Теплоаккумулятор для котла

Теплоаккумуляторы для котлов отопления

В большинство современных систем отопления заложен изначальный порок, делающий невозможным эффективную организацию обогрева с помощью котла отопления периодического действия. Проблема заключена не в принципе сжигания топлива, хотя там тоже не все гладко, а в организации теплопередачи от источника тепла – фронта горения твердого топлива в воздушное пространство жилых комнат дома или квартиры. Теплоаккумуляторы призваны скомпенсировать потери, вызванные периодической работой котла. Если быть точным, теплоаккумулятор необходим для любого котла отопления периодического действия.

Прибор, гордо именуемый теплоаккумулятором для котлов отопления, представляет собой бак значительной емкости, доходящий в ряде случаев до 10 тонн воды, с системой внутренних теплообменников. Что должно давать применение теплоаккумулятора:

• Безопасное накопление избыточного тепла, генерируемого котлом в водяной поток теплоносителя,
• Увеличить продолжительность цикла нагрев – остывание котельной установки, тем самым упростить ее обслуживание, освободить от необходимости запускать ее ночью или в неудобное для себя время,
• Повысить эффективность работы и увеличить ресурс котлов отопления.

Кроме твердотопливного котла отопления, потребность в использовании теплоаккумулятора есть также у систем на электрических котлах отопления. В этом случае применение теплоаккумулятора продиктовано искусственным выбором в пользу периодического нагрева, причем только в ночной период времени, когда есть возможность использовать более выгодный льготный тариф.

Конструкция современных котлов отопления в угоду производителю максимально оптимизирована с точки зрения затрат и стоимости производства. Современный котел отопления изготовлен из тонколистовой стали с минимальными затратами на дефицитные и дорогостоящие медь и никель, и работает в режиме печки «буржуйки».

В его устройстве нет даже намека на теплоаккумулятор. Такой котел отопления в принципе не способен накапливать тепловую энергию. Сравните современный пеллетный или угольный котел со старыми тяжелеными конструкциями котлов отопления из чугуна, а еще лучше, с устройством обычной деревенской каменной печи. В последнем случае функции теплоаккумулятора максимально эффективно выполняет кирпичная кладка, напрямую поглощающая тепло от пламени и равномерно передающая в воздух помещения в течение 10-12часов.

Поэтому современный котел отопления неэффективен без теплоаккумулятора. Твердотопливный агрегат будет незаменимым в работе и обойдется без многотонных теплоаккумуляторов, если в его устройстве появится система автоматической загрузки топлива в топку и последующей очистки от золы.

Как работает теплоаккумулятор

Назначение аккумулятора тепла — выдавать дополнительную тепловую энергию в контур водяного отопления после снижения или прекращения генерации тепла отопительным котлом. Для этого в огромной емкости находится большое количество кипятка при давлении около 3атм. В корпус бака впаян теплообменник, посредством которого идет «закачка» тепла в аккумулятор и обратный отбор в систему отопления. Зачастую в бак встраивается дополнительный теплообменник с целью получения горячей воды для нужд кухни и ванной.

Принцип смешивания потоков разных температур

Для быстрого разогрева помещения теплоаккумулятор с помощью трехходового клапана выключают из цепи движения разогретого теплоносителя. Только после разогрева потока воды в трубах свыше 60 о С в контур подключается вода из запасника теплоаккумулятора. И, пока работает котел, тепло уходит в двух направлениях: в накопитель и в радиаторы обогрева.

В подобном принципе существуют определенные положительные стороны:

1. Быстрый прогрев жилого помещения, и только после этого происходит сброс избыточного тепла в теплоаккумулятор,
2. Принцип смешивания дает эффективный теплообмен,
3. Запас воды в теплоаккумуляторе является стратегическим резервом для котла, тем самым предотвращает его возможное прогорание при нарушении циркуляции воды в теплоцентрали.

В идеале вода, циркулирующая в горячем теплообменнике котла отопления, не должна смешиваться с теплоносителем, протекающим по всей системе отопления. Поэтому зачастую в теплоаккумуляторах используют иную схему – с гидравлической развязкой и разделением потоков.

Система с гидравлической развязкой тепловых носителей

В этой схеме теплоаккумулятор играет роль одного из элементов контура теплоснабжения, его невозможно исключить из потока. Фактически в теплоаккумуляторе происходит постоянная передача тепла от выделенного «горячего» контура котла отопления и остальной массы воды или теплоносителя, циркулирующей в системе обогрева.

• Высоконагруженный теплообменник котла отопления требует использования специальной, очищенной от примесей и кислорода воздуха воды. Только такая вода гарантирует длительный срок службы трубок и уплотнений теплообменника. Запас необходимого количества подготовленной воды хранится в дополнительном бойлере.
• Посредством специальной схемы разогретой воды из бака теплоаккумулятора можно легко регулировать температуру отобранной жидкости, что упрощает систему управления отоплением.

К недостаткам можно отнести потребность в дополнительных устройствах — двух насосах: циркуляции теплоносителя и системы обеспечения электроснабжения. Иногда для резервирования используют пару устройств – преобразователь напряжения и электрический аккумулятор для котла отопления. В противном случае отключение электроэнергии может привести к серьезной аварии в первичном контуре.

Более сложная и усовершенствованная схема подразумевает использование двух самостоятельных теплообменников, объединенных в одном корпусе теплоаккумулятора. Это более рациональный способ организации работы аккумулятора тепла с высокой степенью резервирования. Именно его можно рекомендовать для желающих изготовить теплоаккумулятор для котла отопления своими руками.

Постройка теплоаккумулятора собственными силами

Для изготовления накопителя тепла следует определиться с тепловой мощностью аккумулятора. Существует определенная методика построения аккумулирующей системы. Количество воды в аккумуляторе принимают, исходя из 30-40л жидкости на каждые 1000Вт тепловой мощности котла. В таком случае для дома в 100м 2 отапливаемой площади потребуется емкость в 350-400литров. Лучшим вариантом будет использование готового бойлерного бака, с датчиками уровня воды, давления и температуры.

Если в качестве рабочей схемы будет выбрана система с подмешиванием, исправно работающая даже при отсутствии специальных насосов, в контур отопления придется дополнительно установить трехпозиционный блок-кран.

Более простые схемы потребуют вмонтировать в бак один или два теплообменника

Лучше использовать теплообменник из того же материала, что и емкость. Это гарантирует нормальное качество сварочного шва при установке теплообменника. Кроме того, в полости теплоаккумулятора лучше применить анодную защиту магниевыми электродами, аналогичную для электрических бойлеров горячего водоснабжения. Наружные стенки бака — теплоаккумулятора обшивают теплоизоляционными матами или минеральной ватой.

Перспективные варианты теплоаккумуляторов

Одним из интересных решений стали малогабаритные аккумуляторы, использующие вместо воды легкоплавкие парафины или силиконовые масла. Благодаря значительно более высокой теплоемкости появилась возможность использовать безопасные малогабаритные аккумулирующие системы для электрических котлов систем отопления квартир. Вместо 300литровой тяжелой емкости предполагается применение двухсекционного аккумулятора общим объемом в 50л теплоносителя, имеющего тепловой запас в 15кВтч.

Источник: bouw.ru

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Существенным преимуществом этих устройств является экономия и эргономия, то есть в случае, например, с котлом, можно отапливать дом только тогда, когда в нем кто-то есть, а те 10 часов, в течение которых человек находится на работе, система может отдыхать. Это очень удобно, за исключением того факта, что на нагрев теплоносителя, как правило, требуется время, и поэтому заходить придется в холодный дом, который будет постепенно прогреваться.

Теплоаккумулятор позволяет решить эту проблему при помощи использования уже нагретого теплоносителя, который хранится в емкости , наподобие термоса, обладающей очень низким коэффициентом теплопроводности. Обычно для одноэтажного жилого дома хватает емкости около кубометра, то есть примерно как одна полная ванна.

Температура воды в нем колеблется около 100 градусов, но можно выставить и больше, тогда это будет сжиженный пар. Но такие котлы дороже, так как они должны выдерживать большее давление.

Конструкция и принцип работы

По сути, теплоаккумулятор – это большой термос со всем, что из этого следует. Его принцип работы заключается в удержании тепла внутри емкости продолжительное время( до нескольких дней). Теплоаккумуляторы бывают полые, а бывают с подогревом.

В первом случае – это просто цилиндр с водой, а во втором – внутри него расположены змеевики( трубчатые обогреватели). Это нужно для того, чтобы поддерживать температуру теплоносителя неограниченно долго.

Покрывают ТАР-ы материалом с низким коэффициентом теплопроводности, обычно это стекловата толщиной 10-15 сантиметров, в зависимости от температуры в помещении, где находится теплоноситель.

Большинство аккумуляторов имеют форму цилиндра, но также иногда делают и кубические, например для производственных или складских помещений в целях экономии места.

Размер емкости может быть самым разным. По сути он не ограничен и зависит лишь от нужд того, кто им пользуется.

Схемы подключения

Самая простая схема подключения:

В зависимости от того, какие параметры теплоносителя нужны потребителю, а это могут быть давление, температура, степень загрязнения и насыщенности минералами и прочее, применяются различные схемы подключения.

Чтобы было понятно для чего это нужно, приведем два примера. Допустим максимальное давление в трубе батареи отопления меньше, чем номинальное давление насоса котла. Тогда батарею просто разорвет.

Или, например, в воде содержатся какие-то прочие частицы, которые могут повредить батарею. Во всех подобных случаях, теплоноситель пускают сначала через посредник, который приводит его параметры к требуемым, а затем уже он идет в систему отопления.

Рассмотрим несколько схем подключения:

Выбор теплоаккумулятора

Основных момента тут 3: во-первых, это объем и габариты вашего ТАК-а, во-вторых, номинальное (рабочее) давление в системе отопления, и в-третьих- это материал стенок бака и теплоизоляции:

1. Габариты. Если у вас частный дом, то вам вполне хватит от 300 литрового до кубометрового цилиндра, если же вы хотите приобрести теплоакумулятор для промышленных нужд, то можете выбрать, например батарейный аккумулятор из нескольких стандартных емкостей, или 1 большой.
2. Рабочее давление в системе. Здесь все должно быть понятно. При недостатке давления в трубе не будет обеспечено нормальное прогревание, а при избытке, велик риск пробоя. Поэтому перед тем, как покупать ТАК, посмотрите в техпаспорте дома, на какое номинальное давление рассчитана ваша система отопления. Также учтите срок службы и износ.
3. Материал стенок бака и изоляции. Не экономьте на материале, тем более, если ваш ТАК будет стоять в подвале, где не исключена коррозия и повреждение изоляции. Лучше всего взять стальной цилиндр с обивкой из стекловаты, покрытой слоем синтетической или натуральной кожи.

Расчет параметров теплоаккумулятора

Для того, чтобы определить какой мощности и какого объема должен быть ваш теплоаккумулятор, вам необходимо рассчитать сколько энергии потребуется для того, чтобы нагреть ваш дом до определенной температуры.

Что вам нужно знать:

1. Свободный объем помещения – это полный объем, минус мебель.
2. Материал стен дома, потолка и пола и их коэффициенты теплопроводности.
3. Теплоемкость мебели и стен.

Затем вам нужно сложить количество теплоты, расходуемое на нагрев свободного объема воздуха в помещении, на нагрев мебели, и теплопотери через границы помещения. Затем разделите полученную величину на удельную теплоемкость воды и разность температур на входе и выходе из аккумулятора и вы получите объем его емкости.

Сколько стоит?

Трехсотлитровый аккумулятор S-Tank фирмы TermoKit стоит 35 тысяч рублей, а отечественный ТА-АС того же объема- 37 тысяч. Какой компании отдать предпочтение – решать вам, но если учесть мнение большинства экспертов, то лучше покупать аккумуляторы европейского производства.

Как сделать своими руками?

Инструкция:

1. Вам потребуется найти уже готовую емкость, либо сварить ее произвольной формы. Можно взять, например, две стандартные бочки для воды, наподобие тех, что стоят в огородах, и сварить их вместе. Далее вам нужно будет вывести из него трубы на выход нагревателя и вход системы домашнего отопления, с таким расчетом, чтобы рабочее давление на них не разорвало вашу полученную бочку.
2. Затем, после того как вы вывели трубы, установите клапаны, для того, чтобы можно было вручную понизить давление, в случае аварийной ситуации. Выход нагревателя и вход аккумулятора лучше не приваривать а скрепить резьбовым соединением.
3. После того как вы приготовили все части вашего устройства, прикиньте толщину теплоизоляцию. Возьмите слой стекловаты толщиной 10-15 см и обмотайте им получившуюся емкость. Сверху же все это надо будет упаковать в кожаный мешок.

Как и любое другое оборудование, теплообменник и аккумулятор следует периодически обслуживать, чистить и проверять. А при всех этих действиях, система должна быть отключена от сети электропитания, газо- и водоснабжения.

Регулярно смазывайте клапаны, и проверяйте целостность швов. Также раз в год можно снимать покрытие и осматривать теплонакопитель на предмет коррозии.

Источник: housetronic.ru

Что такое теплоаккумулятор для котлов отопления

У всех отопительных котлов кроме плюсов есть минусы. У твердотопливного это необходимость регулярной (чаще или реже, в зависимости от конструкции агрегата) добавки порции топлива в камеру сгорания – иначе теплоноситель в системе начнет остывать.

У электрокотла другой недостаток: дорогая энергия. Лучше использовать ее в ночное время, при двух- или трехтарифной системе оплаты (сколько потребляет электрический котел отопления в месяц). Но отопление необходимо круглые сутки, а ГВС, как правило, именно в пиковые часы, утро-вечер.

Практически во всех случаях решить проблему можно, используя теплоаккумулятор для котлов отопления.

Конструкция и принцип работы

По верхней трубе в бак поступает горячая вода, с противоположной стороны через соответствующий патрубок и подающую трубу она движется к нагревательным приборам.

По нижней – обратной – трубе охлажденный теплоноситель через бак возвращается в котел. На отрезке обратки между баком и котлом установлен циркуляционный насос.

За счет конвекции верхний теплоноситель всегда горячий, а прохладный – снизу. Аккумулятор считается заряженным, когда вода во всех слоях одинаково горячая. За счет большого объема нагретой жидкости в баке теплоноситель в контуре охлаждается медленно.

Если источник энергии – твердотопливный котел, нагрев возобновляется после восполнения в топке запаса дров (угля, пеллет и т.д.). Если котел электрический, когда температура падает ниже нормы, автоматика подключает агрегат к сети.

Отводящих патрубков у бака, как правило, несколько штук. На разной высоте температуры различны, это позволяет обеспечивать из одного бака контуры, требующие разных температурных режимов.

Например, наверху подсоединена труба, поставляющая теплоноситель в радиаторы, а ниже – для теплого пола.

Разновидности

Кроме этой конструкции есть и другие:

1. В нижней части бака присутствует внутренний теплообменник, один или больше, выполненный в виде спиральной трубы из нержавейки. Этот вариант применяется, когда для разных контуров нужен разный теплоноситель или давление-температура в котле превышают допустимые в контурах и самом аккумуляторе. А также если есть дополнительные источники тепла (тепловой насос, солнечный коллектор и др.). В таком баке предусмотрено конвективное перемешивание жидкости.
2. Теплоаккумулятор оснащен дополнительно проточным контуром ГВС. Основная часть теплообменника располагается наверху, подающая труба к точке водоразбора подключена внизу. Схема оптимальна, если эксплуатация ГВС равномерная, пиковых нагрузок не бывает.
3. Еще один теплоаккумулятор для котлов отопления и ГВС: внутри бака есть встроенный бойлер косвенного нагрева. Подходит для домов, в которых регулярно возникают пиковые нагрузки потребления.

Кроме этого в конструкции могут присутствовать собственные ТЭНы.

Основные схемы обвязки

Поскольку охлажденный теплоноситель не должен подниматься вверх, между баком и котлом нужен более мощный насос. Недостаток этой схемы – медленный разогрев воды в контуре.

Более эффективная схема отопления с твердотопливным котлом и теплоаккумулятором включает в себя т.н. кольцо прогрева в котле.

Встроенный терморегулятор ограничивает доступ холодной воды в теплообменник котла, пока агрегат не прогреет ту, которая уже есть (что такое терморегулятор для котла отопления). Эту схему можно использовать в т.ч. при выключенном насосе и в системе с естественной циркуляцией.

Как посчитать объем

Расчет необходимой емкости можно выполнить двумя способами:

• умножить мощность котла на 25,
• умножить отапливаемую площадь на 4.

Если у нас есть дом 100 квадратов, по второй формуле нам потребуется теплоаккумулятор для котлов отопления 400 литров. Мощность котла подбирается из расчета минимум один киловатт на десять метров (умножить на поправочный коэффициент, плюс запас).

На наш дом потребуется ориентировочно 15 кВт. Один киловатт прогревает 25 литров, т.е. по первой формуле получится 375 литров. Почти то же самое.

Как изготовить своими руками

Чтобы сделать теплоаккумулятор самой простой конструкции, достаточно иметь сварочный аппарат и навыки сварки. Если не планируется использовать для этой цели уже готовый бак, можно сварить его из двухмиллиметровой листовой стали (лучше из нержавейки).

В продаже есть в основном круглые баки, но самостоятельно проще изготовить прямоугольную емкость.

Если у вас есть металлическая бочка нужного объема, работы меньше: достаточно приварить к стенкам необходимое количество патрубков.

Утеплить емкость снаружи лучше листовой минеральной ватой: пенопласт огнеопасен и при нагреве выделяет токсичные летучие вещества.

Возможно Вас интересует:

Источник: ks5.ru

Теплоаккумулятор для котлов отопления: сфера применения и принцип работы

Качественный теплоаккумулятор для котла отопления помогает значительно увеличить продуктивность его работы. В этом случае одновременно существенно уменьшается расход топлива, поскольку теплоаккумулятор позволяет увеличить интервал между закладками топлива за счёт накопления энергии. Это помогает не только упростить обслуживание котла, и уменьшить расходы на покупку топлива.

Теплоаккумулятор для отопительного котла представляет собой металлический бак с о встроенным теплообменником. Время автономной работы котла напрямую зависит от ёмкости теплоаккумулятора. Особо эффективна его работа в сочетании со встроенными интеллектуальными регуляторами и специальными датчиками. Всё это помогает повысить энергоэффективность работы и увеличить срок эксплуатации котла.

Как устроен теплоаккумулятор?

Устройство теплоаккумулятора максимально простое, что упрощает его обслуживание. Теплоаккумулирующий бак состоит из:

• герметичного стального цилиндра нужной ёмкости,
• одного или нескольких теплообменников,
• внутреннего утеплителя из минеральной ваты,
• наружного утеплительного кожуха.

На корпусе теплоаккумулятора предусмотрены специальные отверстия, предназначенные для подключения к твердотопливному котлу и системе отопления. Также необходим насос, предназначенный для закачивания в бак холодной воды из системы отопления. Существуют теплоаккумуляторы, в конструкцию которого входят несколько встроенных бойлеров меньшего размера.

Как быстро расходуются запасы энергии?

Скорость расходования резерва энергии с помощью теплоаккумулятора напрямую зависит от объёма бака и количества теплообменников. Длительность автономной работы котла с подключенным теплоаккумулятором напрямую зависит от таких факторов:

• объем бака теплоаккумулятора,
• количество встроенных теплообменников,
• количество теплопотерь в доме,
• температура воздуха в доме,
• время года.

Как выбрать насос для откачки воды из подвалов?

Ещё один показатель, который нужно учитывать – это индивидуальные показатели термодатчиков. В зависимости от этого автономный обогрев дома может при желании осуществляться до 2 – 3 суток.

Как работает теплоаккумулятор, будучи в системе?

Основная цель работы теплоаккумулятора – это накопление избытка тепла, вырабатываемого котлом в процессе его работы. Он основан на высокой теплоёмкости воды, позволяющей аккумулировать и сохранять выработанное тепло.

Алгоритм работы теплоаккумулятора предельно прост:

1. Теплоаккумулятор подключается с помощью входного патрубка к водяному контуру системы отопления, а с помощью выходного – к отопительному котлу. Дополнительно в систему встраивается циркуляционный насос, необходимый для выкачивания холодной воды из бака и закачивания в котёл.
2. Холодная вода из нижней части бака выталкивается в отопительный котёл, а подогретая вода поднимается наверх. Затем она подаётся в систему отопления.

После отключения котла горячая вода, накопившаяся в баке, автоматически подаётся в систему отопления. Одновременно в бак продолжает поступать холодная вода из системы, охлаждая его. Если речь идёт о теплоаккумуляторе со встроенным бойлером, то с помощью 2 циркуляционных насосов холодная вода подаётся в него. Затем из выходного отверстия с помощью встроенного насоса выкачивается уже нагретая вода.

Что еще можно подключить, кроме котла?

При необходимости теплоаккумулятор можно подключить не только к твердотопливному котлу. Его роль может выполнять любой источник энергии, с помощью которого можно обеспечить отопление дома. Это могут быть:

• солнечные батареи,
• печь-каменка,
• камин со встроенным водяным контуром.

Принцип работы во всех этих случаях приблизительно тот же самый. В случае с использованием солнечного коллектора или печи-каменки со встроенным водяным контуром теплоаккумулятор может одновременно использоваться для подогрева воды.

Как подобрать подходящую модель?

Подбор подходящей модели теплоаккумулятора зависит от таких важных факторов, как максимальная мощность котла, уровень давления внутри системы, а также вид и количество теплоносителя. В зависимости от этого можно подобрать подходящую конфигурацию теплообменника. Это может быть:

• полый бак (без внутренних теплообменников),
• с одним внутренним теплообменником,
• с двумя встроенными теплообменниками,
• с внутренними бойлерами.

В последнем случае теплоаккумулятор становится многофункциональным, поскольку одновременно может использоваться для снабжения дома холодной водой. Для расчета оптимального объёма бака стоит использовать специальный онлайн калькулятор и готовые таблицы для всех моделей твердотопливных котлов.

Теплоаккумуляторы для котлов отопления российского производства

При выборе недорогого и надёжного теплоаккумулятора стоит обратить внимание на модели российского производства. Это могут быть такие хорошо зарекомендовавшие себя бренды, как:

• БТС,
• Прометей,
• Теплодар,
• Горыня,
• Бийский котельный завод,
• Водосхема,
• ООО «РВС-инженеринг».

Чаще всего они не уступают по качеству и сроку эксплуатации теплоаккумуляторам, произведенным в Венгрии, Швеции или Нидерландах. Важным преимуществом буферных баков российского производства является привлекательная цена.

Теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Теплоаккумулятор имеет довольно простую конструкцию, из-за чего его легко изготовить своими руками. Для этого понадобятся:

• стальной бак необходимого объёма,
• трубы нужного диаметра,
• змеевик из медных трубок,
• теплоизоляционный материал,
• фольгированная плёнка,
• скотч,
• циркуляционный насос.

Для изготовления бака может использоваться металлическая бочка ёмкостью не менее, чем 150 литров. После её очистки от загрязнений бочку утепляют, закрепляя утеплитель скотчем. Для того, чтобы буферный бак лучше сохранял тепло, его нужно снаружи покрыть специальной фольгированной плёнкой.

Затем внутри бака размещают теплообменники. Сверху бочки просверливается отверстие для отводного патрубка, а в дне – отверстие для входного патрубка. Входной и выходной патрубки оснащаются кранами, с помощью которых регулируется подача воды. Простейший теплоаккумулятор готов, его можно подключать к системе отопления.

Цена вопроса

Если всё же решено приобрести готовый теплоаккумулятор, оснащённый множеством дополнительных функций, то стоит обратить внимание на продукцию хорошо зарекомендовавших себя торговых марок. Это вовсе не обязательно должен быть очень дорогой буферный бак. Минимальная цена теплоаккумулятора для котлов отопления российского производства составляет около 20 000 рублей.

Как самостоятельно утеплиться пенополиуретаном?

А вот за буферный бак бренда Puffer придётся заплатить около 105 000 рублей. Демократичным вариантом могут стать расширительные ёмкости Hajdu, Nube или ACV, стоимость которых часто не превышает 80 000 рублей. Это позволяет подобрать буферную ёмкость нужной конфигурации по приемлемой цене.

Источник: zg-dom.ru