и грамотная схема включения.

Основные достоинства данного элемента:

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором позволяет экономить топливо. При работе, котел нагревает теплоноситель не только в отопительном контуре, но и непосредственно в баке. При прогорании топлива в топочной камере температура теплоносителя в СО поддерживается накопленным теплом аккумулятора тепла. Грамотное утепление и правильно подобранная емкость устройства позволяет сохранять тепло в СО на протяжении суток, что значительно сокращает расход топлива.
Бак-аккумулятор позволяет значительно увеличить срок службы ТТ котельного оборудования. Благодаря буферному баку, ТТ котел работает значительно меньше, в результате чего его срок службы увеличивается более чем вдвое.

Третьим, но не менее важным достоинством можно считать безопасность ТТ котлоагрегата которую обеспечивает теплоаккумулятор. Данная конструкция является наиболее эффективным механизмом поглощения избыточной тепловой энергии, которая часто приводит к аварийным ситуациям вследствие перегрева котла.

Типы буферных емкостей

Сегодня, на российском рынке климатической техники представлены аккумуляторы тепла, которые различаются:

Функционалом. Данное устройство может выполнять только аккумулирующую функцию или одновременно с этим, играть роль бойлера косвенного нагрева для создания ГВС в доме.
Количеством патрубков, наличие которых зависит от сложности конфигурации СО.
Наличием ТЭНов, которые делают возможным использование буферной емкости, как полноценного электрокотла.
Наличием дополнительного теплообменника, предназначенного для нагрева теплоносителя от альтернативных источников тепла (солнечных коллекторов).

Теплоакумулятор для твердотопливных котлов может давать возможность разделения внутреннего объема бака горизонтальными перегородками для контроля за температурой воды в каждом отдельном сегменте устройства.

Важно! Исходя из назначения, все вышеперечисленные конструкции данного устройства могут исполняться в различных вариациях. Выбор бака-аккумулятора зависит от количества потребителей, конфигурации СО, количества теплогенераторов или других источников тепла.

Немного отвлечёмся, так как хотим сообщить вам, что нами был составлен рейтинг твердотопливных котлов по модеям. Подробнее вы сможете узнать из следующих материалов:

Стандартные схемы включения

Грамотный выбор схемы подключения теплового бака-аккумулятора зависит от множества факторов.

Данная схема применяется при одинаковой температуре и давлении воды СО как в котловом, так и в отопительном контуре.

На втором рисунке показана более рациональная схема включения теплоаккумулятора с регулировкой температуры теплоносителя посредством использования смесительных термостатических клапанов.

Данная схема применяется, если в отопительном и котловом контуре используется разный теплоноситель. Есть и второй вариант применения: когда давление в котловом контуре превышает допустимое в аккумулирующем тепло баке.

Показанные выше схемы применимы при организации ГВС, посредством проточного теплообменника или бака, интегрированного в аккумулятор тепла.

Схема предназначена при наличии двух котельных установок, одним из которых может быть солнечный водонагреватель.

Схема подключения при наличии трех теплогенераторов.

Совет: несмотря на кажущуюся простоту, схема обвязки твердотопливного котла отопления с теплоаккумулятором требует тщательного анализа и проектирования с большим количеством сложных теплотехнических расчетов, которые следует доверять исключительно профессионалам.

Подбор бака-аккумулятора

Основным критерием при выборе данного элемента СО является его объем.

Расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла зависит от мощности котельной установки. В точный расчет входят данные о максимальной загрузке топливной камеры конкретной модели котла; теплопотери в СО и прочие данные. Из-за специфики расчетов их необходимо заказывать в специализированной организации.

Совет: Можно воспользоваться упрощенной методикой, где на 1кВт мощности котельной установки требуется 25 литров объема бака-аккумулятора.

Следующее, на что следует обращать внимание при подборе данного устройства – это на давление в системе.

Совет: если давление в СО не превышает 3 Бара, то приобретайте аккумуляторы тепловой энергии стандартной конструкции. Если давление в системе колеблется в пределах 3-8 Бар, то необходимо обращать внимание на устройства, оснащенные сферическими (тороидальными) крышками.

Всегда обращайте внимание на материал, из которого сделан бак. Чаще всего – это углеродистая сталь. Более дорогие (и коррозийно-устойчивые) делают из нержавеющей стали.

В качестве заключения: В сети масса материала, когда обычный человек сам сделал и установил теплоаккумулятор. Действительно, если в вашем распоряжении есть сварочный аппарат, необходимый материал, а также «прямые руки», то проблем нет. Единственное, что нужно понимать: разгерметизация аккумулирующего бака (вследствие коррозии или некачественных сварочных работ) приведет к выходу из строя всей системы отопления и к огромным финансовым затратам на восстановление внешнего вида помещения после протечки теплоносителя.