Для чего используют теплоаккумуляторы
Обзор теплоаккумуляторов для отопительных котлов: виды, достоинства, цена
Постоянно увеличивающиеся тарифы на отопление и отсутствие возможности использования дешевого природного газа, заставляют владельцев частных домов вести поиски источников энергии альтернативных, среди которых эффективностью отличается теплоаккумулятор.
Описание
Там, где есть возможность заготовить в достаточном количестве дрова, распространение получают котлы твердотопливные.
Их проблема связана с чередованием пиков вырабатываемого тепла и «провалами». Но, во время максимальной поставки тепла, может оказаться, что его слишком много и потребить полностью невозможно или не нужно.
Когда же топливо в котле догорает, либо последний не работает, тепловой энергии может не хватать. Получается, что топливный потенциал то расходуется впустую, то его недостает. Частично решить вопрос позволяют котлы длительного горения, но ее полностью не решают и они.
Главным отрицательным моментов электрических котлов является значительная стоимость предлагаемой энергии, которая заставляет прибегать к максимальной загрузке оборудования ночью (в льготное время) и к минимальному их использованию в дневное.
Конечно, двухтарифные электросчетчики приносят свои плоды, позволяя экономить средства, но вносит в жизнь человека дискомфорт.
Все активнее внедряются сегодня инновационные технологии, позволяющие, например, направить на службу человеку энергию солнца.
И вновь проблема — периодичность: работать эффективно они могут в солнечную погоду и дневное время, значительно сокращая поставку тепловой энергии при большой облачности и т.д. Пики нагрева при помощи солнечных коллекторов в пасмурную и солнечную погоду сравнивать не приходится. Естественно, такая зависимость нагрева от «капризной» природы не позволяет использовать данные устройства в качестве основных систем отопления.
Каждый подход отличается преимуществами, но имеет и свои, порой существенные, недостатки, главным из которых считают то, что выработка тепловой энергии идет периодически.
Поднять на значительную величину экономичность отопительной системы, сделать ее более эффективной, упростить операции, связанные с эксплуатацией, заставить работать более равномерно смогли бы специальные устройства, подключаемые к общей схеме. Они могли бы аккумулировать тепло, не востребованное по любой причине, чтобы отдавать его затем при надобности.
«Буферное» устройство смогло бы регулировать потребление тепла. И оно есть. Называется оно «теплоаккумулятор для котлов отопления».
Как это работает?
Функционирование теплоаккумулятора для отопления построено на использовании теплоемкости воды. Большой объем ее разогревается в часы пикового поступления тепла до нужного значения, затем, скопившийся энергопотенциал, идет на отопительные нужды.
Пример
Сравнив теплофизические данные, получается, что литр нагретой воды, остывая на один градус, подогревает куб воздуха на 4 градуса.
Как устроен?
Это большого объема резервуар, имеющий эффективную термоизоляцию, подключаемый между контурами источника (или нескольких) тепла и системой отопительной.
Наиболее простой теплоаккумулятор состоит из:
Загрузив топливо, контур разжигают, а насос циркуляционный (Nk) через теплообменник начинает перекачивать воду, выступающую в роли теплоносителя. Холодной она подается в нижнюю часть, а в верхнюю поступает уже подогретой до определенной температуры.
В баке не происходит ее перемешивания благодаря разным показателям плотности ее в горячем и уже остывшем состоянии. Во время, когда прогорает полностью закладка, теплоносителем заполняется ТА.
При точно сделанном расчете, после этого, подогретой водой заполнена оказывается вся емкость. Подогрев воды достигает расчетной температуры.
Вся топливная потенциальная энергия затем преобразуется в тепловую, скапливающуюся в ТА, за исключением потерь, предусмотренных для котла расчетным КПД.
Благодаря высококачественной изоляции в баке температура на одном уровне поддерживается достаточно долго – до несколько часов, а то и дней.
Отключение котла
При выключенном теплоаккумуляторе для котлов отопления, но продолжающему функционировать отоплении, насос прокачивает теплоноситель по трубам отопления, а также по радиаторам.
Забор проводится из верхней «горячей» области теплоаккумулятора. Самопроизвольного смешивания не произойдет по той же причине, что описана выше. Подогретая до требуемой температуры вода направляется в трубу, а снизу она пребывает в охлажденном состоянии. Снизу вверх бак теплоаккумулятора медленно отдает нагрев.
Из практики известно, что отбор теплоносителя не прекращается в системе отопительной пока не закончена топка. Отсюда следует, что теплоаккумулятор для котла способен получать лишь излишек энергии, невостребованный в данное время.
Если параметры емкости теплоаккумулятора рассчитаны грамотно, то не пропадет ни 1 киловатт тепловой энергии даром, а к окончанию «топки» теплоаккумулятор прибывает в состоянии «максимальной зарядки».
Но, подобно котлу, работающему на электричестве, в таких установках цикличность работы привязана к льготному тарифу. Бак оборудован таймером. Он в запрограммированное время запустит и отключит питание теплоаккумулятора (ночью и ранним утром). Весь день отопительные контуры (полностью или частично) питать будет теплоаккумулятор.
Особенности конструкции
Большой резервуар, имеющий форму цилиндра, и вертикальное исполнение, каким является теплоаккумулятор, снабжен эффективной изоляций и четырьмя патрубками, служащими для подключения к контурам обеспечения и потребления тепла. Это у всех теплоаккумуляторов одинаково всегда. Но, внутренняя конструкция их может иметь различия.
Разновидности моделей
Теплоаккумуляторы выпускаются:
Эти самые простые теплоаккумуляторы применяемые когда:
Последнее требование легко обойти для контуров с более низкой требуемой температурой, установив смесительные узлы и трехходовые краны.
Располагается в этом случае он в нижней части бака теплоаккумулятора. Обычно напоминает спираль, изготовленную из нержавейки гофрированной или обыкновенной.
Применяются они, когда:
Отличие теплоаккумулятора от первого типа в том, что в емкости теплоноситель достаточно активно перемешивается. Нагрев происходит внизу, а менее плотная подогревшаяся вода поднимается вверх.
Рекомендуем:
На представленной схеме присутствует магниевый насос, нужный, чтобы на стенках бака не образовывалась накипь. Решается это «оттягиванием» ионов тяжелых солей, что возможно благодаря низкому электрическому потенциалу. Его меняют периодически для большей эффективности.
Подача холодной воды проводится снизу. Ограничителем является место горячего водозабора. У конструкции вверху находится основная часть теплообменников.
Это оптимальная схема теплоаккумулятора, применимая, когда объем потребляемой горячей воды стабильный и равномерный, не имеющий явно выраженных пиков.
Металлические теплообменники теплоаккумулятора должны удовлетворять значениям, указанным в принятых нормах для пищевого водопотребления. Данная схема имеет много общего с первой.
Описанные конструкции можно совмещать – все зависит от того, насколько сложную создают систему, сколько источников тепла используют, их типа и источников, которыми тепло используется.
Большая часть описанных устройств снабжена разнесенными по высоте патрубками, необходимыми для соединения с контурами для наиболее оптимального использования температурного градиента.
В любом случае, внутри емкости возникает температурный градиент, т.е. температурная разница по высоте в напоре.
Схемы возможных подключений
Давление, режимы температур и требования к теплоносителям идентичны для котлов и контуров. Ограничителем для регулировки на приборах является только количество проходящего теплоносителя.
Практически повторяет схему, представленную выше. Разница лишь в том, что регулировка зависит от того, как меняется у теплоносителя температура. Поэтому схема включает трехходовые клапаны. Позволяет эта схема использовать максимально полно накопленный потенциал.
В данной схеме теплоноситель циркулирует по малому контуру. Эффективна там, где имеет место превышения давления в самой емкости либо в приборах, а также при применении не одинаковых теплоносителей в контурах и котле.
Используют для аналогичных со схемой №3 условий, но используется внешний теплообменник.
Предназначена для обеспечения проточной подогретой водой. Имеет встроенный теплообменник, отличающийся спиралевидной формой. Рассчитана равномерное, без пиковых нагрузок, потребление.
Применяется встроенный бак. Используется при пиковых нагрузках, т.е. неравномерном потреблении воды. Использовав накопленный запас горячей воды, для последующего нагрева, начинающегося после заполнения бака, необходимо много времени.
Бивалентное соединение с дополнительным источником тепла, выступает которым солнечный коллектор, несущий основную нагрузку. Включение котла производится по необходимости, если имеет место недостаток для подогрева основной энергии.
Мильтивалентная схема с тремя тепловыми источниками: котлом, играющим вспомогательную роль, коллектором солнечным и низкотемпературным источником, характеризующимся высокой стабильностью, независимостью сезона и времени суток — тепловым геотермальным насосом.
Схемы, понятно упрощенные.
В действительности они гораздо сложнее:
Ниже приведена примерная схема:
ТЭН теплоаккумулятора имеет собственную термостатическую систему:
Выбор теплоаккумулятора
Для этого учитывают:
Плюсы
Минусы
Стоимость
Предлагают теплоаккумулятор купить выгодно интернет-магазины:
Автор и редактор обзоров по гаджетам и новой техники. Ведет работы по написанию свежих рейтингов к публикациям, проверки достоверности и актуальности информации уже опубликованных статей. Отвечает на вопросы в комментариях, пишет на авто темы.
Теплоаккумулятор котла отопления: принцип работы и подключение своими руками
Доброго всем дня! Если вы зашли на эту страницу моего блога, то значит вас интересует как минимум 2 вопроса:
Начну отвечать на эти вопросы по порядку.
Теплоаккумулятор для отопления: что это такое?
Для ответа на этот вопрос нужно дать определение.
Звучит оно следующим образом, теплоаккумулятор — это емкость, в которой накапливается большой объем горячего теплоносителя.
Снаружи емкость покрывается теплоизоляцией из минеральной ваты или вспененного полиэтилена.
Теплоаккумулятор для отопления: принцип работы
Вы спросите: «А зачем нужен этот термос-переросток?» Тут все очень просто, он позволяет оптимальнее использовать тепло, отданное котлом.
В паре с теплоаккумулятором всегда работает мощный котел (чаще всего твердотопливный).
Котел быстро и без остановок отдает тепло от сжигаемого топлива в тепловой аккумулятор, а он в свою очередь медленно и в нужном режиме отдает это тепло в систему отопления. Объем системы гораздо меньше, чем объем емкости аккумулятора.
Это позволяет «растянуть» тепло от топлива по времени. Получается по сути котел длительного горения.
При нагреве емкости аккумулятора, котел постоянно работает на полную мощность, а это позволяет избежать появления смолистого конденсата в дымоходе и котле.
Как устроен теплоаккумулятор для отопления?
Как уже было сказано выше, ТА — емкость, в которой накапливается горячая вода (или другой теплоноситель).
Чтобы все было наглядно, посмотрите на следующий рисунок:
Устройство теплоаккумулятора для систем отопления
Емкость имеет несколько патрубков для подключения различного оборудования:
Материалы водосодержащей емкости
Водосодержащая емкость может быть изготовлена изготовлена из различных материалов:
Схема подключения теплоаккумулятора к котлу
Теперь давайте рассмотрим как аккумулятор включается в систему отопления:
Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу
Из этой схемы видно, что ТА включается в систему отопления как гидравлический разделитель (гидрострелка).
Рекомендую прочитать отдельную статью посвященную этому полезному девайсу.
Скажу вкратце, что такая схема включения исключает взаимное влияние разных циркуляционных насосов и позволяет обеспечить котел нужным объемом теплоносителя, что положительно сказывается сроке жизни теплообменника.
Теплоаккумулятор и горячее водоснабжение
Еще одним важным вопросом является устройство в доме горячего водоснабжения. Здесь ТА тоже может прийти на помощь.
Конечно, использовать воду непосредственно из системы отопления для санитарных нужд нельзя.
Но здесь есть как минимум два решения:
Можно, конечно, еще отдельно приобрести бойлер косвенного нагрева, но я считаю, что это можно сделать только при наличии необходимого места у вас в котельной.
Для чего нужен теплоаккумулятор для отопления?
Теплоаккумулятор — еще один способ увеличить время между закладками топлива в котел.
Кроме этого ТА может применяться в системах с солнечными коллекторами и тепловыми насосами.
Чаще всего ТА применяют как замену котлам длительного горения.
Альтернатива, безусловно, интересная и достойная вашего внимания.
На этом я завершаю свой рассказ. Жду ваших вопросов в комментариях.
Теплоаккумулятор для системы отопления — устройство и принцип работы
Внутреннее устройство и принцип работы теплоаккумулятора для котлов отопления спроектировано так, чтобы обеспечить поддержание необходимой температуры теплоносителя в течение 5-10 часов после отключения основного источника энергии. Накопительный бак ставится в обвязке с твердотопливными и электрическими котлами. Возможно подключение к тепловому насосу и солнечным коллекторам.
Что такое буферная емкость
Фактически, это бак с встроенным змеевиком ГВС и теплоизоляционным кожухом. Предназначение емкости аккумулировать излишки тепловой энергии. После отключения основного источника нагрева теплоносителя, бак на определенное время заменяет его.
Правильно используемый принцип работы буферного накопителя в системе отопления сокращает расходы на отопление и делает обогрев здания более комфортным. Чтобы убедиться в целесообразности подключения бака, необходимо рассмотреть его устройство и принцип работы, а также учесть существующие преимущества и недостатки.
Устройство и принцип работы
Теплоаккумулирующая ёмкость представляет собой обычную металлическую бочку, с наружной теплоизоляцией. Простое устройство теплоаккумулятора тем не менее отличается высокой эффективностью и незаменимо для систем отопления. Буферная емкость в разрезе состоит из нескольких узлов:
В корпусе присутствует ревизионное окно для обслуживания бака, устранения накипи и мусора, проведения ремонтных работ в случае необходимости.
Назначение теплоаккумуляторов
Основа работы буферной емкости связана с тем, что излишек тепловой энергии накапливается, после чего используется для обогрева здания и ГВС. Теплоаккумулятор в системе отопления нужен для поддержания комфортной температуры в жилом здании, после отключения основного источника тепловой энергии.
Цели установки накопителя разнятся в зависимости от типа теплогенератора:
Задачи и цели использования теплоаккумуляторов разные. В некоторых случаях, монтаж бака непременное условие эксплуатации, в других всего лишь желаемое требование, обеспечивающее комфортное и экономичное отопление здания.
Плюсы и минусы буферной ёмкости
Первый и очевидный недостаток: высокая стоимость бака. Качественная продукция, изготовленная в ЕС или в России, обойдется от 25000 до 300000 руб. Еще один минус: большие габариты изделия. Нередко приходится устанавливать баки на 1000 и более литров, занимающие много места.
Теперь о преимуществах подключения. Их несколько:
Установка буферной емкости требует первоначальных вложений, но позже окупается за счет снижения затрат на обогрев помещения и комфорта эксплуатации.
Какой теплоаккумулятор выбрать
Подбор накопительной емкости лучше доверить специалистам. Потребуется выбрать бак, оптимально подходящий для типа используемого отопительного оборудования. Подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла и теплового насоса может отличаться. Ведущие производители в инструкции по эксплуатации прямо указывают для какого типа отопительной системы предназначен тот или иной буферный бак.
При выборе обращают внимание на несколько технических характеристик:
Выбор теплоаккумуляторов начинают с расчета объема бака и определения технических характеристик. После подбора по параметрам, выбор осуществляют в согласии с маркой понравившегося производителя.
Как рассчитать буферную емкость
Чтобы подобрать необходимый объем теплоаккумулятора можно пойти тремя путями решения. Первый связан с использованием специальных онлайн калькуляторов. Потребуется ввести следующие параметры:
С помощью онлайн калькуляторов получится рассчитать приблизительный объем теплоаккумулятора для системы отопления. На выходе будет результат с погрешностью в 10-15%.
Чтобы получить точное значение используют второй метод, по формулам для расчета буферной емкости. Во время вычислений рассчитывают несколько значений:
Методика расчёта буферной ёмкости включает применение нескольких формул:
С помощью формулы выполняется расчет теплоаккумулятора для твердотопливного или электрического котла.
Площадь солнечных коллекторов (м²)
Существует третий способ вычислений, при котором расчет воды в баке аккумуляторе определяется в зависимости от объема воды в системе, точнее от скорости ее нагрева. Обычно потребитель знает сколько раз приходится топить котел дровами, чтобы поддерживать комфортную температуру. При расчетах объем теплоносителя умножается на предполагаемое время автономной работы между закладкой топлива.
И последнее, вместимость буферных емкостей выбирается так, чтобы на 1 кВт энергии котла приходилось 30-50 л теплоносителя.
Для удобства при расчетах можно воспользоваться следующей таблицей:
Определение минимального количества продуцируемого тепла в кВт выполняется с помощью таблиц, приложенных ниже.
Расчеты для электрокотлов, при условии использования ночного тарифа:
Площадь / время независимой работы
Минимально необходимая мощность для поддержания в работоспособном состоянии буферной емкости, подключенной к твердотопливному котлу:
Площадь / время независимой работы
Какой фирмы купить буферный накопитель
После выполнения расчетов и определения желаемых технических характеристик, можно переходить к выбору теплоаккумуляторов по производителю. На рынке представлена не только европейская продукция. Присутствуют теплоаккумуляторы для котлов отопления российского производства, по качеству не уступающие именитому зарубежному оборудованию.
Чтобы облегчить выбор буферной емкости, ниже приводится описание наиболее популярных у отечественного потребителя моделей:
На все баки S-Tank распространяется гарантия, длящаяся от 3-5 лет.
В линейке Hajdu представлены баки с вместительностью от 500 до 1000 л.
Из представленного списка теплоаккумуляторов можно подобрать оборудование, подходящее для жилья любой площади, отапливаемого электрическим или твердотопливным котлом, тепловым насосом, с возможностью подогрева ГВС и без него.
Сразу после подключения буферной емкости затраты на топливо уменьшатся на 15-30%. Что более важно, котел перестанет подвергаться гидравлическим ударам, а нагрев теплоносителя в системе отопления станет более равномерным. Аккумуляторный бак занимает неотъемлемое место в современных системах отопления.