04.03.2021

Буферная емкость для отопления – как выбрать, устройство и принцип работы, расчет объема и схемы подключения, лучшие модели теплоаккумуляторов, их характеристики и цены, где купить

Содержание

Как выбрать и подключить теплоаккумулятор для котла

Котельные установки на твердом топливе не могут работать долгое время без вмешательства человека, который должен периодически загружать в топку дрова. Если этого не сделать, система начнет остывать, температура в доме будет понижаться. В случае отключения электроэнергии при полностью разгоревшейся топке появляется опасность вскипания теплоносителя в рубашке агрегата и последующее ее разрушение. Все эти проблемы можно решить, установив теплоаккумулятор для котлов отопления. Он также сможет выполнять функцию защиты чугунных установок от растрескивания при резком перепаде температур сетевой воды.

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Расчет буферной емкости для котла

Роль аккумулятора тепла в общей схеме отопления следующая: в процессе работы котла в штатном режиме накапливать тепловую энергию, а после затухания топки отдавать ее радиаторам в течение определенного промежутка времени. Конструктивно теплоаккумулятор для твердотопливного котла представляет собой утепленную емкость для воды расчетной вместительности. Она может устанавливаться как в помещении топочной, так и в отдельной комнате дома. Ставить такой бак на улице не имеет смысла, так как вода в нем будет остывать гораздо быстрее, чем внутри здания.

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Учитывая наличие свободного места в доме, расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла на практике производится так: вместительность бака принимается из соотношения 25—50 л воды на 1 кВт мощности, необходимой для обогрева дома. Для более точного расчета буферной емкости для котла предполагается, что вода в баке нагреется во время работы котельной установки до 90 ⁰С, а после отключения последней отдаст тепло и остынет до 50 ⁰С. Для разницы температур в 40 ⁰С значения отдаваемого тепла при различных объемах бака представлены в таблице.

Таблица значений отдаваемого тепла при различных объемах бака

Объем тепловогоаккумулятора, м3 0.35 0.5 0.8 1 1.5 2 3 3.5
Величина отдаваемого теплапри разности температур в 40 ⁰С, кВт/ч 20 30 45 58 85 115 170 210

Даже если в здании есть место для установки большой емкости, это не всегда имеет смысл. Следует помнить, что большое количество воды потребуется нагреть, тогда мощность самого котла должна быть изначально в 2 раза больше, чем нужно для обогрева жилища. Слишком маленький бак не будет выполнять своих функций, так как не сможет накопить достаточное количество тепла.

Рекомендации по выбору

На подбор теплоаккумулятора для твердотопливного котла влияет наличие свободного пространства в помещении. При покупке большой аккумулирующей емкости нужно будет предусмотреть устройство фундамента, поскольку на обычные полы оборудование со значительной массой ставить нельзя. Если по расчету требуется бак объемом 1 м

3, а пространства для его установки недостаточно, то можно приобрести 2 изделия по 0.5 м3, расположив их в разных местах.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Еще один момент – наличие в доме системы ГВС. В том случае, когда котел не имеет собственного контура подогрева воды, есть возможность приобрести тепловой аккумулятор с таким контуром. Немаловажное значение имеет и величина рабочего давления в системе отопления, которая в жилых домах традиционно не должна превышать 3 Бар. В отдельных случаях давление достигает 4 Бар, если в качестве источника тепла используется мощный самодельный агрегат. Тогда теплоаккумулятор для системы отопления придется выбирать специального исполнения, — с торосферической крышкой.

Некоторые заводские аккумуляторы горячей воды укомплектованы электрическим ТЭНом, устанавливаемым в верхней части бака. Такое техническое решение не позволит теплоносителю окончательно остыть после остановки котла, верхняя зона емкости будет подогреваться. Будет действовать подача ГВС на хозяйственные нужды.

Простая схема включения с подмешиванием

Аккумулирующее устройство может включаться в систему по разным схемам. Простейшая обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором пригодна для работы с гравитационными системами подачи теплоносителя и будет действовать при отключении электричества. Для этого бак надо установить выше радиаторов отопления. Схема включает в себя циркуляционный насос, термостатический трехходовой клапан и обратный клапан. В начале цикла разогрева вода, побуждаемая насосом, проходит по подающему трубопроводу от источника тепла через трехходовой клапан на отопительные приборы. Это продолжается до тех пор, пока температура подачи не достигнет определенного значения, например, 60 ⁰С.

Теплоаккумулятор для котлов отопления

При этой температуре клапан начинает подмешивать в систему холодную воду из нижнего патрубка бака, соблюдая на выходе установленную температуру 60 ⁰С. Через верхний патрубок, напрямую соединенный с котлом, в бак начнет поступать нагретая вода, аккумулятор начнет заряжаться. При полном сгорании дров в топке температура в подающей трубе начнет понижаться. Когда она станет меньше 60 ⁰С, термостат будет постепенно перекрывать подачу от источника тепла и открывать поток воды из бака. Тот, в свою очередь, будет постепенно наполняться холодной водой из котла и в конце цикла трехходовой клапан вернется в первоначальное положение.

Обратный клапан, включенный параллельно трехходовому термостату, включается в работу при остановке циркуляционного насоса. Тогда котел с теплоаккумулятором станут работать напрямую, теплоноситель пойдет к приборам отопления напрямую из емкости, которая будет пополняться водой от источника тепла. Термостат в этом случае не принимает участия в работе схемы.

Схема с гидравлическим разделением

Другая, более сложная схема подключения, подразумевает бесперебойную подачу электроэнергии. Если это обеспечить невозможно, то надо предусмотреть присоединение к сети через бесперебойный источник питания. Другой вариант – использование дизельных или бензиновых электростанций. В предыдущем случае подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу было независимым, то есть, система могла работать отдельно от бака. В данной схеме аккумулятор выполняет роль буферной емкости (гидравлического разделителя). В первичный контур, по которому циркулирует вода при розжиге котла, встроен специальный блок подмешивания (LADDOMAT).

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Элементы блока:

  • циркуляционный насос;
  • трехходовой термостатический клапан;
  • обратный клапан;
  • грязевик;
  • шаровые краны;
  • приборы контроля температуры.

Отличия от предыдущей схемы – все устройства собраны в один блок, и теплоноситель идет в бак, а не в систему отопления. Принцип работы помешивающего узла остается неизменным. Такая обвязка котла твердотопливного с теплоаккумулятором позволяет подключить на выходе из емкости сколько угодно ветвей отопления. Например, для питания радиаторов и напольной или воздушной системы отопления. При этом каждая ветвь имеет собственный циркуляционный насос. Все контуры разделены гидравлически, излишнее тепло от источника аккумулируется в баке и используется при необходимости.

Преимущества и недостатки

Система отопления с теплоаккумулятором, в которой источником тепла служит твердотопливная установка, имеет массу достоинств:

  • Повышение комфортных условий в доме, поскольку после сгорания топлива система отопления продолжает обогревать дом горячей водой из бака. Не нужно вставать среди ночи и загружать порцию дров в топку.
  • Наличие емкости защищает от закипания и разрушения водяную рубашку котла. Если внезапно отключили электричество или термостатические головки, установленные на радиаторах, перекрыли теплоноситель по причине достижения нужной температуры, то источник тепла будет нагревать воду в баке. За это время может возобновиться подача электричества или будет запущен дизель-генератор.
  • Исключена подача холодной воды из обратного трубопровода в раскаленный чугунный теплообменник после внезапного включения циркуляционного насоса.
  • Теплоаккумуляторы могут использоваться как гидравлические разделители в системе отопления (гидрострелки). Это делает работу всех ветвей схемы независимыми, что дает дополнительную экономию тепловой энергии.

Более высокая стоимость монтажа всей системы и требования к размещению оборудования – это единственные недостатки применения аккумулирующих емкостей. Однако за этими вложениями и неудобствами последуют минимальные эксплуатационные затраты в долгосрочной перспективе.

Нужна ли буферная емкость для твердотопливного котла

С каждым днем все больше людей переходит на автономную систему отопления. Ее установка связана с большими затратами и силами, однако результат не заставит себя ждать и окупится за несколько лет. Наибольшим спросом пользуются твердотопливные котлы. Они экономичны, более эффективны и не требуют разрешения на установку. Однако сам процесс монтажа связан с множеством дополнительных нюансов, одним из которых является необходимость установки буферной емкости. Многие пользователи задаются вопросом – нужна она или нет, и какая функция возложена на теплоаккумулирующий бак?

Что такое буферная емкость

Буферная емкость – это тот же теплобак или теплоаккумулятор. Зачем данный прибор нужен в системе отопления, и какое место занимает в работе твердотопливного котла? Перед тем купить и установить буферную емкость, ознакомьтесь с ее назначением.

Назначение

Теплоаккумулирующей емкостью называют бак большого размера, который выполняет ряд важных функций в отопительной системе. Главная его цель – это накапливать избыток перерабатываемой энергии котлом и использовать при необходимости, например, когда снизится температура или твердотопливный котел и вовсе приостановит свою работу. Роль теплоаккумулятора намного шире энергосберегающей функции. Поэтому ознакомьтесь со всеми его возможностями:

  • Буферная емкость позволяет использовать несколько источников тепла и подключать их к единой системе.
  • Используя энергозапасы котла, вы сможете экономить на топливе до 50%.
  • Теплоаккумулятор выступает стабилизатором температурного режима и помогает избежать перегрева системы.
  • Благодаря контролю температуры с помощью теплобака можно избежать остывания помещения и наладить автоматизированный процесс обогрева.
  • Наличие буферной емкости позволяет правильно наладить работу отопительной системы и продлить срок службы котла.
  • Вам не нужно постоянно подкидывать дрова или уголь в котел, с помощью теплоаккумулятора вы сможете освободить себя от подобной задачи на более длительное время.
  • Эксплуатация котла станет удобной и безопасной.

Это далеко не все преимущества, которые вы получите, если подключите к котлу буферный бак. Так как при работе с тепловым стабилизатором топливо будет сгорать в котле до конца, то в нем будет меньше грязи, а значит, его придется намного реже чистить. То же самое касается и отложения сажи в дымоходе. Правильное использование отопительной системы является залогом ее безопасности и долговечности, не говоря уже о существенной экономии.

Использование твердотопливного котла

теплоаккумулятор для твердотопливного котлаТвердотопливные котлы – это агрегаты, направленные на выработку энергии при использовании твердого топлива. Зачастую используется древесина любой породы или уголь. Такой вид котлов работает с высокой инерционностью. Они очень экономичны и позволяют длительное время сохранять тепловую энергию. Однако чтобы постоянно поддерживать нужную температуру в помещении, требуется регулярно подкидывать в топку твердое топливо. Вот здесь как раз-таки и имеет смысл установка буферной емкости. Например, в процессе сгорания топлива температура достигает критически высоких значений, которые слишком велики для отопления частного дома или помещения, теплоаккумулятор забирает на себя разницу и сохраняет ее, чтобы использовать в подходящий момент, соответственно вся вырабатываемая энергия не будет просто сгорать или тратиться впустую.

Накопленная энергия за счет теплоаккумулятора будет тратиться в моменты, когда температура отопления будет падать, например, когда вы забудете подкинуть очередную порцию топлива или в то время, когда котел работает с меньшей эффективностью. То есть буферный бак не только забирает на себя часть тепловой энергии и позволяет сжигать топливо в котле до конца, но и сохраняет нужный уровень температуры в помещении при снижении интенсивности. Обычно это происходит в ночное время, когда топливо никто не подкидывает в топку. За счет вышеописанного функционала теплоаккумулятора исключается риск перегрева котла, что может привести к взрыву, а также есть возможность поддерживать нужный режим отопления даже в момент нехватки топлива в котле.

Работа в комплексе твердотопливного котла с аккумулирующей емкостью – это правильное решение, которое позволит бесперебойно отапливать помещение с надежным уровнем безопасности.

Плюсы и минусы

В целом предназначение буферной емкости понятно, однако стоит отдельно рассмотреть все преимущества и недостатки, чтобы оценить целесообразность данной установки. Итак, какие плюсы добавит теплоаккумулятор в системе отопления?

  • Твердотопливный котел будет работать в более экономичном режиме, а загрузка топлива сократится до 50%
  • Уменьшает регулярность загрузки топлива.
  • Теплоаккумулятор можно использовать с другими видами источников и совмещать.
  • Позволяет летом применять буферную емкость для системы ГВС.
  • Добавляет удобство и обеспечивает безопасность системе отопления.
  • Сохраняет и продлевает срок службы котла.
  • Не требует специального обслуживания.
  • Технически можно установить котел высокой мощности для небольших помещений.
  • Может работать в статичном режиме, позволяя полностью автоматизировать процесс отопления.

Но, помимо всех приведенных преимуществ, главная цель теплосберегающей емкости – это обезопасить котел от перегрева. Твердотопливные котлы постоянно нуждаются в контроле, так как вырабатываемый высокий уровень энергии может стать причиной сильного перегрева. Из наименьших последствий – просто выход из строя котла, а из серьезных – это взрыв. Теплоаккумулятор забирает на себя избыток вырабатываемой энергии и исключает подобные последствия.

Ну а что касается недостатков, то они тоже присутствуют. Они не настолько существенны, как достоинства буферной емкости, однако их также необходимо рассмотреть перед покупкой агрегата.

  • Нельзя не сказать о дороговизне теплоаккумулятора, который добавит существенных финансовых вложений при монтаже отопительной системы.
  • Установка отопительной системы, в том числе и с емкостью для сбережения тепловой энергии, требует большой площади в части нежилого помещения.
  • При полном остывании котла и длительном неиспользовании системы отопления, чтобы запустить ее в работу и прогреть дом, потребуется до 4 часов, что не совсем комфортно.

По сравнению с огромным количеством преимуществ, недостатки кажутся не такими явными, да и для некоторых пунктов имеется альтернативные пути решения. Например, если вы хотите, чтобы в момент остывания ваш дом быстрее прогрелся, то можно установить в систему дополнительный электрический ТЭН, на который возложена функция быстрого, однако кратковременного подогрева. А что самое важное, при помощи твердотопливного котла и теплоаккумулятора вы сможете сделать пребывание в помещении комфортным и при этом безопасным, а вложенные средства в отопительную систему быстро себя оправдывают.

Как рассчитать нужный объем

Перед покупкой сберегающей емкости сначала необходимо определить ее объем в зависимости от площади помещения и потребляемого тепла. Расчет производится по стандартному алгоритму на основе нижеприведенной формулы.

Q = c × m × (T1-T2), где
Q — общее количество затратной энергии;

c — удельная теплоемкость жидкости;

m — масса теплоносителя;

T1-T2 — разница температур, в градусах.

На рынке представлено огромное многообразие теплоаккумуляторов. Вы сможете выбрать для себя нужный объем – от 20 до 3000 литров. Также они отличается формой и высотой.

Рассчитанное значение в конце должно быть скорректировано с учетом дополнительных факторов, которые влияют на систему отопления, а именно: наличие других источников тепла, степень утепления, климатический пояс и прочее. Если обратиться к практике, то опыты показали, что оптимальным значением при выборе объема теплоаккумулятора стало соотношение: для площади в 200 кв. метров емкость 1 тонна. Исходя из подобного соотношения и площади помещения вы сможете правильно подобрать объем емкости. В случае возникновения трудностей лучше обратиться к специалисту.

Способы подключения

Если вы рассчитали необходимый объем емкости и приобрели подходящий теплоаккумулятор, тогда остается только его установить. Лучше всего доверить это дело профессионалам, так как любая неточность может привести к неправильной работе системы отопления, не говоря уже о повреждении отдельных агрегатов или перегреве котла. Но на предварительном этапе вы можете ознакомиться с несколькими способами подключения твердотопливного котла к аккумулирующей емкости, а также дополнительными элементами, которые также будут обязательными в отопительной системе и в сохранении ее безопасности.

Итак, начнем с самой простой схемы. Она больше подходит для небольших помещений или домов с маленькой площадью, где не требуется установка мощного котла. Данный способ является не только самым простым, но и самым дешевым. Итак, система состоит из следующих элементов:

  • Твердотопливный котел
  • Буферная емкость
  • Трубопровод
  • Циркуляционные насосы (для перемещения тепла от источника к потребителю).

При этом подобный вариант является уместным, если давление по всей системе одинаковое, иначе могут происходить сбои в работе. Если вы хотите более надежную отопительную систему и при этом быть уверенным, что необходимого количества тепла хватит даже в самое холодное время или при расширении площади, тогда лучше изначально прибегнуть к более сложной схеме подключения. Она включает в себя такой набор элементов:

  • Твердотопливный котел.
  • Буферная емкость среднего или большого объема.
  • Теплообменник из металлических нержавеющих трубочек.
  • Манометр – для стабилизации давления.
  • Термометр – датчик температуры воды.
  • Магниевый анод – для предотвращения накипи в теплобаке.

нужен ли теплоаккумулятор для котла

В последней схеме к теплоаккумулятору котел будет подключаться через верхнюю точку – для подачи тепла, а через нижнюю – для входа холодной воды. Для более корректного использования накопленной тепловой энергии в вышеприведенную схему добавляется смесительный блок, он позволит контролировать уровень температуры и сохранить на долгое время тепло, выработанное твердотопливным котлом. Смесительный блок подключается к возвратному и подающему трубопроводу. А если у вас стоит цель автоматизировать отопление в жилом доме, тогда здесь используются более сложные конструкции и подключением занимаются только ответственные службы.

Буферная емкость для системы отопления

В системах отопления разного предназначения и на разных источниках тепла иногда используются буферные емкости. Этот элемент в сети теплоснабжения представляет собой бак в котором аккумулируется горячая вода или другой теплоноситель. Буферная емкость – это, фактически, аккумулятор тепла, который позволяет сгладить неравномерность потребности энергии в разное время суток и сохранять его на некоторое время.

Для всех ли систем возможно применение этого элемента? Какие особенности выбора емкости заводского изготовления, и можно ли ее сделать самостоятельно? Эти и другие вопросы, в том числе и принципы расчета, рассмотрим подробнее.

Применение буферной емкости в системе отопления

Как уже говорилось, буферная емкость для отопления применяется в первую очередь для аккумулирования вырабатываемого тепла и распределения его равномерно по потребностям и теплопотерям весь период эксплуатации. Применение такой емкости позволяет создать систему с некоторыми преимуществами перед аналогичными сетями без нее. Например:

  • Обеспечение постоянного объемного расхода в отопительном контуре. При этом вторичный контур на отопительных приборах может регулироваться автоматикой и объемный расход в нем изменяться с течением времени. Это позволяет уменьшить инерционность системы и убрать необходимость резкого изменения тепловой производительности котла или другого оборудования. Это важно в системах, в которых трудно моментально изменить мощность отопительного агрегата. Например, при применении твердотопливного котла, когда при срабатывании терморегулирующих вентилей на вторичном контуре резко уменьшается проток воды через них, но остановить котел или резко уменьшить его производительность, согласно требуемой мощности, затруднительно. Весь избыток тепла от сгорания топлива аккумулируется в буферной емкости.
  • Буферная емкость для системы отопления позволяет сгладить перерывы в подаче тепла при отсутствии электроэнергии или ее ограничении. Например, при использовании электрических котлов или тепловых насосов, возможна их работа с многотарифными счетчиками. В таком случае ночью электричество дешевле и целесообразно включать систему для аккумуляции тепла в ночной период, а днем использовать нагретую в буферной емкости воду.
  • Аналогично емкость работает и при остановке отопительного прибора по другим причинам. Например, позволяет сохранить тепло после сгорания всего топлива.

Каждая сфера применения требует грамотного расчета необходимого объема. Объем зависит и от типа теплогенератора, и от назначения емкости.

Схемы сетей с буферной емкостью

Существуют разные типы буферных накопителей. Это и простые баки с входными и выходными патрубками, по которым циркулирует вода по одному контуру и перемешивается. Их чаще всего применяют для твердотопливных котлов или для контура горячего водоснабжения. Например, схема подключения буферной емкости к твердотопливному котлу выглядит так:

  1. Теплогенератор, который является или твердотопливным котлом, или любым другим отопительным агрегатом. Нагретая вода от него напрямую попадает в буферную емкость.
  2. Буферный накопитель в таком случае представляет собой обычную пустотелую утепленную емкость, горячая вода из которой дальше циркулирует во вторичном контуре отопления или подается на горячее водоснабжение.
  3. Расширительный бак, который позволяет поддерживать давление в системе.
  4. Запорная и регулирующая арматура.
  5. Циркуляционные насосы в отопительном и вторичном контуре.
  6. Потребители тепла – радиаторы, теплый пол, другие приборы.

Такая схема проста и не требует особого расчета. Необходимо лишь правильно подобрать емкость бака.

Существуют и накопительные емкости, в которых встраиваются теплообменники. В таком случае вода от теплогенератора напрямую попадает в бак и нагревает уже содержащуюся в нем воду. Теплогенератором может быть как котел, так и солнечный коллектор, тепловой насос или другое оборудование. В баке может быть не один, а несколько теплообменников для горячего водоснабжения и разных контуров отопления.

В такой системе может быть не одна, а несколько буферных емкостей, которые дублируют и заменяют друг друга. Также возможно применение нескольких разных отопительных теплогенераторов, от разных источников энергии. Это позволяет уменьшить зависимость от энергоресурсов. Например, в одной системе возможно использование твердотопливного котла, солнечного коллектора, теплового насоса.

С помощью системы трубопроводов энергия из этих источников нагревает воду в буферной емкости, которая потом через систему теплообменников передается дальше на теплый пол, отопительные приборы или греет проходящую воду горячего водоснабжения.

Такие сложные системы требуют применения качественных и надежных устройств регуляции и автоматики. Необходимо большое количество датчиков, циркуляционных насосов и других приборов, которые будут отслеживать температуру, давление и другие параметры сети.

Важно понимать, что необходимо использовать только качественные емкости, на которых исправно работают защитные элементы, которые не позволяют температуре воды и давлению подниматься выше опасного предела.

Большинство буферных емкостей производятся промышленным способом из стальных баков с антикоррозийным покрытием, теплоизоляции и защитных элементов. Можно ли изготовить буферную емкость своими руками для твердотопливного котла, как чаще всего используемого агрегата? Рассмотрим этот вопрос.

Буферный накопитель своими руками

Как уже выяснили, буферная емкость, по сути, представляет собой бочку или бак, в котором могут быть устроены различное количество теплообменников, термодатчиков и спускной клапан для сброса излишнего давления. Заводские изделия снабжаются всем необходимым инструментарием и изготовляются из стали с различным покрытием и утеплителем.

Стоимость теплоаккумуляторов может достигать довольно внушительных сумм и зависит от емкости и количества теплообменников. Но можно ли изготовить буферную емкость для твердотопливного котла своими руками без потери функциональности, сэкономив при этом финансы? Вопрос непростой. В первую очередь возможность зависит от доступности инструментов, материалов и опыта работы мастера. Для самостоятельного изготовления необходимо:

  • Подобрать уже готовый бак из подходящего материала, который будет соответствовать заданной емкости, или рассчитать количество материалов для изготовления емкости самостоятельно из листовой стали. Сложность в том, что желательно использовать материал, который не подвергается коррозии. Например, нержавеющую сталь, но она довольно дорогая. Теплоаккумулятор из обычной черной стали будет дешевле, но для него необходимо использовать теплообменники, чтобы вода из него не попадала в систему отопления. Так как там будет происходить коррозия.
  • Качественно сварить емкость без допущения утечек. При использовании нержавеющей стали необходимо применять аргоновую сварку. Черная сталь в основном применяется толщиной от 4 мм, что также накладывает отпечаток на сложность работы и возникает необходимость привлечения высококлассного сварщика.
  • Найти медную или нержавеющую гофрированную трубу подходящего диаметра для изготовления теплообменников. Из трубы сворачивается спираль, которая погружается в бак. По ней будет циркулировать вода от котла и по контуру отопления. Медь также довольно дорогой материал.
  • Качественно устроить врезки и патрубки для подключения подводящих и отводящих трубопроводов.
  • Грамотно утеплить емкость по всей поверхности.
  • Установить спускной клапан и температурные датчики в верхней и нижней зонах.

Все эти процессы довольно трудоемкие и требуют знаний и опыта. А при любой ошибке возникает опасность выхода из строя всей системы. Если вы не уверены в своих силах, лучше приобрести емкость заводского изготовления. Тем более что в большинстве случаев разница в цене будет не так уж высока.

Как же подобрать объем бака для разных систем? Правильный выбор изделия необходим как для покупки заводского, так и для его изготовления самостоятельно.

Расчет теплоаккумулятора

Расчет емкости буферного накопителя требует тщательности. В первую очередь необходимо определить для каких целей будет применяться емкость. Если для уменьшения инерционности при работе твердотопливного котла, применяются одни формулы, для работы при отсутствии электроэнергии в тепловых насосах – другие. В первую очередь рассмотрим систему с твердотопливным котлом.

Как вариант, можно применить простейшую формулу, которая позволяет приблизительно подобрать емкость бака в зависимости от мощности котла. Например, рекомендуется подбирать объем теплоаккумулятора в пределах 40–80 л на 1 кВт мощности котла. Этот метод прост, но не надежен.

Существуют также метод, который позволяет определить объем емкости в зависимости от количества топлива, одноразово загружаемого в котел.  Формула выглядит таким образом: V=13,5*Q*t, где

  • V – емкость,
  • Q – мощность котла,
  • t – время выгорания топлива.

При расчете и устройстве бака по этому методу емкость получается такого объема, что должна забрать все тепло сгоревшего топлива при максимальной загрузке.

Так как во время отопительного сезона требуется лишь небольшая часть от общей потребности в тепле, то при использовании с учетом средней температура наружного воздуха за отопительный период можно подобрать оптимальный режим системы. Для этого необходимо рассчитать емкость по какой формуле: V=2246*((2,5-Qn/Q))/(73-0,4*T)*Qn (Qn – расчетная отопительная нагрузка для объекта, T – расчетная температура «обратки»).

Тепловой насос требует немного других принципов выбора буферной емкости. Теплоаккумуляторы для таких систем подбирается исходя из разных принципов. Например, для оптимизации работы системы по времени можно использовать отношения 20–25 л полезного объема теплоаккумулятора на каждый кВт мощности теплового насоса.

Грамотно подобранная и изготовленная буферная емкость позволит устроить комфортную систему отопления без лишних затрат электроэнергии, топлива и денежных средств.

Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками

Правильная система отопления с твердотопливным котлом  должна включать в себя буферную емкость, которая позволяет использовать созданное тепло очень эффективно. 

Польза буферной емкости

Твердотопливный котел весьма сложен в управлении мощностью. Если он выдает 25 кВт/ч, то заставить его работать так, чтобы создавались 5 кВт/ч, невозможно. Обычно его мощность можно снизить на 4-5 кВт/час.

В обвязку постоянно подается вода с температурой, не меньшей определенной отметки, например, 90 °С. Далее эта жидкость поступает в радиаторы отопления, которые передают тепло в помещение. Количество этого тепла всегда одинаково, и поэтому помещения дома прогреваются одинаково.

Потери тепла дома в течение года различны. В некоторые месяцы они почти равны количеству тепла, которое приходит с отопительной системы. Тогда внутри комнат формируется наиболее благоприятная температура.Когда эти потери очень маленькие (весной или осенью), в доме накапливается слишком много тепла, и температура воздуха с привычных +20…+22 °С поднимается на 3-8 °С. То есть становится слишком жарко. Открываются форточки, и избыточное тепло выходит наружу.

Буферная ёмкость для твердотопливного котла

Предотвратить такую ситуацию можно с помощью буферной емкости, которая накапливает лишнее тепло. После того, как сгорают дрова в котле,  накопленное тепло поступает в радиаторы отопления.Котел может простаивать некоторое время. Продолжительность простоя зависит от накопленных в емкости кВт и потерь тепла.

Расчет буферной емкости

Он напрямую зависит от мощности котла отопления. Если он должен иметь мощность 35 кВт/ч, то объем буферной емкости должен превышать эту цифру в 25-50 раз. При этом учитываются нюансы:

  1. Мощность агрегата взята для погоды, при которой дом теряет максимальное количество тепла. Например, когда температура опускается до -30 °С. Если при таком климате потери тепла составляют 33 кВт/час, то мощность котла должна быть такой же. Учитывают некоторый запас. Для прогрева схемы отопления должно создаваться 35 кВт/час.
  2. Никаких надбавок к мощности устройства в расчете на то, что тепловой аккумулятор будет впитывать тепло, и система будет работать плохо, делать не стоит. Когда будет -30 °С, котел может работать в обход буферной емкости. Когда температура поднимется, тогда состоится подключение буфера к рабочей обвязке, и лишнее тепло будет накапливаться в нем.
  3. Объем помещения, в котором должен быть агрегат вместе с буфером и другими частями схемы. Может возникнуть ситуация, когда очень большой теплоаккумулятор поставить не удастся. Например, для котла с мощностью 35 кВт/ч наиболее допустимым является аккумулятор с емкостью 35*50 = 1 750 л (это равно 1,75 м³), и поместить такой агрегат внутри помещения не получается. Тогда приходится рассчитывать его минимальный объем (35*25 = 875 л) и смотреть, хватает ли помещения. Если нет, то искать более подходящее.

Самодельная буферная емкость для устройства с мощностью 35 кВт/ч должна иметь объем 875-1750 л. Если планируется изготовление цилиндрической емкости (такой вариант является лучшим), то размеры могут быть такими:

  1. Высота – 2 м.
  2. Диаметр – 1 м (теплоаккумулятор с объемом, равным 1 750 л, должен иметь диаметр 1,06 м).

Если нужно изготовить основной цилиндр из одного листа металла, то его длина и ширина должны составлять 3,14 и 2 м соответственно. Если планируется сделать буферную емкость в виде параллелепипеда, то ее размеры – 1х1х1,75 м (ШхГхВ).

Материалы

Для изготовления этого элемента обвязки нужно подготовить:

  1. Металлический лист толщиной, большей 2 мм. Альтернативой могут послужить 2 бочки с диаметром 1 м. Толщина стенок не должна быть меньше вышеуказанной цифры.
  2. Медную или стальную трубку. Первый металл является лучшим, поскольку имеет большую теплопроводность. Диаметр трубы должен составлять 20 мм.
  3. Патрубки с резьбой. Диаметр 7 из них должен составлять 20 мм. Еще нужны 4 патрубка диаметром 10 мм.
  4. Минеральную или базальтовую вату.
  5. Оцинкованный лист.
  6. Термостойкую грунтовку.
  7. Термостойкую краску.
  8. Профильную трубу с размерами 4х4 или 5х5 см.
  9. Уголок 3х3 см.
  10. Резиновую прокладку толщиной 5-10 мм.

Схематичный рисунок подключения

Изготовление цилиндрической емкости

Когда есть две бочки, нужно:

  1. Срезать верх одной бочки.
  2. Срезать дно другой. Если они вместе образуют емкость высотой 1,75 м, то можно приступать к срезанию верха второй бочки и сварке емкостей. Если же высота обеих слишком высокая, нужно одну из них надрезать.
  3. Срезать верх второй бочки. Должен остаться только цилиндр.
  4. Поставить бочку на бочку и сварить две емкости.
  5. Приварить к внешней стороне верха цилиндра уголок. Его придется выгнуть так, чтобы он плотно прижался к бочке.
  6. Вырезать из листового металла круг диаметром 1,07 см. Нужно, чтобы его край совпал с краем уголка.
  7. В уголке и этом круге просверлить дырки. Это позволит закрепить верх буферной емкости на болты, что позже облегчит установку теплообменника и даст возможность проводить внутренний ремонт. Для герметизации на стык придется ставить резиновую прокладку.
  8. Наварить на дно и верх ребра жесткости. Ими могут послужить уголки.
  9. Разрезать профильную трубу на 4 отрезка  длиной 10-15 см. Они будут ножками емкости.
  10. Приварить ножки к будущему теплоаккумулятору.

Что касается изготовления цилиндрической емкости из листа металла с толщиной, большей 2 мм, то выгнуть материал без прокатного станка почти невозможно. Поэтому ее изготовление лучше доверить специализированным компаниям.

Изготовление прямоугольной емкости

Буферную емкость для твердотопливного котла отопления изготовляют так:

  1. Рисуют схему конструкции и определяют размеры каждой стенки. Нужно учитывать толщину сварочных швов. Она может составлять 1-3 мм (зависит от выбранных электродов и сварочного аппарата).
  2. Разрезают листовой металл на куски.
  3. Берут своими руками две стороны и прикладывают друг к другу так, чтобы они образовали прямой угол. Фиксируют предметами, которые имеют большой вес.
  4. Выполняют в нескольких местах точечную сварку и проверяют правильность размещения металлических листов.
  5. Делают внешний и внутренний сварочный шов.
  6. По такой схеме приваривают все стенки и дно.
  7. Вверху приваривают уголок, делают верх и сверлят дырки. Работают по такой же схеме, которая осуществляясь в случае с цилиндрической емкостью.
  8. К каждой стороне приваривают по несколько ребер жесткости.
  9. Изготавливают ножки и приваривают их.

Схема применения теплоаккумулятора для отопительной системы

Монтаж патрубков

Для их монтажа нужно просверлить отверстия. Схема размещения отверстий:

  1. Два отверстия для одного теплообменника должны находиться возле дна. Их размещают на одной вертикальной линии. В этот теплообменник будет поступать вода от твердотопливного котла отопления.
  2. Аналогичные два отверстия должны быть на другом конце.
  3. Отверстие для подачижидкости в аккумулятор может находиться на высоте 30-40 см от дна. Отверстие для отвода воды лучше делать в дне.
  4. Три отверстия для термометров должны быть рассредоточенными по высоте емкости. Их устанавливают на одной вертикальной линии.
  5. Отверстие для клапана спуска воздуха должно находиться на верхней стороне.

Все патрубки, кроме тех, к которым будет осуществляться подключение теплообменника, можно приваривать только с внешней стороны. Остальные приваривают так, чтобы они выступали с обеих сторон стенок емкости.

Теплообменник и конечные действия

Теплообменник можно сделать своими руками в виде буквы «П» или в виде спирали. Пригодятся два таких теплообменника. Один будет занимать нижнюю половину емкости, другой – верхнюю.

Внутреннее строение буферной ёмкости

Более эффективным является теплообменник в виде спирали потому, что получается максимальная площадь контакта трубки с водой в буферной емкости. П-образный теплообменник представляет собой две вертикальные трубки с приваренными к нему горизонтальными П-образными трубами.

Завершают изготовление буферной емкости так:

  1. Изготавливают  теплообменник (сваривают П-образную конструкцию или скручивают трубку в виде спирали).
  2. Очищают внутреннюю поверхность аккумулятора от ржавчины и любой грязи. Для этого используют тряпки и наждачную бумагу.
  3. 5-6 раз грунтуют поверхность и столько же раз красят.
  4. После высыхания краски проводят подключение теплообменников.
  5. Заглушают большинство патрубков и проверяют емкость, а также медные трубчатые спирали на герметичность. Для этого выполняют подключение к водопроводу и после закачивают воду под давлением.
  6. Очищают, грунтуют и красят внешнюю поверхность.
  7. Приклеивают теплоизоляцию.
  8. Обшивают конструкцию оцинкованным листом стали.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *