Під час обігріву будинку часто трапляється, що вдень є можливість виробляти тепло з надлишком, а в нічний його не вистачає. Буває й прямо протилежна ситуація, коли вигідніше користуватися опаленням вночі. Подібні моменти допоможе згладити акумулятор для опалення. Але треба знати, як його правильно підібрати, встановити та підключити до системи. Детальну інформацію на цю тему ви зможете отримати з цієї статті.

Коли потрібний акумулятор тепла

Цей елемент опалювальної системи у вигляді утепленого резервуара з водою рекомендується встановлювати в таких випадках:

• для максимально ефективної роботи твердопаливного казана;
• спільно з електричним генератором тепла, що функціонує за зниженим нічним тарифом.

Для довідки.Також є водяні акумулятори тепла для теплиць, які застосовуються для збереження сонячної енергії, отриманої протягом дня.

Експлуатація котлів на твердому паливі має особливості. Теплогенератор діє з високим ККД тільки при роботі на максимальних режимах, якщо перекривати йому повітря для зниження температури в топці, то ефективність роботи теж знижується. Чимало турбот домовласнику завдає і періодичність топки, дрова прогоріли – треба завантажувати нові, робити це серед ночі вкрай незручно. Вихід простий: потрібен бак-акумулятор, що накопичує згенероване раніше тепло для використання його після прогоряння дров у паливнику.

Протилежна ситуація виникає з електричним котлом, підключеним до мережі через багатотарифний лічильник. Щоб заощадити, потрібно отримати максимум тепла вночі, коли тариф низький, а вдень не використовувати електроенергію. І тут тепловий акумулятор у системі опалення дозволить організувати оптимальний графік роботи джерела тепла, видаючи в систему гарячу воду, поки теплогенератор не діє.

Важливо.Для спільної роботи з тепловим акумулятором котел повинен мати не менш ніж півторний запас теплової потужності. Інакше він не зможе одночасно прогрівати воду в опалювальній системі та накопичувальній ємності.

Схожа ситуація з надлишками тепла виникає в теплицях, вдень їх навіть провітрюють. Для накопичення сонячної енергії для використання вночі можна використовувати найпростіший акумулятор тепла Лежебока для обігріву грунту. Це чорний полімерний рукав, наповнений водою і прокладений прямо по грядці, він не дає ґрунту остигати в нічний час. Для поглинання більшої кількості тепла усередині теплиці розміщують бочки з водою, забарвлені у чорний колір.

Розрахунок теплового акумулятора

Місткість для накопичення теплової енергії можна як придбати в готовому вигляді, так і зробити самостійно. Але виникає закономірне питання: а якої місткості має бути резервуар? Адже маленький бак не дасть належного ефекту, а надто великий влетить у копійчину. Відповідь це питання допоможе знайти розрахунок теплового акумулятора, але спочатку треба визначити вихідні параметри для обчислень:

• теплові втрати будинку чи його квадратура;
• тривалість бездіяльності основного джерела тепла

Визначимо місткість ємності, що акумулює, на прикладі стандартного будинку площею 100 м2, для обігріву якого потрібна кількість тепла в розмірі 10 кВт. Припустимо, що чистий час простою котла становить 6 годин, середня температура теплоносія у системі – 60 °С. За логікою, в проміжок часу, поки опалювальний агрегат не діє, акумулятор повинен віддавати в систему 10 кВт щогодини, всього виходить 10 х 6 = 60 кВт. Це кількість енергії, яку слід накопичити.

Оскільки температура в баку повинна бути якомога вищою, для обчислень приймемо значення 90 °С, на більші побутові котли все одно нездатні. Потрібна ємність теплового акумулятора, виражена у масі води, розраховується так:

• m = Q/0.0012 Δt

У цій формулі:

• Q – кількість теплової енергії, що накопичується, у нас це 60 кВт;
• 0.0012 кВт/кг ºС – це питома теплоємність води, у звичних одиницях виміру — 4.187 кДж/кг ºС;
• Δt – різниця між максимальною температурою теплоносія в резервуарі та опалювальній системі, ºС.

Отже, водяний акумулятор повинен вміщувати 60/0.0012 (90 – 60) = 1667 кг води, за об'ємом приблизно 1.7 м3. Але тут є один момент: розрахунок проводиться за найнижчої температури на вулиці, що буває нечасто, крім північних регіонів. Крім того, через 6 годин вода в баку охолоне лише до 60 ºС, отже, за відсутності холодів акумулятор можна «розряджати» і далі, поки температура не впаде до 40 ºС. Звідси висновок: для будинку площею 100 м2 вистачить накопичувальної ємності об'ємом 1.5 м3, якщо котел не діятиме 6 годин.

З попереднього розділу випливає, що звичайною бочкою на 200 л позбутися не вдасться, хіба що її місткість - не менше півкуба. Цього вистачить для будиночка площею 30 м2, та й то ненадовго. Щоб не витрачати час і сили даремно, треба в

З погляду розміщення в котельні краще робити ємність прямокутної форми. Розміри – довільні, головне, щоб їхній добуток дорівнював розрахунковому обсягу. Ідеальний варіант - бак з нержавіючої сталі, але підійде і звичайний метал.

Вгорі та внизу тепловий акумулятор, зроблений своїми руками, потрібно забезпечити патрубками для приєднання до системи. Щоб тиском води сталеві стіни не випирало назовні, конструкцію необхідно посилити ребрами або перемичками.

Бак-акумулятор потрібно добре утеплити, в тому числі знизу. Для цього підійде пінопласт щільністю 15-25 кг/м3 або мінеральна вата в плитах не менше 105 кг/м3 щільності. Оптимальна товщина теплоізоляційного шару – 100 мм. Апарат, наповнений теплоносієм, матиме пристойну вагу, так що для його монтажу знадобиться фундамент.

Порада.Якщо потрібна ємність для самопливної опалювальної системи, її слід встановити своїми руками на металеву підставку, не забувши утеплити нижню частину. Мета – підняти резервуар вище за рівень батарей.

Схема підключення

Після встановлення резервуара на місце треба правильно його приєднати до мережі трубопроводів. Найбільш популярна стандартна схема підключення теплового акумулятора, показана на малюнку:

Для її реалізації знадобиться 2 циркуляційні насоси і стільки ж триходових клапанів. Насоси забезпечують циркуляцію в окремих контурах, а клапани – необхідну температуру. У котловому контурі вона повинна опускатися нижче 55 ºС, щоб уникнути появи конденсату в твердопаливному котлі, цим і займається клапан у лівій частині схеми.

Теплоносій у трубопроводах опалення нагрівається в залежності від потреби в теплі, а тому підключення теплового акумулятора з іншого боку здійснюється через змішувальний вузол. Клапан може керувати температурою води в автоматичному режимі, орієнтуючись на датчик або терморегулятор. Одна із схем системи опалення із акумулятором тепла (буферною ємністю) представлена ​​на відео.

Висновок

Місткість, що акумулює тепло, може помітно полегшити життя власникам твердопаливних котлів. Їм не доведеться перейматися завантаженням палива в нічний час, а це великий плюс. Та й сам теплогенератор працюватиме в економічному режимі, розвиваючи максимальний ККД. Що стосується електричних котлів, то тут вигода при встановленні накопичувача очевидна.

У наших будинках саме таке опалення – собі ми погане не ставили б.

Таку саму систему опалення я зі своєю бригадою поставили у понад 60 будинків.

відправити заявку

.

Теплоакумултор і нічний тариф ел-ва найвигідніша і найдешевша система після магістрального газу.

Решта варіантів опалення - дров'яними палетами, дров'яними котлами, соляркою - у будь-якому випадку виходять дорожче. І з ними треба морочитися, постійно стежити, щоб були дрова чи газ.

Ось схема моєї системи опалення.

Мал. бак-акумулятор у системі опалення

Що ми маємо?

З теплоакумулятора через теплоголовку (можна регулювати температуру) теплоносій подається до підлоги. Тут у мене ще намотаний змійовик, який знімає тепло з теплоакумулятора, і вже з нього, зі змійовика, теплоносій іде в підлогу.

Відповідно, нагрівання теплоакумулятора у мене відбувається за рахунок ТЕНів, тобто. електрикою. І плюс, якщо недостатньо тепла, я ще підключаю дров'яний котел (але за 4 зими я його топив максимум разів 10 і то чисто задля підтримки його функціональності, насоси проганяв, димохід прочищав вогнем тощо)

Щодо магістрального газу, чому я його не використовую?

У мене вздовж ділянки дві труби проходять. Але власники через підключення дуже високі цінники ставлять. Один просить 800 тис рублів, інший 1,1 млн. руб. Це зовсім не серйозно.

Я підрахував і вийшло, що таке підключення у мене через 66 років окупиться. Тобто труби не державні, а приватні.

Тобто, якщо підключення до газу коштує 300 000 рублів (я сюди вмикаю і проект газу, заклад газу в будинок, його обв'язка з вашою системою опалення), то ще, напевно, є якась логіка. Щоб він у вас окупився (і то він років 20 окупатиметься у вас).

Тепер повернемося до системи опалення каркасного будинку за допомогою теплоакумулятора та нічного тарифу електрикою.

У яких випадках це є актуальним?

➤ Перше – і найголовніше – гарне утеплення вашого будинку. Правильно зроблений проект та утеплення у стінах 150-200 мм, а в стелі 200-250 мм базальтової вати.

➤ Друге – наявність виділеної потужності електрики. Мінімум має бути 15 кВт. Тобто, якщо у вас категорія земель для постійного проживання, то енергетики за замовчуванням надають вам потужності 15 кВт в три фази. Цього достатньо.

➤ Третій параметр – наявність нічного тарифу. Якщо ви, наприклад, підключаєтеся до системи Моеск, нічний тариф (з 11 до 7 ранку) вони вам запропонують за замовчуванням.

Цей тариф ми якраз і будемо використовувати по максимуму, коли електрика втричі дешевша, ніж удень.

Коли найкраще систему опалення будинку закладати та робити?

Найкраще це продумати на етапі проектування вашого будинку. Тому що найефективніше система опалення з теплоакумулятором працює у зв'язці з теплими підлогами.

Я бачив, коли теплоакумулятор застосовують у зв'язці з радіаторами. Але мінус у тому, що теплоакумулятор – це велика ємність. Її нагріти досить складно, потрібна велика потужність. І в принципі його можна нагріти до 80-85 ºС, і радіатор у вас все це зніме за 3-4 години. А надвечір будинок вистудиться.

Теплоакумулятор (ТА, буферна ємність) являє собою пристрій, що забезпечує накопичення та збереження тепла протягом тривалого часу для подальшого використання. Найпростішим прикладом накопичувача тепла є звичайний побутовий термос. Як ще один приклад можна назвати звичайну піч із цегли, яка нагрівається при спалюванні в ній палива, а після закінчення топки піч ще кілька годин продовжує віддавати тепло, обігріваючи приміщення.

Використання буферної ємності в системах опалення та гарячого водопостачання забезпечує безперебійну подачу нагрітого теплоносія до опалювальних приладівнезалежно від того, працює котел в даний момент чи ні.

Тепловий акумулятор дозволяє також підвищити ефективність роботи всієї системи, збільшити ресурс обладнання та значно знизити витрати енергоресурсів на обігрів приміщень та ГВП.

Найбільший ефект від застосування ТА помітний у системі, що працює на основі твердопаливного опалювального котла. Це дозволяє досягти значної економії палива (до 25-30%) та збільшити ККД котла до 85%.

Купити готовий бак-акумулятор можна в магазині або виготовити його самостійно. При цьому важливо правильно розрахувати ємність та інші технічні параметри, а також правильно підключити буферний накопичувач до системи опалення.

В цій статті:

Конструктивні особливості теплонакопичувача

Креслення бака-акумулятора

Основним елементом будь-якого ТА є термоакумулюючий матеріал, що має високу теплоємність.

Залежно від виду матеріалу, що застосовується, теплоакумулятори для котла можуть бути:

• твердотільні;
• рідинні;
• парові;
• термохімічні;
• з додатковим нагрівальним елементом тощо.

Для опалення та гарячого водопостачання приватних будинків застосовуються бак-акумулятори гарячої води, де як термоакумулюючий елемент виступає саме вода, що має високу питому теплоємність.

Замість води іноді використовують , призначений для систем опалення будинку.

Прикладом водяного ТА з додатковим електронагрівальним елементом для системи гарячого водопостачання може бути сучасний водонагрівач.

Звичайний акумулятор теплової енергії є герметичний металевий бак різного об'єму (від 200 до 5000 літрів і більше), як правило, циліндричної форми, укладений в зовнішню оболонку (корпус).

Між баком і зовнішньою оболонкою знаходиться шар, що утеплює, з теплоізолюючого матеріалу.

У верхній та нижній частині бака є по два патрубки для підключення до опалювального котла та до самої системи опалення.

У донній частині зазвичай знаходиться дренажний кран для зливу рідини, а зверху розташовується запобіжний клапан для автоматичного наповнення повітря при підвищенні тиску всередині буферного бака. Також можуть бути фланці для підключення датчиків тиску та температури (термометра).

Трубчасті електронагрівачі

Іноді всередині буферної ємності може бути встановлений один або кілька додаткових нагрівачіврізного типу:

• електронагрівач (ТЕН);
• та/або теплообмінник (змійовик), що підключається до додаткових джерел тепла (сонячні колектори, теплові насоси та ін.).

Основним завданням цих нагрівачів є підтримання необхідної температури нагрівання робочої рідини усередині ТА.

Також усередині бака може розташовуватись теплообмінник ГВП, що забезпечує подачу гарячої води за рахунок її нагрівання робочою рідиною системи опалення.

Принцип роботи бака-акумулятора

Схема опалення із теплоакумулятором

Принцип дії ТА для твердопаливного котла ґрунтується на високій питомій ємності робочої рідини (води або антифризу). За рахунок підключення бака об'єм рідини збільшується у кілька разів, унаслідок чого підвищується інерційність системи.

При цьому максимально нагрітий котлом теплоносій зберігає в ТА свою температуру протягом тривалого часу, поступаючи при необхідності до приладів обігріву.

Так забезпечується безперервна робота системи опалення навіть у разі припинення спалювання палива в котлі.

Розглянемо порядок роботи системиз твердопаливним котлом та примусовою подачею теплоносія.

Для запуску системи вмикається циркуляційний насос, встановлений у трубопроводі між котлом та теплоакумулятором.

Холодна робоча рідина з нижньої частини ТА подається в котел, нагрівається в ньому і надходить до його верхньої частини.

У зв'язку з тим, що питома вага гарячої води менша, вона практично не поєднується з холодною водою і залишається у верхній частині буферної ємності, поступово заповнюючи її внутрішній простір за рахунок відбору насосом холодної води в котел.

При включенні циркуляційного насоса, встановленого у зворотній магістралі системи між приладами опалення та акумуляторним баком, холодний теплоносій починає надходити в нижню частину ТА, витісняючи гарячу воду з верхньої його частини в магістраль, що подає.

При цьому гаряча робоча рідина надходить до всіх опалювальних приладів.

Необхідний об'єм тепла для обігріву приміщень може автоматично регулюватися кімнатним датчиком температури, який керує роботою триходового клапана, встановленого на виході ТА в магістралі, що подає. При досягненні в кімнаті заданої температури датчик видає керуючий сигнал клапан, який спрацьовує і обмежує подачу гарячого теплоносія в систему, перенаправляючи його назад в ТА.

Після згоряння палива в котлі гарячий теплоносій з ємності, що акумулює, продовжує надходити в систему в міру необхідності, поки робоча рідина, що охолола, зі зворотної магістралі повністю не заповнить його внутрішній об'єм.

Схема ГВП з баком-акумулятором

Час роботи ТАпри непрацюючому казані може становити досить тривалий час. Це залежить від температури зовнішнього повітря, обсягу буферної ємності та кількості обігрівальних приладів у системі опалення.

Для збереження тепла всередині теплоакумулятора бак піддається теплоізоляції.

Також для цього можуть використовуватися додаткові джерела тепла у вигляді вбудованих електронагрівачів (ТЕНів) та/або теплоносіїв (змійовиків), що підключаються до інших джерел тепла (електро- та газові котли, сонячний колектор та ін.).

Вбудований в бак теплоносій для ГВП забезпечує нагрівання холодної води, що подається через нього з водопровідної системи. Тим самим він відіграє роль проточного водонагрівача, забезпечуючи потреби господарів будинку у гарячій воді.

Підключення (обв'язування) теплоакумулятора до системи опалення

За загальним правилом буферна ємність підключається до системи опалення паралельно опалювальному котлу, тому така схема називається котла.

Наведемо звичайну схему підключення ТА до системи опалення з твердопаливним обігрівальним котлом (для спрощення схеми на ній не вказано запірну арматуру, прилади автоматики, контроль та інше обладнання).

Спрощена схема обв'язки теплоакумулятора

На цій схемі позначено такі елементи:

1. Обігрівальний котел.
2. Тепловий акумулятор.
3. Опалювальні прилади (радіатори).
4. Циркуляційний насос у зворотній магістралі між котлом та ТА.
5. Циркуляційний насос у зворотній магістралі системи між приладами опалення та ТА.
6. Теплообмінник (змійовик) для гарячого водопостачання.
7. Теплообмінник підключений до додаткового джерела тепла.

Один з верхніх патрубків бака (поз. 2) приєднується до виходу котла (поз. 1), а другий – безпосередньо до магістралі системи опалення.

Один із нижніх патрубків ТА підключається до входу котла, при цьому в трубопроводі між ними встановлюється насос (поз.4), що забезпечує циркуляцію робочої рідини по колу від котла до ТА і навпаки.

Другий нижній патрубок ТА підключається до зворотної магістралі системи опалення, де також встановлений насос (поз. 5), що забезпечує подачу нагрітого теплоносія до опалювальних приладів.

Щоб забезпечити функціонування опалювальної системи при раптовому відключенні електроенергії або виході циркуляційних насосів з ладу, вони зазвичай підключаються паралельно до основної магістралі.

У системах із природною циркуляцією теплоносія циркуляційні насоси (поз. 4 та 5) відсутні. Це значно збільшує інерційність системи і при цьому робить її повністю енергонезалежною.

Теплообмінник для ГВП(Поз. 6) розташовується у верхній частині ТА.

Місце розташування теплообмінника додаткового нагріву (поз. 7) залежить від типу джерела тепла, що надходить:

• для високотемпературних джерел (ТЕН, газовий або електричний котел) він розміщується у верхній частині буферної ємності;
• для низькотемпературних (сонячний колектор, тепловий насос) – у нижній частині.

Зазначені на схемі теплообмінники не є обов'язковими (поз. 6 і 7).

Що враховувати при покупці

Вибір накопичувача тепла для опалення

При виборі теплового акумулятора для індивідуального опалення будинку необхідно враховувати об'єм бака та його технічні параметри, які повинні відповідати параметрам котла та всієї системи опалення.

До них, зокрема, належать:

1. Габаритні розміри та вагапристрої, які мають забезпечити можливість встановлення. У випадку, коли неможливо знайти відповідне місце в будинку для бака з потрібною ємністю, допускається заміна одного бака на кілька буферних ємностей розміром менше.

2. Максимальний тискробочої рідини у системі опалення. Від цього значення залежить форма буферної ємності та товщина її стінок. При тиску в системі до 3 бар форма бака не має особливого значення, але при можливому підвищенні цього значення до 4-6 бар необхідно використовувати ємності тороїдальної форми (зі сферичними кришками).

3. Максимальна допустима температураробочої рідини, яку розрахований ТА.

4. Матеріалакумулюючого бака для системи опалення. Зазвичай їх роблять із вуглецевої м'якої сталі з вологостійким покриттям або з нержавіючої сталі. Ємності з нержавіючої сталі відрізняються найбільш високими антикорозійними властивостями і довговічністю в експлуатації, правда коштують дорожче.

5. Наявність або можливість встановлення:

• електронагрівачів (ТЕНів);
• вбудованого теплообмінника для підключення до ГВП, що забезпечує подачу в будинок гарячої води без додаткових водонагрівачів;
• додаткових вбудованих теплообмінників для підключення до інших джерел тепла.

Порівняння популярних моделей

Випуском бак-акумуляторів тепла займається безліч вітчизняних та зарубіжних виробників. Наведемо порівняльну таблицю деяких моделей російських та іноземних моделей ємністю 500 літрів.

Модель	NIBE BU-500.8	Reflex PFH-500	ACV AK 500	Meibes PSX-500	Сибенерго-терм	PROFBAK ТА-ВВ-500
Країна виробник	Швеція	Німеччина	Бельгія	Німеччина	Росія	Росія
Об'єм бака, л.	500	500	500	500	500	500
Висота, мм	1757	1946	1790	1590	2000	1500
Діаметр, мм	750	597	650	760	700	650
вага, кг	145	115	150	120	165	70
Мах робочий тиск, бар	6	3	5	3	6	3
Мах робоча температура, °C	95	95	90	95	90	90
Підключення до ГВП	опція	ні	ні	ні	ні	опція
Додаткове нагрівання	опція	ні	опція	ні	ні	ТЕН 1,5 кВт
Орієнтовна вартість, руб.	43 200	35 100	53 200	62 700	28 500	55 800

Ця таблиця наочно показує, що ціна накопичувального бака для опалення з приблизно однаковими параметрами може бути в досить широких межах.

Головним чином вартість залежить від матеріалу (вуглецева сталь або нержавіюча сталь), її форми (звичайна або тороїдальна), а також наявності додаткових опцій або можливості їх встановлення.

Розрахунок обсягу ємності

Основним параметром при покупці буферної ємності для твердопаливного котла, а також є ємність теплоакумулятора, що прямо залежить від потужності обігрівального котла.

Існують різні методики розрахунку, що ґрунтуються на визначенні здатності твердопаливного котла нагріти необхідний об'єм робочої рідини до температури не менше 40°C за час згоряння одного повного завантаження паливом (приблизно 2-3,5 години).

Дотримання цієї умови дозволяє одержати максимальний ККД котла з максимальною економією палива.

Найпростіший спосіб розрахункупередбачає, що одному кіловату потужності котла повинно відповідати не менше 25 літрів об'єму буферної ємності, що підключається до нього.

Таким чином, при потужності котла 15 кВт ємність бака-акумулятора повинна бути не меншою: 15*25=375 літрів. У цьому ємність краще вибирати із запасом, у разі – 400-500л.

Існує і така версія: чим більша ємність бака, тим ефективніше працюватиме система опалення і тим більше вдасться заощадити палива. Однак ця версія накладає обмеження: пошук вільного місця в будинку під установку теплового акумулятора великих розмірів, а також технічні можливості самого котла опалення.

Об'єми ємності теплоносія мають верхню межу: не більше 50 літрів на 1 кВт. Таким чином, максимальний об'єм накопичувального бака за потужності котла 15 кВт не повинен перевищувати: 15*50=750 літрів.

Очевидно, що використання ТА об'ємом 1000 літрів або більше для котла потужністю 10 кВт викличе додаткову витрату палива для нагрівання до потрібної температури такого об'єму робочої рідини.

Це спричинить значне збільшення інерційності всієї системи опалення.

Щоб забезпечити домашню котельню екологічно чистим паливом, рекомендуємо навчитися виготовляти.

Твердопаливні казани складніше перевести на автоматичний режим роботи. Такі «розумні» електричні пристрої, як модуль GSM, допомагають зробити систему опалення більш-менш саморегульованою. Перейти до .

Переваги та недоліки буферної ємності

Буферна ємність для котла

До основних переваг системи опалення з тепловим акумулятором належать:

• максимально можливе збільшення ККД твердопаливного котла та всієї системи за одночасної економії енергоресурсів;
• забезпечення захисту казана та іншого обладнання від перегріву;
• зручність користування котлом, що дозволяє здійснювати його завантаження у час;
• автоматизація роботи казана за рахунок застосування датчиків температури;
• можливість підключення до ТА декількох джерел тепла (наприклад, двох котлів різних типів), забезпечуючи їх об'єднання в один контур опалювальної системи;
• забезпечення стабільної температури у всіх кімнатах будинку;
• можливість забезпечення будинку ГВП без використання додаткових водогрійних пристроїв.

До недоліків акумуляторів тепла для системи опалення можна віднести:

• підвищену інерційність системи (з моменту розпалу котла до виходу системи на робочий режим проходить набагато більше часу);
• необхідність встановлення ТА поблизу опалювального котла, для чого в будинку потрібне окреме приміщення необхідної площі;
• великі габарити та вага, що зумовлюють складність його транспортування та монтажу;
• досить високу вартість ТА, що промислово випускаються (у деяких випадках його ціна, залежно від параметрів, може перевищувати вартість самого котла).

Цікаве рішення: теплоакумулятор в інтер'єрі будинку.

В інтер'єрі
Встановлення
1-ий поверх
Мансарда
Підвал
Переріз

Використання теплового акумулятора економічно вигідне не тільки для твердопаливних котлів, але і для електричних або газових систем обігріву.

У випадку з електрокотлом, ТА включається на повну потужність уночі, коли тарифи на електроенергію значно нижчі. Вдень, коли казан відключений, обігрів приміщень здійснюється за рахунок тепла, накопиченого за ніч.

для газових котлівекономія досягається за рахунок поперемінного використання самого казана та ТА. При цьому газовий пальник включається набагато рідше, що забезпечує менший .

Небажана установка теплонакопичувача в опалювальних системах, де потрібне швидке і або короткочасне нагрівання приміщення, оскільки цьому заважатиме підвищена інерційність системи.

Теплоакумулятор для котлів опалення

Ми продовжуємо наш цикл статей темою, яка буде цікава тим, хто опалює своє житло твердопаливними котлами. Ми розповімо про теплоакумулятор для опалювальних котлів (ТА) на твердому паливі. Це дійсно потрібний прилад, що дозволяє збалансувати роботу контуру, згладити перепади температури теплоносія, при цьому ще й заощадити. Відразу зазначимо, що теплоакумулятор для електрокотлів опалення застосовується лише в тому випадку, якщо в будинку стоїть електролічильник з роздільним підрахунком нічної та денної енергії. В іншому випадку встановлення теплоакумулятора для газових котлів опалення не має жодного сенсу.

Як працює система опалення з теплоакумулятором

Теплоакумулятор для опалювальних котлів – це частина системи опалення, призначена для збільшення часу між завантаженнями твердого палива в котел. Він є резервуар, в який немає доступу повітря. Він утеплений і має великий обсяг. У тепловому акумуляторі для опалення завжди є вода, вона циркулює по всьому контуру. Звичайно, як теплоносій може бути і незамерзаюча рідина, але все-таки через свою дорожнечу в контурах з ТА її не використовують.

Крім цього, у заповненні системи опалення з теплоакумулятором антифризом немає сенсу, оскільки такі резервуари ставляться в житлових приміщеннях. І суть їх застосування полягає в тому, щоб температура у контурі завжди була стабільною, а відповідно вода у системі теплою. Застосування великого теплового акумулятора для опалення в заміських будинках тимчасового проживання недоцільно, а від маленького резервуару мало. Це пов'язано із принципом роботи акумулятора тепла для системи опалення.

• ТА знаходиться між котлом та системою опалення. Коли казан нагріває теплоносій - він потрапляє в ТА;
• потім вода надходить трубами в радіатори;
• обратка повертається в ТА, а потім відразу в котел.

Хоча акумулятор тепла для системи опалення – це єдина посудина, через її великі розміри напрямок потоків вгорі та внизу відрізняються.

Щоб ТА виконував основну функцію акумулювання тепла, ці потоки потрібно перемішувати. Складність у тому, що висока температура завжди піднімається, а холод прагне опуститися. Потрібно створити такі умови, щоб частина тепла опускалася на дно теплового акумулятора в системі опалення та нагрівала теплоносій звороту. Якщо температура вирівнялася у всьому резервуарі, він вважається повністю зарядженим.

Після того як котел випалив усе, що в нього завантажили, він перестає працювати і в дію вступає ТА. Циркуляція триває і поступово віддає своє тепло через радіатори в приміщення. Все це відбувається до того моменту, поки в котел знову не надійде чергова порція палива.

Якщо накопичувач тепла для опалення невеликий, його запасу вистачить зовсім ненадовго, у своїй час нагрівання батарей збільшується, оскільки обсяг теплоносія у контурі став більше. Мінуси використання для будинків тимчасового проживання:

• збільшується час прогрівання приміщення;
• більший обсяг контуру, що робить заповнення його антифризом дорожчим;
• Вищі витрати на монтаж.

Як ви розумієте заповнювати систему і спускати воду щоразу, коли ви приїжджаєте на свою дачу щонайменше клопітно. Враховуючи, що один тільки бак буде 300 літрів. Заради кількох днів на тиждень йти на такі заходи безглуздо.

У резервуар вбудовуються додаткові контури – це металеві труби-спіралі. Рідина в спіралі не має прямого контакту з теплоносієм в теплоакумуляторі для опалення будинку. Це можуть бути контури:

• низькотемпературного опалення (тепла підлога).

Таким чином, навіть найпримітивніший одноконтурний котел або навіть пічка може стати універсальним нагрівачем. Він забезпечить весь будинок необхідним теплом та гарячою водою одночасно. Відповідно, продуктивність нагрівача буде використана повною мірою.

У серійних моделях, що виготовлені у виробничих умовах, вбудовуються додаткові джерела підігріву. Це також спіралі, тільки вони називаються електричними тенами. Їх часто дещо і вони можуть працювати від різних джерел:

• електромережа;
• сонячні батареї.

Такий підігрів відноситься до додаткових опцій і не обов'язковий, враховуйте це, якщо вирішили зробити теплоакумулятор для опалення своїми руками.

Схеми обв'язування теплового акумулятора

Наважимося припустити, що якщо ви зацікавилися цією статтею, то швидше за все вирішили зробити тепловий акумулятор для опалення та його обв'язку своїми руками. Схем підключення можна вигадати багато, головне, щоб усе працювало. Якщо ви правильно розумієте процеси, що відбуваються в контурі, цілком можете поекспериментувати. Те, як ви підключите ТА до котла, вплине на роботу системи. Давайте спочатку розберемо найпростішу схему опалення з теплоакумулятором.

Проста схема обв'язування ТА

На малюнку ви бачите напрямок рухів теплоносія. Зверніть увагу, що рух звернення вгору заборонено. Щоб цього не відбувалося, насос між ТА та котлом повинен прокачувати більше теплоносія, ніж той, що стоїть до резервуара. Тільки в такому випадку буде утворюватися достатня сила, що втягує, яка буде відбирати частину тепла з подачі. Мінус такої схеми підключення – це тривалий час розігріву контуру. Щоб його скоротити, потрібно створити кільце прогрівання казана. Його можна побачити на наступній схемі.

Схема обв'язування ТА з контуром прогріву казана

Суть контуру розігріву полягає в тому, що термостат не підмішує воду з ТА, допоки котел не прогріє її до встановленого рівня. Коли казан розігрівся, частина подачі йде в ТА, а частина перемішується з теплоносієм з резервуара і надходить у казан. Таким чином, нагрівач завжди працює з уже нагрітою рідиною, що збільшує його ККД та час розігріву контуру. Тобто батареї стануть теплішими швидше.

Такий метод встановлення теплоакумулятора в систему опалення дозволяє використовувати контур в автономному режимі, коли насос не працюватиме. Зверніть увагу, що на схемі показано лише вузли підключення ТА до котла. Циркуляція теплоносія до радіаторів відбувається по іншому контру, який також проходить через ТА. Наявність двох байпасів дозволяє перестрахуватися двічі:

• зворотний клапан вмикається в роботу, якщо насос зупинений і кульовий кран на нижньому байпасі перекритий;
• у разі зупинки насоса та поломки зворотного клапана циркуляція здійснюється через нижній байпас.

В принципі, в таку конструкцію можна зробити деякі спрощення. Враховуючи той факт, що зворотний клапан має високий опір потоку, його можна виключити зі схеми.

Схема обв'язування ТА без зворотного клапана для гравітаційної системи

При цьому коли пропаде світло, потрібно буде вручну відкрити кульовий кран. Слід сказати, що при такому розведенні ТА повинен перебувати вище за рівень радіаторів. Якщо ви не плануєте, що система працюватиме самопливом, то обв'язку системи опалення з теплоакумулятором можна виконати за схемою, вказаною нижче.

Схема обв'язування ТА для контуру з примусовою циркуляцією

У ТА створюється правильний рух води, що дозволяє кулю за кулею, починаючи з верхньої, прогрівати її. Можливо, виникне питання, що робити, якщо не стане світла? Про це розповідали у статті про джерела альтернативного живлення для системи обігріву. Це буде економніше та зручніше. Адже гравітаційні контури виконуються з труб великого перерізу, до того ж повинні дотримуватися не завжди зручних ухил. Якщо порахувати ціну труб та фітингів, зважити всі незручності монтажу та порівняти це все з ціною ДБЖ, то ідея встановлення альтернативного джерела живлення стане дуже привабливою.

Розрахунок обсягу накопичувача тепла

Об'єм теплоакумулятора для опалення

Як ми вже згадали ТА невеликого обсягу використовувати недоцільно, при цьому дуже великі резервуари також не завжди доречні. Ось і назріло питання про те, як розрахувати необхідний обсяг ТА. Дуже хочеться дати конкретну відповідь, але, на жаль, її не може бути. Хоча приблизний розрахунок теплоакумулятора для опалення все ж таки є. Припустимо, ви не знаєте, які втрати вашого будинку і дізнатися не можете, наприклад, якщо він ще не побудований. До речі, щоб скоротити втрати, потрібно утеплити стіни приватного будинку під сайдинг. Підібрати бак можна виходячи з двох величин:

• площа опалювального приміщення;
• потужність казана.

Методи розрахунку обсягу ТА: площа приміщення х4 або потужність котла х25.

Саме ці дві характеристики є визначальними. Різні джерела пропонують свій спосіб розрахунку, але за фактом ці два методи тісно взаємопов'язані. Припустимо, ми вирішили розрахувати об'єм теплоакумулятора для опалення, відштовхуючись від площі приміщення. Для цього потрібно квадратуру опалювального приміщення помножити на чотири. Наприклад, якщо у нас є невеликий будинок у 100 м кв, то знадобиться бак 400 літрів. Такий обсяг дозволить скоротити завантаження котла до двох разів на добу.

Безперечно, і так є піролізні котли, в які закладається паливо двічі на добу, тільки в цьому випадку принцип роботи трохи відрізняється.

• паливо розпалюється;
• зменшується подача повітря;
• починається процес тління.

В цьому випадку, коли паливо розгоряється, температура в контурі починає інтенсивно підвищуватися, а потім тління підтримує воду теплою. Під час цього самого тління багато енергії випаровується в трубу. Крім цього, якщо твердопаливний котел працює в тандемі з негерметичною системою опалення, то при піковій температурі розширювальний бак іноді закипає. У ньому в буквальному значенні слова починає кипіти вода. Якщо труби виготовлені з полімерів, тоді це просто згубно для них.

В одній із статей про полімерні труби ми розповідали про їх параметри. ТА забирає частину тепла і бак може закипіти лише після того, як резервуар повністю зарядиться. Тобто можливість закипання при правильному обсязі ТА прагне до нуля.

Тепер спробуємо розрахувати обсяг ТА, виходячи з кількості кіловат у нагрівачі. До речі, цей показник розраховується виходячи з квадратури приміщення. На 10 м. береться 1 кВт. Виходить, що в будинку 100 м кв має стояти котел мінімум 10 кіловат. Так як розрахунок завжди робиться із запасом, то можна припустити, що в нашому випадку стоятиме 15 кіловатний агрегат.

Якщо не враховувати кількість теплоносія в радіаторах і трубах, один кіловат котла може нагрівати приблизно 25 літрів води в ТА. Тому і розрахунок буде відповідним: потрібно потужність котла помножити на 25. У результаті ми отримаємо 375 літрів. Якщо порівняти з попереднім розрахунком, то результати дуже близькі. Тільки це з урахуванням того, що потужність котла буде розраховуватися із зазором хоча б у 50%.

Пам'ятайте, що більше ТА, то краще. Але в цій справі, як і в будь-якій іншій, потрібно обходитися без фанатизму. Якщо ви поставите ТА на дві тисячі літрів, то нагрівач просто не впорається з таким обсягом. Будьте об'єктивними.

utepleniedoma.com

Теплоакумулятор у системі опалення

Система опалення включає, у звичному сформованому роками уявленні, три елементи - теплоджерело (котел), трубопроводи і безпосередньо опалювальні прилади (радіатори). Але якщо це приватний будинок з котлом на твердому паливі (дрова, торфобрикет, вугілля) і ви хочете підвищити ККД і позбавити себе необхідності постійно стежити за топкою, то можливо варто використовувати в системі такий вузол, як акумулятор тепла. [зміст]

Принцип роботи акумулятора тепла

Основне завдання, яке виконує теплоакумулятор - збільшення інерційності системи опалення. Для цього збільшують об'єм теплоносія, а отже, і кількість тепла, що накопичується ним. Таким чином, акумулятор є ізольованою ємністю, врізаною в контур опалення.

Як вже говорилося вище, акумулятор значно збільшує інерцію системи, тобто, хоча теплоносій довше нагрівається, він накопичує більше тепла і довше віддає і зменшує стрибки температури.

Внутрішній пристрій теплоакумулятора

Таким чином, якщо будинок підключений до центрального опалення або система як теплогенеруюче обладнання використовує котли на газовому або рідкому паливі, що працюють в автоматичному режимі, теплоакумулятори це просто зайві витрати матеріалу та засобів. Але існують випадки, коли їх застосування більш ніж виправдане:

1. Якщо в системі опалення застосовують котли на твердому паливі (особливо без завантаження бункеру), і немає можливості забезпечити їх постійне обслуговування (в приватному будинку). В цьому випадку акумулятор тепла забезпечить постійну стабільну температуру в приміщенні, і навіть зможе згладити неминучі стрибки при чищенні та видаленні золи;
2. Якщо застосовується електричне водяне опалення та застосовується диференційована система оплати за електроенергію. Теплоакумулятори дозволять зробити накопичення тепла в годинник, коли тариф мінімальний, а надалі можна використовувати нагрівачі на мінімальній потужності;
3. Якщо система опалення має періоди пікового аналізу теплової енергії (найчастіше це пов'язано з витратами на підігрів води, наприклад при інтенсивній роботі душових), а монтаж додатково котла недоцільний. Акумулятор зможе забезпечувати віддачу тепла в ці, як правило, нетривалі проміжки часу.

Де теплоакумулятор буде «зайвим»

Іноді для опалювальних систем навпаки бажаний швидкий набір температури та її зниження, у цьому випадку збільшена кількість теплоносія, що накопичують акумуляційні ємності, лише заважатиме швидкому нагріванню та охолодженню та точному регулюванню температури. Зокрема:

1. Якщо опалення потрібне лише у короткі проміжки часу та небажаний перевитрата палива. Наприклад, котельня працює на обігрів сушарки, яка використовується лише періодично. І тут немає сенсу гріти накопиченим теплом порожнє приміщення, з якого вивантажений матеріал.
2. Якщо окрім опалення теплоустановка використовується ще й для забезпечення теплом якогось технологічного обладнання та потрібна швидка та точна зміна температурних режимів – підвищена інерція лише заважатиме.

Як правильно врізаються теплоакумулятори

Якщо застосовується система опалення з примусовою циркуляцією, то точка врізання не відіграє особливого значення, оскільки доставку теплової енергії від накопичувача здійснює насос. Можна вибрати будь-яке зручне місце з огляду на те, що акумулятор має пристойні габарити.

Для його коректної роботи необхідно правильно розташувати патрубки, що підключають - вхід (по руху носія теплової енергії в системі) в нижній частині, вихід зверху.

Схема підключення теплового акумулятора

Якщо використовується опалення з природною циркуляцією, то місце врізання відіграє велику роль. Багато хто робить помилку, поєднуючи теплоакумулятори і розширювальні баки. Розширювальний бак розташовується в верхній точці опалення і гаряча вода з нього може почати рух, по трубах тільки остигаючи і збільшуючи свою щільність. Для ефективної роботи акумулятор теплової енергії потрібно розташовувати внизу на трубопроводі опалення, що подає, і по можливості максимально близько до котла.

Чи можна зібрати та встановити акумулятор теплової енергії самостійно?

Акумулятори теплової енергії з конструктивної точки зору досить прості – це ємність із теплоізольованими стінками, забезпечена патрубками для підключення до системи опалення. Тому зібрати або пристосувати ємності під акумулятори не складе труднощів для будь-якої людини, яка має навички слюсарних та зварювальних робіт.

Може виникнути питання розрахунку теплоізоляції стін. Але в цьому випадку можна застосувати принцип «краще більше ніж менше», так як для баків, які використовуються як теплоакумулятори, через їхню форму не існує поняття ефективного радіуса теплоізоляції.

На відео нижче показана схема встановлення та принцип роботи теплового акумулятора:

all-for-teplo.ru

Теплоакумулятор для системи опалення – основні переваги. Тисни!

Прагнення багатьох господарів приватних будинків та котеджів якомога ефективніше використовувати ресурси для обігріву свого житла досить часто стикається з однією і тією ж проблемою, - навіть при використанні всіх сучасних технологій утеплення та енергозбереження, встановленні найекономніших опалювальних котлів, - суттєвої економії ресурсів не відбувається.

Багато в чому це є наслідком помилок, допущених задовго до постановки питання про дбайливе використання ресурсів та застосування сучасних технологій будівництва. А от як бути з новими, зведеними за всіма сучасними канонами будинків, невже настала межа розвитку?

Для більшості це так і залишиться риторичним питанням, а ось для тих, хто вирішив скористатися справді науковими знаннями, а не витримками з рекламних буклетів, варто задуматися про включення в систему опалення нового елемента – теплоакумулятора.

Як працює система опалення

У сучасному розумінні енергоефективності установок опалення, зокрема й окремого будинку чи котеджу, останнім часом акцент суттєво змістився з показника споживання палива на обігрів приміщення на показник, що характеризує ефективність використання енергії для повного теплопостачання будинку.

Такий обґрунтований акцент на енергоефективність дозволяє по-новому подивитися на проблему теплопостачання житла, що включає дві основні завдання:

• опалення будинку;
• гаряче водопостачання.

Новим шляхом економії енергоресурсів у системі теплопостачання будівлі сьогодні виступає установка у системі опалення додаткового обладнання, до функцій якого входить акумулювати теплову енергію та поступово її витрачати.

Застосування теплового акумулятора у схемі приладів системи опалення, де основним джерелом енергії є твердопаливний котел, дозволяє без додаткових витрат провести зниження споживання палива до 50% в опалювальний сезон. Але це в майбутньому, а поки що досить наочно слід розглянути принцип роботи цього пристрою.

Принцип роботи системи із твердопаливним котлом

Найбільш високий ефект від підключення в систему буде саме до твердопаливних котлів.

Тепло, що виділяється при спалюванні палива, через теплообмінник по трубопроводу надходить у регістри або батареї опалення, що є по суті тими ж теплообмінниками, тільки не одержують тепло, а навпаки, що віддають його навколишнім предметам, повітря, загалом, приміщенню, що нагріває.

Охолоджуючи, теплоносій - вода в батареях, опускається вниз і знову перетікає в контур теплообмінника казана, де знову нагрівається. У такій схемі існує мінімум два моменти, пов'язані з великою, якщо не з величезною втратою тепла:

• прямий напрямок руху теплоносія від котла до регістрів та швидке охолодження теплоносія;
• невеликий об'єм теплоносія всередині системи опалення, що дозволяє підтримувати стабільну температуру;
• необхідність постійної підтримки стабільно високої температури теплоносія у контурі котла.

Важливо розуміти, що такий підхід інакше як марнотратним назвати не можна. Адже при закладанні палива спочатку за високої температури горіння в приміщеннях повітря прогріється досить швидко. Але, як тільки процес горіння припиниться, завершиться і нагрівання приміщення, і як наслідок – знову знизиться температура теплоносія, і охолоне повітря у приміщенні.

Використання теплоакумулятора

На відміну від стандартної системи опалення, система, з акумулятором тепла, працює дещо інакше. У самому примітивному вигляді відразу після котла бак встановлюється як буферний пристрій.

Між котлом та трубопроводами встановлюється бак із багатошаровою теплоізоляцією. Місткість бака, а вона розраховується таким чином, щоб кількість теплоносія всередині бака була більшою, ніж у системі опалення, містить теплоносій, що нагрівається від котла.

Всередину бака введено кілька теплообмінників для системи опалення та системи гарячого водопостачання. Нагрітий від котла внутрішній об'єм акумулятора може тривалий час підтримувати високу температуру і поступово віддавати її для систем опалення та водопостачання.

Враховуючи те, що найменший бак має об'єм 350 літрів води, то неважко розрахувати, що витративши одну й ту саму кількість палива при використанні теплового акумулятора ефект буде набагато більшим, ніж при прямій системі опалення.

Але це найпримітивніший вид теплового приладу. Стандартний, розрахований на роботу в умовах теплопостачання окремого будинку, акумулятор теплоти може мати:

Ціна таких акумуляторів залежить від багатьох факторів:

• матеріалу виготовлення бака;
• обсягу внутрішнього бака;
• матеріалу, з якого виготовлено теплообмінник;
• фірми виробника;
• комплекту додаткового обладнання;

Зауваження фахівця: розрахувати правильну роботу всієї системи опалення, починаючи від ТТ котла і закінчуючи діаметром парубків, в принципі можна і самостійно, але при цьому слід враховувати, що потужність котла і установки повинна бути розрахована на роботу в умовах максимально низьких температур в регіоні.

Більш детальну інформацію з цього питання сьогодні можна знайти на сторінках інтернет-сайтів, як у текстовому вигляді, так і скориставшись послугами спеціалізованих онлайн калькуляторів, і в спеціалізованих фірмах, що займаються розробкою та встановленням систем теплопостачання.

Все керується електронікою

Можливо, для багатьох таке поняття, як «розумний дім», уже давно увійшло до звичного ритму життя.

Будинок, в якому багато функцій з утримання та управління системами бере на себе електроніка, не обходиться без участі електронних компонентів та роботи системи опалення та водопостачання з акумулятором тепла.

Для підтримки стабільно комфортної температури необхідно не стільки постійне горіння палива в топці котла, скільки стабільне підтримання температури в системі опалення. І з таким завданням цілком справляється електронне керування роботою теплоакумулятора.

Можливості плати управління:

Крім цього, електронна складова може відмінно використовуватися як контролер роботи, як твердопаливного котла, так і електронагрівальних приладів, і навіть як використання системи сонячного колектора для отримання максимальної вигоди та економії ресурсів.

Економічний ефект навіть від включення до схеми теплопостачання акумулятора тепла дозволяє, як уже говорилося, до 50% знизити витрати на паливо в опалювальний сезон, а якщо враховувати те, що ціна на енергоносії постійно зростає, то таке вкладення коштів стає не просто вигідним, а вже обов'язковим для новобудов.

Дивіться відео, в якому користувач докладно роз'яснює схему пристрою твердопаливного котла разом з теплоакумулятором:

teplo.guru

Тепловий акумулятор в системі опалення: знайомство з принципом роботи, варіанти виконання та монтажу

Навіщо потрібні акумулятори тепла в системах опалення? Як вони влаштовані? Як при монтажі системи опалення своїми руками включити теплоакумулятор у загальний контур? Давайте намагатимемося розібратися.

Герой нашої статті на фото праворуч.

Перше знайомство

Що це таке – акумуляторний бак для опалення?

У найпростішому виконанні - висока циліндрична або квадратного перерізу ємність із кількома патрубками на різній висоті від основи. Об'єм - від 200 до 3000 літрів (найпопулярніші моделі від 0,3 до 2 кубометрів).

Список опцій та варіантів виконання досить великий:

• Кількість патрубків може змінюватись від чотирьох до пари десятків. Все залежить від конфігурації системи опалення та кількості незалежних контурів.
• Тепловий акумулятор водяного опалення може бути теплоізольованим. 5-10 сантиметрів спіненого пінополіуретану багаторазово знизять нецільові втрати тепла в тому випадку, якщо бак розташовується поза приміщенням, що опалюється.

Порада: навіть якщо бак знаходиться всередині будинку і, здавалося б, його тепловіддача допомагає радіаторам виконувати свої функції – теплоізоляція не завадить. Кількість тепла, що випромінюється баком об'ємом 0,3-2 кубометри, ДУЖЕ велика. До наших планів не входить організовувати цілодобово працюючу сауну.

• Матеріалом стін може бути як чорна сталь, так і нержавіюча сталь. Зрозуміло, що в другому випадку більший термін служби теплоакумулятора, але вищий і його ціна. До речі, в закритій системі вода швидко стає хімічно інертною, і корозії чорної сталі сильно сповільнюється.
• Бак може бути розділений на сполучені секції декількома горизонтальними перегородками. У цьому випадку розшарування води за температурою всередині його обсягу буде більш вираженим.
• На баку можуть розташуватись фланці для монтажу трубчастих електронагрівачів. Фактично, за достатньої їх потужності гідроакумулятор для систем опалення перетвориться на повноцінний електрокотел.
• Теплоакумулююча ємність може забезпечити теплообмінник для приготування гарячої питної води. Це може бути і проточний пластинчастий теплообмінник, і накопичувальний бак всередині основної ємності. У порівнянні з кількістю акумульованого баком тепла витрати на нагрівання води в будь-якому випадку будуть незначними.
• У нижній частині бака може бути додатковий теплообмінник для підключення сонячного колектора. Саме внизу - щоб забезпечити ефективну тепловіддачу від колектора до ємності, що акумулює, навіть при низькій його ефективності (наприклад, в сутінки).

Так теплоакумулятор використовується у системі сонячного опалення.

Функції

Неважко здогадатися, що акумулятори тепла опалення потрібні для того, щоб накопичити запасну теплову енергію. Але й без них начебто опалення працює, і непогано. У яких випадках виправдане їхнє застосування?

Твердопаливний котел

Для твердопаливних котлів (з водяним контуром або без) найбільш ефективний режим роботи, в якому паливо згоряє з мінімальною кількістю залишків (включаючи не тільки золу, а й кислоти, і дьоготь) та максимальним ККД – повна потужність. Регулювання потужності зазвичай здійснюється обмеженням доступу повітря до топки - з однозначними наслідками.

Однак утилізувати всю теплову потужність – значить за короткий час розжарити радіатори чи не дочервоно, а потім дати їм охолонути. Такий режим вкрай неефективний, веде до прискореного зношування труб, їх з'єднань та забезпечує некомфортний температурний режим у будинку.

Тут на допомогу і приходить система опалення з теплоакумулятором:

• Тепло, що виробляється котлом на повній потужності, утилізується для нагрівання води в ємності.
• Після прогоряння палива вода продовжує циркулювати між накопичувальним баком та радіаторами, відбираючи у нього тепло поступово.

Бонусом ми отримуємо куди більш рідке розпалювання котла, що заощадить нам і сили, і час.

Буферна ємність дозволить твердопаливному казану працювати в оптимальному режимі.

Електрокотел

Чим вигідне теплоакумулююче опалення, коли джерелом тепла використовується електрика? Адже всі сучасні електрокотли вміють плавно чи східчасто регулювати потужність і не потребують частого обслуговування?

Ключове словосполучення – нічний тариф. Вартість кіловат-години за наявності двотарифного лічильника може бути ДУЖЕ різної ночі, коли енергосистеми розвантажені, та вдень, у пік споживання.

Варіюючи тарифи, енергетики розподіляють споживання електроенергії рівномірніше; ну, а нам це на руку:

1. Вночі програмований котел включається по таймеру і нагріває гідроакумулятор для опалення до максимальної робочої температури в 90 градусів.
2. Вдень накопичена теплова енергія використовується для обігріву житла. Витрати теплоносія для систем опалення дозуються шляхом регулювання продуктивності циркуляційного насоса.

Теплоакумулятори у поєднанні з двотарифним лічильником допоможуть відчутно заощадити на опаленні.

Багатоконтурне опалення

Ще одна дуже корисна функція накопичувального бака - можливість одночасно з акумуляцією енергії використовувати його як гідрострілку. Що це і навіщо воно потрібне?

Згадайте, що на корпусі високого бака зазвичай знаходиться більш ніж чотири патрубки. Хоча, здавалося б, цілком достатньо входу та виходу. На різних рівнях із накопичувальної ємності можна відбирати воду з різною температурою; в результаті ми можемо отримати, що найбільш типово високотемпературний контур з радіаторами і низькотемпературне опалення - теплі підлоги.

Зверніть увагу: насоси зі схемами термоконтролю все ж таки знадобляться. У різний час доби на тому самому рівні бака температура води буде сильно відрізнятися.

Патрубки можуть використовуватися не тільки як відведення для контурів опалення. Кілька котлів різних типів також можуть бути підключені до акумулятора.

Підключення та теплова ємність

Як виглядає система опалення із акумулятором тепла?

Теплоакумулятори для опалення підключаються так само, як гідрострілки і, загалом, відрізняються від них лише теплоізоляцією та об'ємом. Вони ставляться між трубопроводами, що подають і зворотними, що ведуть від котла. Подача підключається до верхньої частини бака, обратка до нижньої.

Вторинні контури запитуються залежно від того, яка температура теплоносія їм потрібна: високотемпературне опалення відбирає воду у верхній частині ємності, низькотемпературне – у нижній.

Принципова схема підключення.

Інструкція щодо розрахунку теплової ємності спирається на нескладну формулу: Q = mc(T2-T1), де:

• Q – накопичена теплота;
• m – маса води в баку;
• с - питома теплоємність теплоносія Дж/(кг*К), для води рівна 4200;
• Т2 і Т1 - початкова та кінцева температури теплоносія.

Скажімо, теплоакумулятор об'ємом два кубометри при дельті температур 20С (90-70) і використання як теплоносій води зможе накопичити 2000кг (приймемо щільність води за 1кг/л, хоча при 90С вона трохи менше) х4200 Дж/(кг*К)х20= 168000000 Джоулів.

Що означає ця кількість енергії? Бак може віддати 168 мегават теплової потужності протягом однієї секунди або, що куди реальніше, 5 кіловат протягом 33600 секунд (9,3 години).

Висновок

Як завжди, більше про теплоакумулятори ви можете дізнатися, переглянувши прикріплене до статті відео (дивіться також схему водяного опалення приватного будинку).

Гофротруби для опалення

При використанні газового котла ми не маємо необхідності самостійно підтримувати певну температуру в контурі опалення – цим займається автоматика. Але все змінюється, коли в будинку ставиться твердопаливний казан. Паливо в ньому горить нерівномірно, що призводить до остигання чи перегріву опалювальної системи. Компенсувати дані коливання та стабілізувати температуру в контурі допоможе теплоакумулятор для опалення. Місткий накопичувальний бак зможе утримати надлишок теплової енергії, поступово віддаючи його в систему опалення.

У цьому огляді ми розглянемо:

• Як працюють теплоакумулятори для систем опалення;
• Як розрахувати необхідний об'єм акумуляторного бака;
• Як підключаються накопичувальні ємності;
• Найпопулярніші моделі теплових накопичувачів.

Пройдемося цими пунктами докладніше.

Принцип дії теплоакумуляторів

Якщо встановити в будинку твердопаливний котел, виникне сувора необхідність регулярного підкладання нових порцій дров. Вся справа в обмеженому обсязі камери згоряння - вона не може вмістити безлімітну кількість полін. Та й систем їхньої автоматичної подачі ще не придумали, якщо не брати до уваги пелетні котли з автоматикою. Іншими словами, за роботою системи опалення доведеться стежити самостійно.

Максимальну потужність ці котли розвивають у той момент, коли в них весело палають дрова. У цей момент вони дають багато зайвої енергії, тому користувачі дозують акуратно дрова, підкладаючи їх по одному поліну. А якщо ні, то в будинку буде занадто спекотно. Нічого хорошого в цьому немає, тому що через це зростає кількість підходів і без того висока. Проблема вирішується за допомогою теплоакумулятора.

Тепловий акумулятор для опалення є акумулюючою ємністю, в якій накопичується гарячий теплоносій. Причому в контур опалення енергія надається строго дозовано, що забезпечує стабільність температури. За рахунок цього домочадці позбавляються температурних коливань та частих підходів для закладання дров. Баки, що акумулюють, здатні накопичувати надлишки теплової енергії і плавно віддавати їх в опалювальні контури.

Спробуємо пояснити принцип роботи на пальцях:

Простота конструкції термоакумулятора не тільки підвищує надійність агрегату, а й спрощує ремонт та планове обслуговування.

• Встановлений у системі опалення з теплоакумулятором опалювальний котел завантажується дровами та виробляє велику кількість теплової енергії;
• Отримана енергія прямує в теплову батарею та накопичується там;
• Водночас за допомогою теплообмінника відбувається забір тепла для системи опалення.

Буферний бак для опалення (він же теплоакумулятор) працює у двох режимах – накопичення та віддача. При цьому потужність котла може перевищувати потрібну теплову потужність для обігріву житла. Поки в топці горітимуть дрова, відбуватиметься накопичення тепла в термоакумуляторі. Після того як поліни згаснуть, енергія ще довго забиратиметься з акумулятора.

Приблизно так само влаштовані акумулятори тепла Лежебока для парників та теплиць – вдень вони накопичують тепло від сонця, а вночі віддають його, зігріваючи рослини та перешкоджаючи їхньому замерзанню. Тільки вони виглядають дещо по-іншому.

Теплоакумулятори для систем опалення необхідні і в тому випадку, якщо джерелом тепла використовуються сонячні батареї або теплові насоси. Ті ж батареї не можуть давати тепло цілодобово, тому що в темний час їх ефективність падає до нуля. У світлу пору дня вони не лише опалюватимуть будинок, а й накопичуватимуть теплову енергію у накопичувальному баку.

Теплоакумулятори можуть стати в нагоді при використанні електричних котлів . Така схема виправдовує себе двотарифної системі оплати.У цьому випадку система налаштовується так, щоб у нічний час відбувалося накопичення тепла, а вдень починалася її віддача. Завдяки цьому у споживачів з'являється можливість заощадити гроші на споживанні електроенергії.

Різновиди теплоакумуляторів

Акумулятор тепла для системи опалення є містким баком, оснащеним солідною теплоізоляцією - саме вона відповідає за мінімізування тепловтрат. За допомогою однієї пари патрубків акумулятор підключається до котла, а за допомогою іншої пари – системи опалення. Також тут можуть бути передбачені додаткові патрубки для підключення контуру ГВП або додаткових джерел теплової енергії. Розберемо основні види теплоакумуляторів для систем опалення:

При наявності циркуляційного насоса з'являється можливість використовувати відразу кілька буферних баків, що дозволяє рівномірно прогрівати кілька приміщень.

• Буферна ємність – найпростіший бак, позбавлений внутрішніх теплообмінників. Конструкція передбачає використання того самого теплоносія в котлі і батареях, при однаковому допустимому тиску. Якщо планується пропускати через котел один теплоносій, а по батареях інший, слід підключити зовнішній теплообмінник до теплоакумулятора;
• Теплові акумулятори для індивідуального опалення з нижнім, верхнім або одразу з кількома теплообмінниками – такі теплоакумулятори дозволяють організувати два самостійні контури. Перший контур - це бак, підключений до котла, а другий - контур опалення з батареями або конвекторами. Теплоносії тут не поєднуються, в обох контурах може бути різний тиск. Нагрів ведеться за допомогою теплообмінника;
• З проточним теплообмінником контуру ГВП або з баком для організації гарячого водопостачання. У першому випадку вода може споживатись весь день і рівномірно. Друга схема передбачає накопичення води з метою її швидкої віддачі у певний час (наприклад, увечері, коли всі приймають душ перед сном) – аналогічно влаштовані бойлери непрямі, що накопичують воду.

Конструкція теплоакумуляторів для опалення може бути різною, вибір відповідного варіанту залежить від складності опалювальної системи, її характеристик та кількості джерел гарячого теплоносія.

Деякі теплоакумулятори оснащуються ТЕНами з термостатами, що дозволяє забезпечити споживачів теплом у нічний час, коли теплоносій вже охолонув, а підкинути дрова в топку нема кому. Також вони стануть у нагоді при використанні теплових насосів і сонячних батарей.

Розрахунок обсягу теплоакумулятора

Ми впритул підійшли до найскладнішого питання – до розрахунку необхідного обсягу теплоакумулятора. Для цього ми скористаємося такою формулою – m=W/(K*C*Δt). Літерою W позначається кількість надлишкового тепла, K – це ККД котла (вказуємо десятковим дробом), C – теплоємність води (теплоносія), а Δt – різниця температур, яка визначається шляхом віднімання температури теплоносія на зворотній трубі з температури на трубі, що подає. Наприклад, вона може становити 80 градусів на виході і 45 на звороті – разом отримуємо Δt=35.

Для початку розрахуємо кількість надлишкового тепла. Припустимо, що на будинок площею 100 кв. м. нам потрібно 10 кВт тепла на годину. Час горіння на одній закладці дров становить 3:00, а потужність котла становить 25 кВт. Отже, за 3 години казан виробить 75 кВт тепла, з яких на опалення потрібно відправити всього 30 кВт. У нас залишаються 45 кВт надлишкового тепла - цього вистачить ще на 4,5 години обігріву. Щоб не втратити дане тепло і не знижувати кількість дров, що завантажуються (інакше ми банально перегріємо систему), слід скористатися теплоакумулятором.

Що стосується теплоємності води, то вона становить 1,164 Вт * год / кг * ° С - якщо не знаєтеся на фізиці, просто не вдавайтеся в подробиці. І пам'ятайте, що якщо ви використовуватимете інший теплоносій, то його теплоємність буде іншою.

Провівши необхідні обчислення, використовуючи наші поради, Ви легко зможете підібрати модель, що найбільш точно задовольняє всі Ваші запити.

У нас є всі чотири значення - це 45000 Вт тепла, ККД котла (припустимо, 85%, що в дробовому обчисленні буде 0,85), теплоємність води 1,164 і різниця температур 35 градусів. Проводимо обчислення – m=45000/(0,85*1,164*35). За даних цифр обсяг виходить рівним 1299,4 літра. Округлюємо та отримуємо ємність теплоакумулятора для нашої системи опалення рівну 1300 літрам.

Якщо не вдається провести розрахунки самостійно, скористайтеся спеціальними калькуляторами, допоміжними таблицями або спеціалістами.

Схеми підключення

Найпростіша схема підключення теплоакумулятора до твердопаливного котла передбачає використання одного і того ж теплоносія при рівному тиску в котлі та системі опалення. Для цих цілей підійде найпростіший накопичувальний бак без теплообмінників. На зворотних трубах ставляться два насоси – регулюючи їхню продуктивність, ми забезпечимо регулювання температури в системі опалення. Є й схожа схема із застосуванням триходового клапана – вона дозволяє регулювати температуру за рахунок змішування гарячого теплоносія та остиглого теплоносія із зворотної труби.

Теплоакумулятори з вбудованим теплообмінником призначені для роботи в системах опалення з високим тиском теплоносія. Для цього всередині них розташовуються теплообмінники, що підключаються через циркуляційний насос до котлів - так утворюється контур живлення. Внутрішня ємність накопичувача з другим циркуляційним насосом та батареями утворює контур опалення. В обох контурах можуть циркулювати різні теплоносія, наприклад, вода та гліколь.

Схема твердопаливного котла з теплоакумулятором та контуром ГВП дозволяє забезпечити подачу гарячої води без застосування двоконтурного обладнання. Для цього застосовуються внутрішні проточні теплообмінники або вбудовані баки. Якщо гаряча вода необхідна протягом усього дня, рекомендуємо купити та встановити теплоакумулятор із проточним обмінником. Для пікового споживання оптимальні акумулятори з баками ГВП.

Також розроблені бівалентні та мультивалентні схеми підключення – вони передбачають використання одразу кількох джерел тепла для роботи опалення. Для цього можуть використовуватись теплоакумулятори з кількома теплообмінниками.

Популярні моделі

Настав час розібратися із найпопулярнішими моделями теплоакумуляторів для систем опалення. Ми розглянемо продукцію вітчизняних та зарубіжних виробників.

Виробником теплоакумуляторів Прометей є новосибірська компанія «СібЕнергоТерм». Вона випускає моделі об'ємом 230, 300, 500, 750 та 1000 літрів. Гарантія на обладнання складає 5 років.Теплоакумулятори наділені чотирма відводами для підключення до опалення та джерел тепла. За збереження накопиченої енергії відповідає шар теплоізоляції із мінвати. Робочий тиск складає 2 атм., Максимальний – 6 атм. При покупці обладнання враховуйте його розміри – так, діаметр моделі на 1000 літрів становить 900 мм, через що її корпус може не поміститися у стандартні дверні отвори шириною 80 см.

Вартість представленого теплоакумулятора для систем опалення варіюється в діапазоні від 65 до 70 тис. рублів.

Ще один місткий теплоакумулятор на 1000 літрів води. Він оснащується одним або двома гладкотрубними теплообмінниками, але позбавлений теплоізоляції, що необхідно враховувати при його встановленні - її доведеться купувати окремо. Діаметр корпусу становить 790 мм, але якщо до нього додається теплоізоляція, діаметр виростає до 990 мм. Максимальна температура в системі опалення становить +110 градусів, у контурі ГВП – до +95 градусів.

Дані теплоакумулятори представлені модифікаціями із шістьма або десятьма підключеннями. Також на борту передбачено клеми температурних датчиків. Місткість баків складає 960 літрів, робочий тиск – до 3 бар. Товщина теплоізоляційного шару складає 80 мм. Використання інших рідин як теплоносія, крім води, не допускається – це стосується обох контурів, а не лише контуру опалення. При необхідності можливе послідовне підключення кількох теплоакумуляторів в єдиний каскад.

Саморобні теплові акумулятори

Ніщо не заважає зібрати теплоакумулятор для системи опалення своїми руками – для цього необхідно провести розрахунки та намалювати креслення, орієнтуючись на необхідну місткість. Баки споруджуються з листового металу товщиною 1-2 мм, що розкраюється плазморізом, різальним верстатом або зварювальним апаратом. Теплообмінники організуються із металевих прямих або гофрованих труб. А щоб уникнути швидкої корозії металу, необхідно придбати магнієвий анод. Як теплоізоляцію можна використовувати базальтову вату.

Як бонус наводимо докладний креслення теплоакумулятора ємністю 500 літрів - цього достатньо для підтримки роботи системи опалення в невеликому будинку.

Відео