Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Теплоаккумулятор для котла

Выбираем теплоаккумулятор

ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие:

  • давление в системе отопления;
  • объем буферной емкости;
  • наружные размеры и вес;
  • оснащение дополнительными теплообменниками;
  • возможность установки дополнительных устройств.

Напор воды (давление) в системе отопления — основной показатель. Чем он выше, тем теплее в обогреваемом помещении

Учитывая этот параметр, при выборе теплоаккумулятора для твердотопливных котлов обращается внимание на максимальное давление, которое он способен выдерживать. Теплоаккумулятор для твердотопливного котла, показанный на фото, изготовлен из нержавеющей стали, выдерживает высокое давление воды. Объем буферной емкости

От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется

Объем буферной емкости. От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.

Наружные размеры и вес. Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери. Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.

Оснащение дополнительными теплообменниками. При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.

Возможность установки дополнительных устройств. Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы. В зависимости от объема обогрева помещений комфортной температуры они могут не создать, но размораживание системы предотвратят обязательно

Наличие КИП позволит своевременно обратить внимание на возможные неполадки, возникшие в системе отопления

Принцип работы бака-аккумулятора

Схема отопления с теплоаккумулятором

Принцип действия ТА для твердотопливного котла основан на высокой удельной емкости рабочей жидкости (воды или антифриза). За счет подключения бака объем жидкости увеличивается в несколько раз, вследствие чего повышается инерционность системы.

При этом максимально нагретый котлом теплоноситель сохраняет в ТА свою температуру в течение длительного времени, поступая по мере необходимости к приборам обогрева.

Так обеспечивается непрерывная работа системы отопления даже при прекращении сжигания топлива в котле.

Рассмотрим порядок работы системы с твердотопливным котлом и принудительной подачей теплоносителя.

Для запуска системы включается циркуляционный насос, установленный в трубопроводе между котлом и теплоаккумулятором.

Холодная рабочая жидкость из нижней части ТА подается в котел, нагревается в нем и поступает в его верхнюю часть.

В связи с тем, что удельный вес горячей воды меньше, она практически не смешивается с холодной водой и остается в верхней части буферной емкости, постепенно заполняя ее внутреннее пространство за счет отбора насосом холодной воды в котел.

При включении циркуляционного насоса, установленного в обратной магистрали системы между приборами отопления и аккумуляторным баком, холодный теплоноситель начинает поступать в нижнюю часть ТА, вытесняя горячую воду из верхней его части в подающую магистраль.

При этом горячая рабочая жидкость поступает ко всем приборам отопления.

Необходимый объем тепла для обогрева помещений может автоматически регулироваться комнатным датчиком температуры, который управляет работой трехходового клапана, установленного на выходе ТА в подающей магистрали. При достижении в комнате заданной температуры датчик выдает управляющий сигнал на клапан, который срабатывает и ограничивает подачу горячего теплоносителя в систему, перенаправляя его обратно в ТА.

После сгорания топлива в котле горячий теплоноситель из аккумулирующей емкости продолжает поступать в систему по мере необходимости, пока остывшая рабочая жидкость из обратной магистрали полностью не заполнит его внутренний объем.

Схема ГВС с баком-аккумулятором

Время работы ТА при неработающем котле может составлять достаточно продолжительное время. Это зависит от температуры наружного воздуха, объема буферной емкости и количества обогревательных приборов в системе отопления.

Для сохранения тепла внутри теплоаккумулятора бак подвергается теплоизоляции.

Также для этого могут использоваться дополнительные источники тепла в виде встраиваемых электронагревателей (ТЭНов) и/или теплоносителей (змеевиков), подключаемых к другим источникам тепла (электро- и газовые котлы, солнечный коллектор и пр.).

Встроенный в бак теплоноситель для ГВС обеспечивает нагрев холодной воды, подаваемой через него из водопроводной системы. Тем самым он играет роль проточного водонагревателя, обеспечивая потребности хозяев дома в горячей воде.

https://youtube.com/watch?v=rgMQG7RLCew

Особенности конструкционного устройства

Аккумуляторный бак для системы теплоснабжения в простейшем исполнении выглядит как высокая емкость, имеющая цилиндрическое или квадратное сечение и несколько расположенных на разной высоте от основания патрубков. Его объем может быть в пределах от 200 до3000 литров, при этом наиболее востребованы изделия на 0,3 – 2,0 кубометра.

