Теплоаккумулятор. Куда и как установить?

Часто теплоаккумулятор для отопления называют теплонакопителем и устройством буферным. Разработаны они, чтобы накапливать избыточное тепло от разных источников (топок каминных, коллекторов солнечных, различных котлов, насосов тепловых и пр.), а также служить гидравлической развязкой больших тепловых потоков, используемых для отопления.

Комментарии.

Разумовский Владимир 29 Оччень полезная и полная информация. Самоделкиных(«учёных») у нас хватает, а грамотно всё смастерить не каждый может,даже если он и сварщик и печник и сантехник.. Спасибо автору 1000 лайков и благодарность в придачу.
Николай 190 Неправда ваша. ЕЦ между котлом и ТА будет и на второй картинке, при условии что центр нагрева (приблизительно там где теплообменник котла или повыше) будет ниже центра охлаждения (грубо -середина ТА по высоте). ЕЦ по батареям- тоже имеет свои нюансы, не все так однозначно как у вас написано.
Егор 191 По второй картинке. Циркуляция возможна, но очень слабая ввиду малого или даже отсутствующего гравитационного давления. Последнее полностью зависит от расположения этих составляющих относительно друг друга. Тот же самый механизм действует и в контуре ТА и радиаторов.

Теплоаккумулятор для твердотопливных котлов: значение и задачи

Теплоаккумулятор – это буферная емкость, которая предназначена для хранения избыточного тепла, производимого от твердотопливного котла. В теплоаккумуляторе находится жидкость (вода), которая нагревается в котле и сохраняет в себе это тепло еще очень долго.

Такие агрегаты впитывают избыток тепла, дабы он не пропадал впустую, и используют его в дальнейшем. Внутри большая емкость для воды, в комплекте к теплоаккумулятору идет водяной насос, который гоняет воду с нижней части бака в котел, после нагревания вода попадает в верхнюю часть емкости. Таким образом, бак полностью наполняется теплой водой, которая в дальнейшем может циркулировать по системе отопления.

КПД твердотопливного котла с теплоаккумулятором очень повышается. После перегорания топлива в системе остается очень много тепла, которого хватит для отопления жилища не на 2-3 часа, а на 1-2 дня!

Топливо приходится намного реже вкидывать в котел с установленным теплоаккумулятором. Даже в самые холодные дни года необходимо будет подкидывать дрова, уголь, пеллеты один раз в день максимум. Этого будет достаточно для поддержания тепла и уюта в доме.

Как рассчитать необходимый объем теплоаккумулятора в системе отопления?

Все достаточно просто, так как есть специальная формула подсчета:1 кВт – 30-50 л

Допустим стоит твердотопливный котел мощностью 30 кВт, на него необходимо теплоаккумулятор объемом минимум 900 л. Специалисты рекомендуют брать немного больше для лучшей работы, поэтому 1 тонны хватит. По такой простой формуле Вы легко сможете подсчитать объем, так как индустрия сегодня заполнена широким ассортиментом теплоаккумуляторов 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 5000 литров, и выбрать сложно.

Плюсы теплоаккумуляторов для систем отопления

  • Помогает повысить КПД системы отопления, твердотопливного котла;
  • Уменьшает необходимость подкидывать топливо в котел;
  • Увеличивается ресурс всей системы отопления;
  • Нет излишеств тепла, полностью вся энергия задействуется;
  • Огромная экономия топлива (до 40-50%).

Минусы теплоаккумулятора для твердотопливных котлов:

  • Сравнительно высокая стоимость;
  • Занимает достаточно много места;
  • Требует подключения систем безопасности и дополнительной автоматики.

Буферные емкости дают намного больше плюсов, и они очень влияют на весь процесс отопления. Сегодня многие владельцы котлов (не только твердотопливных) с уже существующей системой отопления желают дополнить ее таким агрегатом. Раз уж технологии позволяют нам так экономить, то почему не вложить средства в свое же будущее.

Нестабильность в стране заставляет задумываться практически каждого над тем, как стать независимым, как начать экономить, как быть уверенным, что в холода дома будет тепло и уютно. Улучшение системы отопления с помощью подключения теплоаккумулятора – это то, что доступно каждому и поможет сэкономить до 50% на отоплении дома.

Читайте также:  Камин из картона своими руками: поэтапный процесс

Типы буферных емкостей

  • Функционалом. Данное устройство может выполнять только аккумулирующую функцию или одновременно с этим, играть роль бойлера косвенного нагрева для создания ГВС в доме.
  • Количеством патрубков, наличие которых зависит от сложности конфигурации СО.
  • Наличием ТЭНов, которые делают возможным использование буферной емкости, как полноценного электрокотла.
  • Наличием дополнительного теплообменника, предназначенного для нагрева теплоносителя от альтернативных источников тепла (солнечных коллекторов).

Теплоакумулятор для твердотопливных котлов может давать возможность разделения внутреннего объема бака горизонтальными перегородками для контроля за температурой воды в каждом отдельном сегменте устройства.

Типы буферных емкостей

Важно!  Исходя из назначения, все вышеперечисленные конструкции данного устройства могут исполняться в различных вариациях. Выбор бака-аккумулятора зависит от количества потребителей, конфигурации СО, количества теплогенераторов или других источников тепла.

  • Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — отечественные производители
  • Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — зарубежные производители

Где применяется устройство

Как было указано ранее, тепловой аккумулятор в системе отопления существенно увеличивает инерцию системы: хоть носитель тепла будет нагреваться дольше, он будет копить более тепла и дольше его отдавать и уменьшать скачки температуры. И если ваш дом присоединен к центральному отоплению или система как теплогенерирующее оборудование применяет котел на жидком или газовом топливе, который работает автоматически, то в данном случае теплоаккумулятор для отопления своими руками будет лишь лишними расходами на материалы.

Рекомендуем к прочтению:Расширительный бак для отопления

Но теплоаккумулятор будет целесообразен в нескольких случаях:

  • Когда в отопительной системе используются котлы на твердом топливе, и нет возможности постоянно их обслуживать. Так, теплоаккумулятор может обеспечить постоянную температуру в помещении и сгладить скачки.
  • Когда используется электрическое водяное отопление и дифференцированная оплата за электроэнергию. Самодельный теплоаккумулятор отопления сможет накопить тепло в те часы, когда тариф минимальный, а далее нагревать при самой маленькой мощности.
  • Когда отопительная система имеет периоды пикового разбора теплоэнергии, а установка дополнительного котла нецелесообразны. Система отопления с тепловым аккумулятором обеспечит отдачу тепла в эти промежутки времени.

Расчет

Мощность ,накапливаемая теплоаккумулятором (ТА), рассчитывается исходя из объема емкости, точнее массы жидкости в ней, удельной теплоемкости жидкости, используемой для его наполнения, и разницы температур, максимальной, до которой может нагреваться жидкость, и минимальной целевой, при которой еще может осуществляться забор тепла от теплоаккумулятора к контуру отопления.

  • Q = m*С*(T2-T1);
  • m – масса, кг;
  • С – удельная теплоемкость Вт/кг*К;
  • (Т2-Т1) – дельта температур, конечной и начальной.

Если вода в котле и соответственно в ТА нагревается до 90ºС, а нижний порог берется равным 50ºС, то дельта равняется 40ºС. Если брать в качестве наполнения ТА воду, то одна тонна воды при остывании на 40ºС выделяет примерно 46 кВт*часов тепла.

Объем 0,5 1 1,5 2 3 5
Аккумулируемое тепло при ΔT = 40ºC, кВт/ч 23 46 69 92 138 230

Запасаемой энергии должно хватать для целевого использования теплоаккумулятора.

Для выбора требуемого объема теплоаккумулятора необходимо определить:

  • Время, в течение которого должно хватать накопленной энергии в ТА для покрытия теплопотерь дома;
  • Время, за которое должен нагреваться теплоноситель в ТА;
  • Мощность основного источника тепла.

Для периодической работы котла в течение суток

Если он нужен для перевода работы котла только на ночной или дневной режим, когда тепло поступает в течение ограниченного времени, то мощности ТА должно хватать для перекрытия теплопотерь дома за оставшееся время. В то же время мощности котла должно хватать для нагрева ТА в установленный срок и опять-таки для обогрева дома.

Допустим, что используется твердотопливный котел с закладкой дров только днем в течение 10 часов, расчетные теплопотери дома для самого холодного периода года составляют 5 кВт. В сутки требуется 120 кВт*часов для полного отопления.

Аккумулятор при этом используется в течение 14 часов, это означает, что в нем необходимо аккумулировать 5кВт*14часов =70 кВт*часов тепла. Если брать в качестве теплоносителя воду, то потребуется 1,75 тонны или же объем ТА 1,75 м3. Важно, что и котел при этом должен выдать в течение всего 10 часов всю необходимое тепло, то есть его мощность должна составлять более 120/10 = 12кВт.

Читайте также:  Двухколпаковая печь И.С. Подгородникова (ИП-1, ИП-2)

Если теплоаккумулятор используется в качестве запасного варианта на случай выхода из строя котла, то запасенной энергии должно хватить хотя бы на сутки или двое для покрытия всех теплопотерь в доме. Если в качестве примера взять все тот же дом на 100 м2, то для его обогрева потребуется 240 кВт*часов за двое суток, а теплоаккумулятор, наполненный водой, должен иметь объем не менее 5,3 м3.

Зато в этом случае не обязательно ТА должен нагреваться в короткий промежуток времени. Достаточно полуторного запаса по мощности котла, чтобы накопить нужный объем тепла за неделю или две.

Расчет приблизительный, без учета снижения тепловой мощности радиаторов в зависимости от температуры теплоносителя и воздуха в помещении.

Теплоаккумулятор, его устройство и принцип работы

Оглавление статьи

Доброго всем дня! Если вы зашли на эту страницу моего блога, то значит вас интересует как минимум 2 вопроса:

  • Что такое теплоаккумулятор?
  • Как устроен теплоаккумулятор?

Начну отвечать на эти вопросы по порядку.

Что такое теплоаккумулятор?

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.

Зачем нужен теплоаккумулятор?

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?

Как уже было сказано выше, ТА — емкость, в которой накапливается горячая вода (или другой теплоноситель). Чтобы все было наглядно, посмотрите на следующий рисунок:

Емкость имеет несколько патрубков для подключения различного оборудования:

  • Генератора тепловой энергии — котла, солнечного коллектора, теплового насоса.
  •  Пластинчатого теплообменника для нагрева горячей воды.
  • Различного котельного оборудования — группа безопасности, расширительный бак и так далее.

Материалы водосодержащей емкости.

Водосодержащая емкость может быть изготовлена изготовлена из различных материалов:

  • Углеродистая сталь различных марок с нанесением (или без него) защитной эмали или лака на внутреннюю поверхность — наиболее дешевый и поэтому распространенный материал.
  • Нержавеющая сталь — самый долговечный материал, который не подвержен коррозии. Его главным недостатком является высокая цена.
  • Стекловолокно — из этого «экзотического» материала изготавливают разборные теплоаккумуляторы, которые собирает непосредственно на месте. Такой метод позволяет пронести ТА по самой узкой лестнице и собрать его точно в нужном месте. Если интересно, посмотрите а видео как это выглядит

Схема подключения теплоаккумулятора.

Теперь давайте рассмотрим как аккумулятор включается в систему отопления:

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:

  • Подключение к ТА пластинчатого теплообменника, в котором будет нагреваться санитарная вода — применяется на самых простых моделях ТА.
  • Покупка теплоаккумулятора со встроенной системой ГВС — она может быть реализована при либо помощи отдельного теплообменника (змеевика), либо по схеме «бак в баке».

Можно, конечно, еще отдельно приобрести бойлер косвенного нагрева, но я считаю, что это можно сделать только при наличии необходимого места у вас в котельной.

Читайте также:  Дымовая труба для котельной как сделать расчет размеров

Резюме.

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.

Какой теплоаккумулятор лучше

Буферная емкость должна занимать мало места, полностью соответствовать по своим техническим характеристикам параметрам котла. Оборудование не должно иметь сложную систему подключения. Теплоизоляция лучшего оборудования полностью соответствует требованиям пожарной безопасности и позитивно действует на КПД системы обогрева, не позволяет обжечь руку при случайном касании. Такая накопительная емкость поможет снизить ежегодные расходы на топливо на 30-50%.

Наши эксперты проанализировали предложения лучших мировых производителей и, в зависимости от особенностей эксплуатации, рекомендуют следующие модели термоаккумуляторов:

  • Hajdu AQ PT6 500 – компактная модель для небольшого загородного дома;
  • S-Tank Hfwt Duo -1000 – практичная емкость для системы отопления особняка;
  • Electricboiler Heat Tank – накопитель для небольшого производственного предприятия4
  • Oso Accu АS – компактный теплоаккумулятор для дачного домика.

Какой должна быть буферная емкость, способный ежедневно поддерживать тепло и комфорт в доме, оберегать котел от перегрева на протяжении долгой зимы? Только лучшие накопители с хорошей термоизоляцией могут справиться с поставленной задачей.

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.

Подбор теплоаккумулятора

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.

Для чего он нужен

Установка, чаще всего, применяется для нужд водоснабжения.

Но не менее актуальным, считается использование гидроаккумулятора для отопительных систем (как выгнать воздушную пробку).

Этот механизм служит для того, чтобы принимать на себя лишний объем жидкой субстанции и, тем самым, снижать избыточное давление в магистрали, а при необходимости, возвращать воду назад, в систему, для поддержания оптимального напора рабочей среды.

На самом деле, цели три, и все они между собой взаимосвязаны:

  • Возможность накапливать необходимый для нормальной работы отопительной системы объем жидкости.
  • Аккумулируя воду, реквизировать лишнее давление.
  • Подавление гидроударов в системе отопления (как стравить воздух через кран Маевского написано здесь). Именно по этой причине даже у самых незначительных по объему приспособлений довольно большая резьба.

Благодаря конструктивным возможностям гидроаккумулятора (расширительного бачка), можно, в автоматическом режиме, нормализовать величины давления теплоносителя, в случае изменения температурных показателей.

А что вам известно про гидрозатвор для канализации? В полезной статье описаны виды сухих и водяных устройств для предотвращения проникновения неприятных запахов в помещения, где расположено сантехоборудование.

Какие нужно купить электроды для сварки алюминия инвертором прочитайте на этой странице.

Функции электрического котла

Но выгодно ли применение теплового аккумулятора в электрическом оборудовании. Если данные приборы плавно переключают и регулируют мощность.

Применение теплового аккумулятора обосновано ночным тарифом. Ведь затраты электричества днем и ночью совершенно разные. Изменяя тарифы, энергетики распределяют потребляемую энергию равномерно. Поэтому ночью котел будет работать по таймеру и нагревать аккумулятор до максимального температурного режима. А днем накопленное тепло будет обогревать помещение. Дозироваться расход тепла для отопительной системы будет путем регулирования работы циркуляционного насоса.