зачем нужен теплоаккумулятор в системе отопления

Теплоаккумулятор для котла

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

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

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

Зачем нужен

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

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

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

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

По конструкции теплоаккумулятор может быть:

С полным «обвесом» теплоаккумулятор способен:

Расчет

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.

Запасаемой энергии должно хватать для целевого использования теплоаккумулятора.

Для выбора требуемого объема теплоаккумулятора необходимо определить:

Для периодической работы котла в течение суток

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

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

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

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

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

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

Схема подключения

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

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

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

Из преимуществ только простота подключения и минимум используемых элементов.

Схема включения с подмешиванием

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

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

Схема подключения с подмешиванием

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

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

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

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

Своими руками

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

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

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

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

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

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

Российского производства

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

Источник

Теплоаккумулятор. Зачем он нужен?

Большинство тех, кто решил использовать в своем доме автономное отопление, строят систему на основе навязанных рекламой схем, предусматривающих приобретение металлических твердотопливных котлов различных моделей. Однако, в силу своих конструктивных особенностей, эти котлы не могут обеспечить достаточного удобства их обслуживания.

Кроме того, если в качестве топлива используются дрова, котел не может обеспечить полного сгорания топлива, в результате чего снижается и без того низкий КПД котла, образуется большое количество сажи в дымоходах. Попытки создания котлов так называемого «длительного горения», приводят к тому же результату, поскольку топливо сжигается с недостатком кислорода.

В дальнейшем, даже при погасшем котле, теплоноситель может расходоваться в радиаторы отопления по мере необходимости. Управление этим расходом может быть как автоматическим, так и ручным.

Такой котел, который за 1 час работы мог бы дать столько тепловой энергии, сколько необходимо на сутки. И такому котлу в связке с теплоаккумулятором уже не требуется и автоматика, которая в маломощных котлах поддерживает режим горения в течение суток.

Отсюда вывод: теплоаккумулятор эффективен только тогда, когда он работает в паре с достаточно мощным котлом. Подключать аккумулятор тепла к маломощному котлу нет никакого смысла, поскольку все равно нужно топить котел все сутки.

Источник

Теплоаккумулятор для отопления частного дома

Отопление частных домов часто организуется от твердотопливного котла, установленного в отдельном помещении – котельной. Такой вид оправдывает себя, если отсутствует централизованное газоснабжение. Серьезный недостаток твердотопливного котла – необходимость производить частую закладку топлива. При сильных холодах приходится это делать даже ночью, что делает эксплуатацию неудобной. Избавить владельцев домов от этой проблемы может теплоаккумулятор для отопления.

Что такое теплоаккумулятор и как он работает

Этот прибор в простейшем варианте представляет собой прочную герметичную емкость. Она обычно имеет цилиндрическую форму и устанавливается вертикально. В боковой поверхности встроены патрубки ля подключения труб. Вся емкость снаружи хорошо теплоизолирована.

Устройство подключается к котлу и к приборам отопления. Примерная схема подключения приведена ниже.

Теплоаккумулятор для отопления

Принцип работы теплоаккумулятора заключается в том, что он запасает для системы отопления большой объем горячего теплоносителя. Впоследствии тепло используется для нагревания радиаторов. Котел отопления в это время может даже не работать. Это возможно, благодаря установке в обратные магистрали клапанов, регулирующих направление потока теплоносителя (их еще называют обратными клапанами). Иногда название этого прибора звучит, как «буферная емкость».

Буферная емкость или теплоаккумулятор

Обвязка котла осуществляется таким образом, чтобы горячая жидкость двигалась по верху контура от нагревателя к аккумулятору, а холодная внизу наоборот. Соединение буферной емкости с приборами отопления – радиаторами, регистрами, производится иначе. Движение горячей жидкости должно осуществляться от аккумулятора к отопительным приборам, а отдав тепло в помещение, теплоноситель возвращается в буферную емкость.

Теплоаккумулятор для отопления, установленный в систему, значительно замедляет первый прогрев радиаторов, так как значительную часть энергии топлива котел направляет на прогрев большой массы теплоносителя.

Когда необходим теплоаккумулятор для отопления

В каких случаях выгодна установка теплоаккумулятора? Несмотря на заверения продавцов, что такое устройство поможет сэкономить до 30% энергии топлива, с установкой его спешить не стоит.

Объясняется все просто. При использовании схемы, в которой осуществляется постоянная работа нагревателя, например, если применяется газовый котел, установка устройства будет наоборот, увеличивать расход энергоносителей. Дело в том, что идеально утеплить аккумулятор невозможно. А даже малейшие теплопотери будут просто бессмысленно нагревать воздух в котельной. На это и будет затрачиваться часть энергии, хоть и небольшая.

Однако, в некоторых случаях установка этого прибора оправдана:

Расчет параметров и выбор теплоаккумулятора

Чтобы добиться наибольшей эффективности от использования устройства, необходимо, чтобы объем его соответствовал параметрам отопительной системы. Расчет теплоаккумулятора несложен. Для оптимальной работы устройства, необходимо, чтобы емкость его была 25-50 литров на каждый 1 кВт мощности отопительного котла. Лучше принимать среднее значение, приближаясь к верхнему.

Например, при мощности котла 10 кВт, емкость аккумулятора должна быть 250-500 литров. Можно выбрать верхнее значение. При мощности 15 кВт объем бака должен быть в пределах 375-750 литров. Но устройство объемом 750 литров будет затруднительно внести в котельную через обычные двери. Здесь выбирать придется, учитывая наружные размеры бака.

Исходя из потребностей, можно установить теплоаккумулятор с подключением к одному контуру либо устройство с несколькими патрубками для подключения, или прибор с теплообменником внутри, обеспечивающим нагрев воды для горячего водоснабжения.

Теплоаккумулятор для отопления своими руками

Изготовлению прибора для накопления тепловой энергии посвящено множество статей и видеороликов, заполняющих пространство сети Интернет. Насколько выгодным будет такое рукоделие?

Из чего состоит теплоаккумулятор для отопления

Чаще всего для изготовления потребуется большая прочная емкость. Приобретение ее, переделка, утепление могут потребовать затрат, сопоставимых с ценой заводского устройства. Делать же теплоаккумулятор для котла из простой бочки категорически не рекомендуется, так как теплоноситель с высокой — 100°С и более, температурой и находящийся под высоким давлением, легко ее разрушит.

В большинстве случаев изготовить качественный теплоаккумулятор своими руками невозможно. А подвергать опасности свой дом и жизнь своих близких вряд ли будет оправданным.

Источник

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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:

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

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:

Кроме такого оборудования в схемы устанавливают циркуляционные насосы, температурные датчики и элементы группы безопасности. Это позволяет более эффективно использовать теплоаккумулятор для отопления.

Источник

Для чего нужен теплоаккумулятор в системе отопления

Установка теплоаккумулятора в систему отопления – один из примеров выгодного вложения средств на этапе закупки оборудования.

При переходе с газового отопления на систему с твердотопливным котлом стоит задача сделать новую отопительную систему более эффективной, чем предыдущая. Планируя бюджет необходимо учитывать не только начальные вложения, но и расходы, которые будут сопровождать эксплуатацию. Возможно, что вложив больше средств на этапе установки, можно получить по итогу большую экономию, сохранив комфорт при обслуживании системы. Все нужно считать.

Установка теплоаккумулятора в систему отопления – один из примеров выгодного вложения средств на этапе закупки оборудования.

Теп лоаккумулятор обеспечивает повышение эффективности работы комплекса отопления за счет сбора и перераспределения во времени тепла, полученного от разных источников. Емкость принимает излишки тепла во время горения твердотопливного котла на полную мощность с максимальным КПД.

Что дает установка теплоаккумулирующего бака в частном доме:

Правильная установка буферной емкости и принцип действия

На этапе нагрева контуров отопления

Подключить теплоаккумулятор в системе отопления необходимо между котлом и потребителями тепла. Образуются два контура: котловой и радиаторный (теплого пола).

В первую очередь нагревается бак. Затем тепло начинает поступать в контур радиаторного отопления. Настроив трехходовой распределительный клапан на большом кольце, обеспечиваем постоянную температуру в подаче (например +40 0 С) независимо от температуры в аккумулирующей емкости, которая выше, чем в подаче, и может быть от +40 0 С до +90 0 С. В этом случае, буферная емкость и термостат защищают пластиковые трубы от перегрева.

На этапе максимального горения

Одинаковый объем топлива даст одно и то же количество тепла при любой интенсивности сжигания. Будет отличаться время горения закладки.

Максимальную мощность и КПД твердотопливный котел выдает при пламенном горении топлива. Чем активнее огонь в топке, тем быстрее перегорит закладка. При этом очень важно сохранить полученное тепло. Вот эту задачу и выполняет теплоаккумулирующий бак. Он сохраняет в себе временные излишки тепла и отдает их тогда, когда котел уже не работает и контур отопления остывает.

Без теплоаккумулятора увеличить время горения котла можно, если перевести работу в тлеющий режим. Однако, время, в течение которого теплоаккумулятор будет отапливать помещение без сжигания топлива, покроет эту разницу с запасом. Выходит, что регулировка мощности не даст преимущества по времени. А вот побочных негативных эффектов не избежать.

Нужно учитывать, что для того, чтобы обеспечить работу твердотопливного котла не на полную мощность, мы ограничиваем подачу кислорода в камеру сжигания топлива. В этом случае топливо сгорает не полностью. Увеличиваются выбросы в окружающую среду оксида углерода СО и сажи С. Угарный газ является ядом для организма. А сажа, кроме загрязнения воздуха, которым дышит человек, засоряет коммуникации самого котла и дымохода. Чистить котел и дымоход придется чаще.

Кроме того, сажа перемешиваясь на стенках топочной камеры и теплообменника с конденсатом образуют агрессивную кислотную среду, которая съедает металлические поверхности котла. Это приводит к преждевременному износу и прогоранию конструкции. Получается, что установка буферного бака продлевает срок эксплуатации котельной установки вдвое.

Дополнительные возможности теплоаккумулирующих емкостей

Помимо аккумулирования тепла от твердотопливного котла, накопительные емкости могут выполнять и множество других важных функций, которые делают систему универсальной. Для этого служат встроенные теплообменники: верхние, нижние, комбинированные.

Теплоаккумуляторы могут работать в связке:

Нагрев воды может происходить непосредственно и в самом баке. Для этого служит фланцевый теплообменник или электрический тэн, которые устанавливаются на специальный фланец на корпусе емкости.

Нужен ли теплоаккумулятор в системе отопления вашего дома – решать вам. Мы устанавливаем отопление с 1999 года. По нашему опыту, установка бака имеет лишь один недостаток – дополнительные расходы на его приобретение и установку. Проведя расчеты, можно точно сказать о сроке окупаемости затрат. Но кроме возврата денег, уже с первых дней эксплуатации вы получите приятный бонус в виде комфорта и безопасности, которые обеспечивает теплоаккумулятор. А к хорошему быстро привыкаешь!

До покупки мы поможем определиться с оптимальными для вас параметрами буферного бака и подобрать нужную модель.

При выборе котла следует учитывать более 25 факторов, 10 из которых являются критически важными.

Следуя этим правилам вы купите выгодный и безопасный для вашего дома котел.

«Экосистем Инжиниринг» является официальной монтажной организацией, специалисты которой имеют необходимые допуски, соответствующее оборудование и квалификацию.

Если Вам нужен качественный монтаж с гарантией – это к нам.

У вас уже есть оборудование, которое нужно установить? Отправьте нам заявку – установим!

Источник