Перечень вариантов выпускаемого для отопления теплового аккумулятора и присущих ему опций следующий:

  1. Количество патрубков может составлять от четырех до нескольких десятков. Это обстоятельство зависит от конфигурации теплоснабжающей системы и числа независимых отопительных контуров.
  2. Накопительный бак бывает теплоизолированным. Нанесение 5 — 10-сантиметровым слоем вспененного пенополиуретана способно многократно понизить потери тепла в случаях, когда устройство установлено вне отапливаемого помещения. Даже когда бак смонтирован в доме, теплоизоляция ему не будет помехой. Дело в том, что устройство объемом 0,3 — 2 кубометра отдает значительное количество тепла.
  3. Для изготовления стенок используют как черную, так и нержавеющую сталь. Срок эксплуатации бака во втором случае будет больше, но и стоимость станет выше. Кстати, находясь в закрытой системе, вода приобретает химическую инертность, в результате чего коррозийный процесс у такого металла как черная сталь значительно замедляется.
  4. Накопительный бак для отопления может иметь несколько внутренних горизонтально расположенных перегородок, которые разделяют его на сообщающиеся секции. На устройстве также бывают фланцы для установки трубчатых электрических нагревателей. Если они обладают достаточной производительностью, гидроаккумулятор для систем теплоснабжения сможет выполнять функцию полноценного электрокотла.
  5. Емкость, аккумулирующую тепло, иногда оснащают теплообменником для нагрева питьевой воды, функцию которого может выполнять накопительный бак, находящийся внутри основной емкости, а также пластинчатый проточный элемент. Затраты на подогрев жидкости в данном случае по сравнению с количеством тепловой энергии, аккумулированной баком, будут незначительными.
  6. В нижней части теплового аккумулятора также может находиться дополнительный теплообменник, предназначенный для подсоединения солнечного коллектора. Его устанавливают исключительно внизу, поскольку так обеспечивается максимально высокая теплоотдача от коллектора даже при незначительной его эффективности.

Буферная ёмкость для твердотопливного котла своими руками

Ввиду дороговизны заводских аналогов, многие рассматривают вариант создания её самостоятельно. Эта задача весьма нетривиальна и потребует хорошего знания тепло- и гидротехники, а также высокого уровня навыков сварщика. Из инструментов, не обойтись без сварочного оборудования, болгарки, измерительных приборов и дрели. Также потребуется большое количество материалов.

Материалы

Так как проект сложный и размеры будущего бака-аккумулятора немалые, он выйдет довольно затратным. Не получится обойтись без следующего:

В случае если решите его делать в форме цилиндра – потребуются металлические бочки (2 штуки). Для прямоугольного нужен будет лист, желательно из нержавеющей стали

Важно обратить на толщину данного материала, которая не должна быть меньше 1.5 (в случае с нерж. сталью) или 2 миллиметров (с обычной).
Уголок, профильная труба (5 на 5 сантиметров)

Они будут использованы для ножек и рёбер жёсткости конструкции.
Медная трубка или из нержавеющей стали диаметром 12 мм. Потребуется не менее 10 метров.
Гильзы и штуцеры.
Термостойкий утеплитель. Лучшим выбором будет базальтовая вата, так как она легко монтируется и не выделяет при нагреве ядовитых веществ.
Металл для обшивки, лучше оцинкованный.

Также потребуется краска, устойчивая к высоким температурам.

Изготовление цилиндрической ёмкости

Для создания конструкции в форме цилиндра подойдут 2 газовых баллона. Их легко раздобыть, они имеют достаточную толщину и качество металла.

Основные этапы изготовления:

  1. Разрезать бочки или баллоны. Срезать крышки.
  2. Приварить внутри скобы, на которые будет крепиться трубка (теплообменник).
  3. Установить бочки друг на друга и соединить их между собой сваркой.
  4. Через отверстия пропустить и установить змеевик, сделанный из медной или гофрированной стальной трубки.
  5. Приварить дно и крышку. В которые врезаны патрубки для присоединения клапана сброса воздуха (верх), сливного крана (низ).
  6. Приделать с помощью сварки крепления для наружной обшивки. Желательно разной длины (чтобы она получилась в форме прямоугольника – так будет удобней и вид получиться более эстетичный).

Из листовой стали большой толщины сделать цилиндрический бак без специального оборудования не получится.

Создание прямоугольной ёмкости

Производится в такие этапы:

  1. Листы стали размечаются, согласно выбранному объёму и заранее созданным чертежам. Сварочные швы тоже имеют свою толщину, которую следует учитывать.
  2. Производится резка при помощи болгарки.
  3. Листы устанавливаются и прихватываются сваркой. Для правильного угла в 90 градусов нужно воспользоваться измерительными приборами и зафиксировать детали.
  4. Проводиться сварка всех листов. Для надёжности с обеих (внутренней и наружной) сторон.
  5. По той же схеме, что и с цилиндрической ёмкостью делаются крышка и дно.
  6. Привариваются крепления для обшивки, ножки, дополнительные рёбра жёсткости.

Буферная емкость своими руками

Можно ли сделать буферную емкость своими руками, вопрос спорный. Одни говорят, что реально соорудить теплоаккумулятор собственноручно. Однако, как рекомендуют специалисты, лучше не рисковать и все-таки приобрести тепловой аккумулятор в специализированных магазинах.

Есть несколько причин, по которым лучше отказаться от такой затеи:

  • форма бака будет выглядеть не эстетично;
  • необходимо использовать 5 мм металл, что усложняет сварочные работы;
  • верхние крышки емкости необходимо изготавливать сферическими, так как при нагревании увеличивается давление внутри бака;
  • нужны большие затраты на необходимый материал;
  • фирменные теплосберегающие емкости дополнительно оснащены змеевиками для подключения к водоснабжению и подачи горячей воды, собственными руками это не получится сделать.

Очевидно, что изготавливая буферный бак своими руками, не получится сэкономить, лучше приобрести новый. Покупая емкость можно не тратить время на покупку необходимых материалов, а также на проведение сварочных работ. Новый теплоаккумулятор будет более надежный и функциональный.

Приобретать буферную емкость необходимо только в специализированных магазинах и обязательно проверять наличие сертификатов.

При покупке теплового аккумулятора необходимо обращать внимание на следующие важные моменты, от которых будет зависеть функциональность бака:

  • на размер и вес, может так случиться, что для такой объемной конструкции не найдется места в доме, тогда эту проблему нужно будет решать;
  • разные по объему, производители выпускают емкости разного литража, чтобы удовлетворить потребности всех покупателей. Самые востребованные емкости от 300 до 5000 литров;
  • максимальное давление воды в отопительной системе. От этого зависит толщина стенок бака и его форма;
  • максимальная допустимая температура воды, на которую рассчитана буферная емкость;
  • материал, из которого изготовлен бак. Как правило, для его изготовления необходима, мягкая углеродистая сталь с непромокаемым покрытием или нержавеющая сталь (имеет более высокую цену, но показатели долговечности выше);
  • емкости бывают с использование изоляции и без нее;
  • конструкция может быть оснащена дополнительными перегородками, которые разделяют ее на отдельные секции с разной температурой, что позволяет увеличить эффективность подачи тепла;
  • наличие дополнительных функций (электронагреватель, встроенный теплообменник для подачи горячей воды и подключения к разным тепловым источникам). Если теплоакумулятор с нижним теплообменником, то его назначение нагревать горячую воду солнечным коллектором. В том случае если в емкости используется верхний теплообменник, то он способен подогревать горячую воду для питья. Если в баке теплообменник находится посредине, то его главная задача, нагревать аккумулирующую емкость с помощью твердотопливного, газового или электрического котла;
  • резиновые фланцы могут входить в комплектацию тепловой установки. Такое оборудование позволяет теплой воде собираться в верхнем отделе бака и использоваться для потребностей отопления. Вода с более низкой температурой остается в средней части бака и за счет патрубка направляется на отопление полов в помещении.

Используя тепловой аккумулятор в отопительной системе и в водоснабжении горячей водой, обеспечивается регулярная подача тепла к отопительным приборам, независимо от того работает котел в это время или он выключен. Тепловой аккумулятор урегулирует комфортную температуру в доме и позволит экономить затраты на топливный материал.

Расчёт буферной ёмкости

Для максимальной эффективности важно правильно подобрать объём буферной ёмкости. При этом в первую очередь следует учесть мощность котла

Также важным фактором является климат в данном регионе. Рассчитывая объём будущего тепло аккумулятора следует руководствоваться такими нюансами:

Температура теплоносителя в баке при полном сгорании одной закладки не должна подниматься выше сорока градусов

Для этого ёмкость должна быть приблизительно от 20 до 55 литров на 1 кВт мощности котла.
Нужно учесть поместится ли ёмкость в помещении рядом с котлом
Если нет, то придётся её делать меньше, но желательно больше 25 л на киловатт мощности.
Важно уделить внимание простою системы без источника тепла. Определить необходимый запас накопленной горячей воды в баке, чтобы её хватило на это время.

Точный расчёт ёмкости без специальных программ самостоятельно сделать невозможно. В идеале для этого хорошо бы привлечь специалиста. Но если такой возможности нет, то приблизительно высчитать её, можно зная теплоёмкость воды – 4,187 кДж/кг*С, время простоя системы – в большинстве случаев до 8 часов и мощность котла – чаще всего это 25 киловатт в час. В таком случае расчёт будет следующим: при разнице температур в бачке и системе в 25 градусов (25*3600) / (4,187*25) ≈ 0,86 м³ (860 литров). При цилиндрической форме бак приблизительно должен быть 100 см в высоту и 104 см в диаметре.

1 Функциональные возможности

В установленном теплоаккумуляторе расположена специальная буферная ёмкость, которая является мощным накопителем излишков тепла. Само устройство представлено в виде бака для воды с небольшим змеевиком, который полностью укрыт теплоизоляционным материалом.

Пока котёл сжигает загружённые в него дрова, ёмкость постепенно накапливает вырабатываемые системой избытки тепла. В тот момент, когда котёл перестает выдавать необходимую пользователю температуру, всё излишнее тепло из бака направляется в батареи. Огромное преимущество состоит в том, что вода в радиаторах совершенно не остывает.

Вне зависимости от площади дома отопительная система должна быть снабжена мощным электрическим насосом, который сможет обеспечить непрерывную циркуляцию теплоносителя. Но после отключения электроэнергии такая установка прекращает свою работу. Заложенные дрова горят, тепло выделяется, а вот вода неподвижно стоит в трубах, закипая в котле.

Если пользователь упустит момент, то система взорвется, что может угрожать жизни людей. Установленный теплоаккумулятор предотвращает возникновение таких последствий. Огромное преимущество буферной ёмкости для твердотопливного котла состоит ещё и в том, что она увеличивает время между закладками дров в несколько раз. Устраняется опасность размораживания системы из-за затухания котла.

Качественный буферный агрегат выполняет несколько полезных функций в автоматическом режиме:

  • В нужный момент отдаёт накопленное тепло заправленному теплоносителю.
  • Обеспечивает стабильную работу системы без вмешательства человека.
  • Беспрерывно накапливает всё излишнее тепло.
  • В случае отключения электроэнергии предотвращает закипание воды.

Подбор теплоаккумулятора

Остальные критерии выбора емкости не столь важны и в основном касаются разных опций. Одна из них – встроенный змеевик, нагревающий воду для хозяйственных нужд. Может оказаться полезной, если нет других средств подогрева, но для больших расходов в сети ГВС этот способ точно не подойдет. Кроме того, теплообменник отнимет часть «заряда» теплоаккумулятора, уменьшив время автономной работы отопления.

Полезная опция – встроенный в верхнюю часть бака ТЭН, способный поддерживать температуру теплоносителя на определенном уровне. Благодаря электрическому подогреву система не разморозится в случае аварии и даже сможет обогревать дом какое-то время после того, как аккумулятор «разрядился», а котел еще не запущен.

Второй змеевик для подключения гелиосистемы полезен лишь в южных регионах, где солнечная активность позволит загрузить теплоаккумулятор

А вот на что стоит обратить внимание при подборе, так это рабочее давление резервуара. Надо учитывать, что большинство твердотопливных котлов рассчитано на давление в рубашке до 3 Бар, значит, и буферная емкость должна спокойно выдерживать столько же

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Этот конденсат — вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Закрытый тип с естественной циркуляцией Также довольно простая схема обвязки с малым числом теплопотребителей.

Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

В системе отопления с использованием теплового аккумулятора выделяются следующие преимущества: защита котла от перегрева; работа с максимальной экономией энергоресурсов и увеличение КПД всей системы отопления; простота и удобство в пользовании котлом, возможность загружать его в любое время; обеспечение стабильной температуры на всей площади помещения; возможность обеспечивать дома горячим водоснабжением, не используя дополнительные водогрейные устройства. Эта жидкость передается напрямую через трубную магистраль к теплоизлучателям. Однако, случаются ситуации, когда к некоторым вычислениям приходится прибегать и самостоятельно. Подключение буферной ёмкости в контур передачи тепловой энергии повышает экономичность работы самого твердотопливного котла за счёт сбора и накопления тепла.

Топливом для них выступают уголь, дрова, пеллеты. При тщательном подборе рекомендуется максимально учитывать такие рекомендации: Чем значительнее показатель пикового теплопотребления отличается от установленного среднечасового, а также чем дольше оно длиться, тем и больше необходим объем бака для накопления в нем нужного тепла.

Первая стадия работы — котел загружен и запущен. Подсоединение пойдет на смесительный узел. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы. Если изолировать насосы со стороны котла, то можно слишком сильно их утеплить, а это недопустимо. Далее обеспечиваем слив и наполнение системы.

К недостаткам можно отнести и весьма высокую цену таких приборов, которая порой даже превосходит стоимость котла. Для теплоаккумуляторов, рассчитанных на высокие показатели давления, обычно применяются емкости с тороидальными верхней и нижней крышками. Как подключить твердотопливный котел Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. По такой схеме допустимо подвести горячую воду без дополнительных вставок напрямую в санузлы.

Третьим, но не менее важным достоинством можно считать безопасность ТТ котлоагрегата которую обеспечивает теплоаккумулятор. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы: Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. Рассмотрите тот факт, что стоимость работ напрямую зависит от основного принципа построения системы постоянной циркуляции топлива в котле. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале. Если планируется монтаж многовалентной системы отопления, следует использовать гидрострелку.
Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации