Нужен ли теплоаккумулятор для газового котла

Обновлено: 05.07.2024

Теплоаккумулятор для котлов отопления

Владельцы загородных домов часто делают выбор в пользу твердотопливного котла для обогрева своего жилища. Для его эффективного использования необходимо заранее сделать большие запасы топлива, а также соблюдать режим его загрузки. Как показывает опыт, протапливать агрегат нужно не реже двух раз в день. Однако есть способ сохранить тепло в помещении намного дольше без постоянного контроля. Для этого требуется подсоединить к системе теплоаккумулятор для котлов отопления, или буферную емкость.

Что это такое

Теплоаккумулятор (ТА) представляет собой герметичный утепленный стальной бак. Его основная функция – накапливание избыточной тепловой энергии, поступающей из котла. Теплоносителем в данном случае выступает обычная проточная вода. После затухания котла собранное тепло поступает в радиаторы. Длительность обогрева зависит от объема буферной емкости. Часто новички путают теплоаккумуляторы с терморегуляторами котлов отопления. Последний предназначен для контроля расхода энергии на отопление и обеспечение безопасности эксплуатации котла. Подробнее вы узнаете в статье «Терморегулятор для котла отопления» .

В конструкции ТА могут использоваться дополнительные нагреватели – ТЭНы и змеевики. Эти элементы позволяют аккумулировать тепло не только от твердотопливного котла, но и из других источников: ветрогенераторов и солнечных коллекторов.

Схема ГВС с использованием теплоаккумулятора

Принцип работы

В современных ТА этот процесс регулируют специальные датчики, которые измеряют температуру воздуха. В зависимости от ее показателей они направляют воду из котла либо в буферную емкость, либо в радиаторы, что позволяет значительно сэкономить расход твердого топлива.

На эффективность работы теплового аккумулятора влияют такие факторы, как температура воздуха в доме, размеры емкости, площадь отапливаемого помещения и протяженность отопительной системы, мощность котла и уровень нагрева жидкости в нем.

Перед покупкой и установкой ТА произведите необходимые расчеты. Одной загрузки топлива должно хватить на нагрев жидкости в буферной емкости до 40°С. 1кВт мощности отопительного агрегата хватает на прогрев 50-60 л воды. Выбирая буферную емкость, учитывайте, что 1 л жидкости, остывая, повышает температуру кубометра воздуха на несколько градусов.

Обратите внимание, что установка ТА не требуется в таких случаях:

наличие в здании центрального отопления;
наличие в отопительной системе котла длительного горения;
если длительное остывание экономически необоснованно

В пользу установки ТА говорят такие факты:

Преимущества и недостатки

Чтобы избежать установки отдельного фундамента, рекомендуется приобрести два изделия, суммарный объем которых будет соответствовать произведенным заранее расчетам. Разместить емкости нужно на расстоянии друг от друга минимум 20-40 см.

высокая стоимость. Цена на изделия российских и зарубежных производителей может варьироваться в зависимости от литража и модели ТА. К примеру, модель BU 100-8 (100 л, производство Россия) стоит порядка 26 тысяч рублей. Если же рассматривать большие современные буферные емкости, такие как Sunsystem P 10000 (10000 л, производство Болгария), то при ее приобретении покупателю придется выложить более миллиона рублей.

Принцип работы ТА можно посмотреть на видео

Как сделать своими руками

Подготовьте необходимые детали:

лист стали или готовый бак объемом не менее 150 л;
нагревательный элемент;
датчик температуры;
клапаны;
краны;
муфты;
скотч;
минвата в качестве термоизолятора.

Сделайте герметичную металлическую бочку. Проверьте надежность швов: любая неточность может спровоцировать утечку воды из бака.
Если вы берете уже готовую емкость, перед началом работы ее нужно тщательным образом очистить. Нелишним будет нанести антикоррозионное покрытие на участки бака с признаками повреждений.
В верхней и нижней частях бака вырежьте по два патрубка с каждой стороны. В верхнюю трубу вварите кран для спуска воздуха.
Врежьте две муфты в верхнюю часть корпуса будущего теплоаккумулятора. В них вставляются термодатчик и взрывной клапан.
В нижней части корпуса или в исходящей нижней трубе располагается дренажный кран для слива жидкости.
Для организации проточного обеспечения горячей водой используйте змеевик, который можно сконструировать из медной трубы диаметром 2-3 см и длиной 10-15м. Спираль располагается в верхней части емкости, из которой будет выходить отводной патрубок.
Утеплите бак, обмотав его минеральной ватой, а затем обмотайте скотчем.

Схема подключения

Через весь бак транзитом проходит обратный трубопровод с выходами диаметром 1,5 дюйма.
Соедините обратную сторону котла с емкостью. Между ними должен находиться циркуляционный насос, под действием которого будет перегоняться вода.
Далее монтируется отсекающий кран.
Подающий трубопровод соединяется с баком точно так же, но в этом случае установка насосов не требуется.

На иллюстрации ниже показана типовая упрощенная схема подключения ТА к системе отопления

В таком варианте установки температурный режим и давление в котле и контурах отопления будет одинаковым, а приборы теплообмена могут регулировать только количество проходящей жидкости. Если же при подключении применить трехходовые клапаны, то регулировка теплообменных процессов будет осуществляться по качественному принципу и зависеть от температурного режима в системе.

Ниже показана схема обвязки твердотопливного котла с буферной емкостью, малым контуром циркуляции и двумя смесителями.

Между котлом и ТА может быть установлен внешний теплообменник. Причиной этого может стать недостаточная для поддержания нужной температуры площадь встроенной спирали или полное ее отсутствие.

Подключение теплоаккумулятора в сложную разветвленную отопительную систему, особенно, если энергия поступает из источников различной мощности и температуры – задача не из легких. Если вы неоднократно сталкивались с устройством систем отопления и имеете необходимые навыки профессионального проектирования, то проблем с установкой буферной емкости возникнуть не должно. Если же вы новичок в этом деле, то во избежание возможных ошибок вам лучше обратиться к специалистам.

Теплоаккумулятор для котлов отопления: устройство, виды, принципы подключения

Для отопления загородных объектов используют твердотопливные котлы, если иные виды топлива недоступны или неоправданно дороги. К каждому отопительному сезону владельцу коттеджа приходится заготавливать необходимый запас дров и угля, объем которого зависит от площади объекта и качества его теплоизоляции, а также суровости климатических условий в регионе проживания. Большинство моделей твердотопливных котлов могут обеспечивать комфортную температуру в доме, если их протапливать два раза в сутки в строго определенное время. Если сдвинуть время розжига топлива в камере сгорания агрегата, то в жилом помещении становится холодно. Исключением являются котлы длительного горения, которые могут поддерживать необходимую температуру в доме в течение нескольких суток. Добиться такого же результата можно и от обычного твердотопливного котла, если в систему отопления включить дополнительный узел, способный аккумулировать излишнее тепло, вырабатываемое агрегатом при сжигании порции топлива. К таким узлам относят буферные емкости или теплоаккумуляторы, которые еще иначе называют накопителями.

Установка теплоаккумулятора позволяет:

организовать обслуживание котла в удобное время суток;
увеличить время между очередными загрузками топлива без понижения комфорта проживания в доме;
оптимизировать расходы на содержание дома за счет уменьшения закупок твердого топлива.

Использование твердотопливных котлов совместно с буферными емкостями позволяет сократить расходы твердого топлива в разы, при этом обеспечить требуемый уровень комфорта в доме. Отдачу от установки бака-накопителя можно существенно увеличить, если применять в работе системы отопления интеллектуальные регуляторы и датчики. При достижении в помещениях дома установленных температурных значений, подача теплоносителя в отопительные приборы прекращается.

Тепло, выделяемое продолжающим работу котлом, аккумулируется в буферной емкости, а затем отдается остывшему теплоносителю, начинающему циркулировать по системе, минуя прогоревший котел. Чем больше объем буферной емкости, тем дольше будет обогреваться дом за счет тепловой энергии, накопленной в ней.

Преимущества использования термоаккумулирующей емкости в системе отопления загородного дома, подключенной к нескольким генераторам тепла

Как устроен теплоаккумулятор?

Буферная емкость, как правило, изготавливается в форме цилиндра из листовой стали (черной или нержавеющей). Объем теплоаккумулирующего бака может варьироваться от сотни до нескольких тысяч литров. Чем больше объем емкости, тем больше ее габариты. Из-за внушительных линейных размеров баков-накопителей возникают сложности с их размещением в помещении котельных. Производители готовых теплоаккумуляторов выпускают модели как с теплоизоляцией, поставляемой в отдельной упаковке, так и без нее. Толщина слоя утеплителя обычно составляет 10 см, которые необходимо учитывать при монтаже оборудования. На бак с утеплителем надевается кожух, сшитый из качественного заменителя кожи. Утеплитель замедляет остывание теплоносителя, находящегося в теплоаккумулирующей емкости.

В зависимости от конструкции буферные емкости бывают:

пустыми (без теплообменников);
с одним или двумя змеевиками (теплообменниками);
с встроенными баками-бойлерами меньшего диаметра, используемыми для обеспечения автономной работы системы горячего водоснабжения загородного объекта.

В стальном корпусе бака предусматривается несколько резьбовых отверстий, которые используются для подключения аккумулирующего устройства к котлу и трубной разводке системы отопления дома.

Внешний вид и внутреннее устройство термоаккумулятора (буферной емкости) с нижним теплообменником и слоем минераловатного утеплителя

Как быстро расходуются запасы энергии?

Однозначного ответа на данный вопрос дать невозможно. Длительность работы отопительной системы объекта за счет энергии, накопленной в буферной емкости, зависит:

от объема бака;
от объема теплопотерь в помещении;
от температуры наружного воздуха и времени года;
от выставленных значений термодатчиков.

Обогрев загородного дома при пассивном участии котельного оборудования может осуществляться от нескольких часов до нескольких суток. Пока работает теплоаккумулятор, котел «отдыхает», а значит, сохраняет свой ресурс, которого хватит на большее количество отопительных сезонов.

Как подобрать подходящую модель?

При выборе модели подходящей буферной емкости для обогрева загородного объекта исходят из мощности отопительного котла. Разработаны онлайн калькуляторы, позволяющие в интерактивном режиме определять объем накопительного бака в зависимости от мощности твердотопливного котла и времени, которое понадобится агрегату для нагрева теплоносителя в буферной емкости. Можно воспользоваться и готовыми таблицами, содержащими рекомендации по объемам баков-накопителей для конкретных моделей твердотопливных котлов.

Подбирая модель термоаккумулятора, важно учитывать и его габариты. Специалисты рекомендуют устанавливать буферные емкости в непосредственной близости от котла отопления. При использовании в системе отопления циркуляционных насосов баки-накопители могут размещаться в доме, гараже, подсобных помещениях.

Как работает теплоаккумулятор будучи в системе?

Циркуляционный насос, врезанный на участке трубопровода, соединяющего котел отопления с буферной емкостью, обеспечивает подачу нагретой воды в верхнюю часть теплоаккумулятора. При этом из нижней части происходит выталкивание холодного теплоносителя по обратке в котел отопления.

Второй циркуляционный насос, установленный между буферной емкостью и радиаторами, обеспечивает подачу горячего теплоносителя по трубной разводке до тех пор, пока термостат не отключит его из-за достижения в помещении заданной температуры воздуха.

При остывании нагревательных приборов в доме станет холоднее, датчики сработают, и насос опять начнет подавать нагретый теплоноситель в трубную разводку системы отопления. Аккумуляция тепловой энергии будет осуществляться в периоды бездействия второго циркуляционного насоса.

Схема подключения термоаккумулятора к системе отопления загородного объекта, отапливаемого в автономном режиме с помощью твердотопливного котла

Если теплоаккумулятор не используется, то весь теплоноситель уходит в систему и дом перегревается. Лишнее тепло выводится из комнат через открытые форточки и окна. «Топить улицу», выбрасывая деньги на ветер, в настоящий момент является непозволительной роскошью и даже преступной расточительностью.

Что еще можно подключить, кроме котла?

Помимо котельного оборудования к теплоаккумулирующему баку могут быть подключены альтернативные источники тепла (солнечный коллектор. каминная топка и др.). Наличие таковых источников позволит в летнее время вообще не протапливать котел, так как отданной ими тепловой энергии будет хватать на подогрев горячей воды для системы ГВС.

К недостаткам использования готовых буферных емкостей можно отнести их высокую стоимость и большие размеры. Затраты окупаются в зависимости от объема теплоаккумулятора в течение нескольких лет. При желании накопительный бак можно сделать своими руками. В данном видеоролике показан пример выполнения подобного проекта.

Собираем теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

Однажды установив теплоаккумулятор в основное отопление загородного дома, будут достигнуты следующие цели:

протопка твердотопливного котла в удобное для домовладельца время;
увеличение временного промежутка между закладкой очередной порции топлива;
оптимизируется расход твёрдого топлива для обогрева помещения.

Совместив основное отопление с буферной аккумулирующей ёмкостью, появляется возможность в значительной степени снизить расходы энергоресурсов не в ущерб комфорту проживания жильцов. При этом экономия может быть значительно увеличена при установке дополнительных датчиков и терморегуляторов. Благодаря этому, когда температура в доме достигла заданных параметров, прекращается поступление теплоносителя в радиаторы.

Вырабатываемая тепловая энергия котлом, который продолжает работать, начинает накапливаться в теплоаккумуляторе. После того как теплоноситель остынет тепло из буферной ёмкости начинает передаваться обратно в отопительную систему мимо остывшего котла. При этом чем больше ёмкость теплоаккумулятора тем дольше отопление будет работать за счёт накопленного тепла.

Конструктивные особенности теплоаккумулятора

Конструкция буферной ёмкости изготавливается из листовой стали. напоминая собой форму цилиндра. При этом объём бака варьируется от сотни литров до нескольких десятков кубометров. Естественно, чем больше ёмкость, тем сложнее найти место для её размещения. Из-за внушительных габаритов накопительного бака возникают проблемы с его установкой в котельной или другом подсобном помещении.

Производителями выпускаются готовые теплоаккумуляторы, которые на прилавки магазинов поступают совместно с теплоизоляцией. По толщине качественный утеплитель должен быть не меньше 100 мм. Утеплённую ёмкость закрывают кожухом, сшитым из качественного коже заменителя. Благодаря качественной теплоизоляции теплоноситель в накопительном баке остывает намного медленней. По своей конструкции теплоаккумуляторы бывают следующих типов:

без вмонтированного теплообменника;
с несколькими или одним змеевиком;
с вмонтированными бойлерами, меньшими по диаметру основной ёмкости, которые используются для обеспечения горячего водоснабжения в доме в автономном режиме.

Стальной корпус бака обустроен несколькими резьбовыми патрубками, используемыми для подсоединения аккумулирующего устройства к котлу и основной разводке отопления по комнатам.

Как быстро расходуется тепловая энергия?

На сегодняшний день точных данных по расходу тепла в теплоаккумулирующем устройстве не существует. В первую очередь, это обусловлено тем, что энергия, накопленная в буферном баке, расходуется в зависимости от следующих факторов:

от размеров ёмкости;
от степени потерь тепла в доме;
от температурных показателей на улице;
от заданного режима нагрева помещения.

Отопление загородных домов в режиме пассивной работы твердотопливного котла может длиться от пары часов до нескольких дней. При работе теплоаккумулятора основной отопительный агрегат простаивает вхолостую, а, значит, экономится топливо.

Собираем тепловой аккумулятор своими руками

Чтобы все сборочные работы по изготовлению буферной ёмкости своими руками прошли удачно, нужно подготовить следующие вещи:

электрическая сварка;
набор ключей, в том числе и газовый;
паронитовые или силиконовые прокладки;
соединительные муфты;
листовой металл;
взрывные клапаны.

Для того чтобы собрать теплоаккумулятор своими руками нужно придерживаться определённого порядка действий .

С помощью электросварки изготавливается герметический бак.
Врезаются патрубки в количестве 4 штук. Пара для подачи и пара для возврата теплоносителя.
Патрубки должны размещаться на противоположных сторонах бака при этом подающие концы располагаются в верхней части, а трубы обратки внизу теплоаккумулятора.
В верхней части устройства ввариваются муфты, в которых вмонтированы термодатчики и защитный клапан.
На завершающем этапе сборки выполняется теплоизоляция.
Выполняется подключение подающих труб к верхним патрубкам, а обратного трубопровода к нижним аналогам.
Аккумулирующее устройство подсоединяется к котлу.

Важно все расчёты по параметрам мощности аккумулирующего устройства и толщины бака выполнить до этапа сборки.

Варианты подключения теплоаккумулятора

Схема подключения буферной ёмкости своими руками напрямую зависит от циркуляции теплоносителя в отоплении. При естественном движении воды оборудование монтируется в максимальной близости непосредственно возле твердотопливного котла. В ситуации, когда используется циркуляционный насос место размещения теплового аккумулятора большой роли не играет.

Аккумулирующий прибор должен размещаться в помещении с температурными показателями не ниже 10° С. Плюс ко всему необходимо обеспечить доступ к соединительным патрубкам в случае возникновения поломки или проведения профилактических работ. Буферная ёмкость размещается непосредственно в котельной на одном уровне с твердотопливным котлом, но ни в коем случае не выше.

Работа теплоаккумулятора в системе отопления

Благодаря циркуляционному насосу, который обычно устанавливают на участке, соединяющем котёл с тепловым аккумулятором, обеспечивается подача теплоносителя в верхнюю часть буферной ёмкости. При этом из нижних патрубков холодная вода возвращается обратно в центральное обогревательное устройство.

Установка второго циркуляционного насоса выполняется между теплоаккумулятором и батареями, что обеспечивает подачу горячей воды по разводке отопительной системы до момента достижения заданных температурных параметров в обогреваемом помещении.

При остывании теплоносителя ниже минимального параметра происходит срабатывание термодатчиков, и насосы возобновляют подачу горячей воды в отопительную систему. При этом тепловая энергия будет аккумулироваться, когда насос на выходе буферной ёмкости бездействует.

Если не использовать тепловой аккумулятор, то теплоноситель перегревает комнаты в доме и домовладельцу приходится открывать форточки для снижения температуры в помещении. Проще говоря, работа котла происходит для нагрева улицы, что в настоящее время считается преступным расточительством.

После того как закладка топлива в котле полностью прогорит оборудование переходит в режим ожидания, а обогрев дома происходит посредством теплоаккумулятора, который отдаёт аккумулированное тепло в систему отопления. Остывший теплоноситель снова возвращается в буферную ёмкость, постепенно снижая температуру теплоносителя, находящегося, в баке-термосе.

Практические рекомендации специалистов

Исходя из опыта специалистов, которые неоднократно изготавливали тепловой аккумулятор для котла своими руками, были выделены некоторые рекомендации. упрощающие и удешевляющие сборку оборудования:

Заводской змеевик можно заменить гофрированным шлангом из металла.
Чтобы избавиться от работ со сварочным агрегатом, можно использовать ёмкости из огнеупорного пластика. Чтобы пластмассовые баки не утратили свою форму, их помещают в решетчатый каркас.
Компактные теплоаккумулирующие устройства можно устанавливать в системе тёплых полов.
Для больших помещений лучше использовать заводские устройства расчёт мощности, которых производился опытными специалистами.

В процессе выбора готового теплового аккумулятора для любых типов котлов желательно обратить внимание на наличие нужного количества патрубков. От этого напрямую зависит возможность подключения устройства в систему горячего водоснабжения или тёплых полов, а также использование альтернативных нагревательных устройств, таких как солнечные коллекторы.

Собрать теплоаккумулятор самостоятельно сможет практически каждый. Для этого не нужно покупать дорогостоящие запчасти. Простейшая модель состоит из материалов, которые могут пылиться в гараже или на даче. Но если есть сомнения в собственных силах, то всегда можно приобрести готовое изделие, тем более что цена теплоаккумулятора доступна людям с любым бюджетом.

Зачем нужен теплоаккумулятор

Тепловой аккумулятор (буферный бак) - это стальная емкость, наполненная водой и расположенная рядом с котлом отопления. Теплоаккумулятор предназначен для накопления тепла от теплогенератора и его расхода по мере необходимости для отопления дома и нагрева горячей воды.

Тепловая энергия, вырабатываемая котлом отопления или другим теплогенератором, поступает в буферную емкость и нагревает находящийся в ней теплоноситель. После достижения заданного значения температуры теплоносителя тепловая энергия из теплоаккумулятора подается в систему отопления и горячего водоснабжения (ГВС).

К аккумулятору тепла можно подключить несколько потребителей тепловой энергии (ГВС, радиаторное отопление, теплый пол), а так же несколько теплогенераторов (газовый котел, твердотопливный котел, солнечный коллектор, тепловой насос).

Преимущества

Если для отопления дома используется твердотопливный котел, то теплоаккумулятор позволяет сгладить колебания температуры теплоносителя между топками и повысить эффективность работы котла. Правильно спроектированный накопительный бак продолжит обогревать дом еще 8 - 12 часов после сгорания топлива в котле.

Теплоаккумулятор позволяет запланировать накопление тепла в ночные часы в случае использования электрокотла и многотарифного счетчика электроэнергии.

При подключении к тепловому аккумулятору нескольких источников тепла можно максимально эффективно использовать энергию солнечных коллекторов или теплового насоса (они будут накапливать тепло днем при максимальной производительности). Газовый котел включится только при недостатке тепловой мощности.

Расчет

Буферный бак для твердотопливного котла подбирают исходя из его мощности. Одна загрузка топлива должна полностью нагреть весь объем теплоносителя в баке.

Для бытовых нужд точный расчет не требуется, обычно исходят из упрощенной формулы: на каждый 1 кВт мощности котла необходимо 25 - 30 литров емкости теплоаккумулятора.

С учетом запаса для дома площадью 100 - 150 кв.м , который отапливается котлом мощностью 20 кВт , необходим теплоаккумулятор емкостью 500 - 800 литров .

Монтаж

Перед установкой буферной емкости необходимо ознакомиться с прилагаемой инструкцией и убедиться, что основание для установки бака может выдержать дополнительную нагрузку в 500 - 1000 кг на площадь 0,5 - 1,5 кв.м .

Теплоаккумуляторный бак покрывают слоем утеплителя, но тем не менее, в помещении его установки должна быть всегда положительная температура.

Зачем нужен теплоаккумулятор?

Теплоаккумулятор - емкость для накопления тепловой энергии для системы отопления, имеет как плюсы, так и минусы. Рассматриваем это устройство с разных сторон.

Теплоаккумуляторы делятся на несколько типов - основных два: твердотельные и жидкостные. Твердотельные теплоаккумуляторы чаще всего представляют собой довольно крупный отопительный прибор, в котором есть блок керамических блоков, которые запасают тепловую энергию и мощного электрического нагревателя. Они позволяют экономить электроэнергию в случае, если есть большая разница между дневным и ночным тарифом (и при большой разнице - быстро окупаются), но требуют большую выделенную мощность.

Твердотельный теплоаккумулятор Stiebel Eltron ETS в интерьере Твердотельный теплоаккумулятор Stiebel Eltron ETS в интерьере

Второй тип - жидкостные теплоаккумуляторы . Они-то и представляют для нас сегодня основной интерес. Эти теплоаккумуляторы представляют собой хорошо изолированную емкость большого объема, в которой запасается теплоноситель системы отопления.

Устройство и внешний вид теплоаккумулятора Huch EnTEC PS ECO (объем от 300 до 1500 литров) Устройство и внешний вид теплоаккумулятора Huch EnTEC PS ECO (объем от 300 до 1500 литров)

Установка теплоаккумулятора важна не только с точки зрения накопления тепловой энергии - например, теплоаккумулятор желателен (почти - обязателен) при установке твердотопливного котла. Объясняется это вот так: в случае, когда котел "раскочегарен", а система отопления уже нагрета, котлу надо сбрасывать излишки тепла (так как у таких котлов процесс горения практически не регулируется) - в этом случае может спасти теплоаккумулятор.

Пример установки твердотопливного котла с теплоаккумулятором Пример установки твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Помимо защиты системы от перегрева (с дровяным котлом) и накоплением тепловой энергии, теплоаккумулятор может выполнять функцию гидравлической стрелки - разделять котловой циркуляционный насос от контуров системы отопления (упрощается подбор насосов и регулирования гидравлики всех контуров):

В этой схеме циркуляционные насосы котла и радиаторов живут независимой жизнью. Буферная емкость - второе название водяного теплоаккумулятора В этой схеме циркуляционные насосы котла и радиаторов живут независимой жизнью. Буферная емкость - второе название водяного теплоаккумулятора

Казалось бы, всем водяной теплоаккумулятор всем хорош, и можно подбирать его максимального возможного объема. Кстати,

1) чем больше объем теплоаккумулятора - тем больше тепла можно запасти

2) чем больше температура теплоносителя - тем больше тепла можно запасти

3) максимальная теплоемкость у воды - значит с ней тепла будет больше всего

При выборе водяного теплоаккумулятора не стоит выбирать емкость чрезмерного объема - ведь чем больше ее объем, тем дольше котел будет ее нагревать, а значит и сама система отопления не будет прогреваться до тех пор, пока теплоаккумулятор не станет теплым.

Пример установки твердотопливного котла, водяного теплоаккумулятора (буферного бака) и бойлера горячей воды (слева направо) Пример установки твердотопливного котла, водяного теплоаккумулятора (буферного бака) и бойлера горячей воды (слева направо)

Ставьте лайки, если материал понравился и подписывайтесь на канал - и скоро я расскажу:

Тепловой аккумулятор: преимущество использования в различных системах отопления, особенности расчета и обвязки

Буферная или емкость или теплоаккумулятор для отопления используется для накопления горячего теплоносителя с целью его более рационального использования. Однако, большинство систем отопления с газовыми, электрическими и дизельными котлами функционируют без аккумулирующего бака. Следует определить, в каких именно случаях использование теплоаккумулятора для котла отопления является наиболее эффективным, а когда не приносит заметного экономического или технического эффекта.

Преимущества использования теплоаккумулятора для котлов различного типа

Приобретая тепловой аккумулятор, пользователь ожидает значительного повышения КПД системы отопления. Однако, коэффициент увеличения отличается для котлов, использующих различные виды топлива.

Газовый котел

В газовых системах теплоаккумуляторы для отопления используются довольно редко. Причина состоит в высоком уровне автоматизации газового котла в сочетании с использованием встроенных циркуляционных насосов. Таким образом, буферная емкость будет только мешать принудительному перемещению теплоносителя по системе. Что касается экономии средств, то для газового топлива не существует особых тарифов. Следовательно, нет возможности в нагреве теплоносителя при низкой цене топлива.

Электрический котёл

Электрокотлы оборудованы эффективной системой контроля с высоким уровнем автоматизации. Однако они являются одними из самых дорогостоящих, с точки зрения цены на энергоресурсы. В сочетании с теплоаккумулятором для системы отопления затраты на электричество могут быть существенно снижены. Это происходит при условии использования двухтарифного счётчика. В ночное время при слабой загрузке энергосистемы электрический котел работает при более экономном тарифе, нагревая теплоноситель и заканчивая его в аккумулирующий бак. Утром по сигналу таймера или программатора котел отключается. В дневной период горячий теплоноситель при помощи циркуляционных насосов распределяется по системе отопления.

Твердотопливный котел

Существует несколько причин, по которым использование теплоаккумулятора для твердотопливного котла является наиболее эффективным. Прежде всего, это возможность управления системой отопления, которая делает нагрев дома более эффективным. Для газовых, электрических и даже жидкотопливных (дизельные, мазутные) котлов, существует возможность в любой момент уменьшить подачу топлива, понизив температуру теплоносителя. Твердотопливные котлы, независимо от типа: с одной топкой (классические), длительного горения или конденсационные, не могут без ущерба для конструкции одномоментно прекратить работу. Они имеют высокую степень тепловой инерции и практически не поддаются управлению. Единственный способ контроля процесса горения в топке, это регулятор тяги.

Зачастую в момент работы высвобождается избыточное количество тепла. При этом, установить терморегулятор на радиаторы отопления настоятельно не рекомендуется. Исключение нескольких контуров из общей системы теплообмена приведет к резкому росту температуры теплоносителя на обратке. Что может привести к повреждению теплообменника и топки. Комфортная температура в доме достигается путем проветривания помещений. Это является неэффективной тратой энергоресурсов. Таким образом, поддержка требуемого температурного режима твердотопливного котла выполняется исключительно вручную. Для этого необходимо систематически, через короткие промежутки времени, подавать в топку небольшое количество топлива. Что явно не облегчает обслуживание системы отопления.

Выполнив подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу, конечный пользователь получает сразу несколько преимуществ:

Значительное повышение КПД, в некоторых случаях до 75-85%, против обычных для твердотопливного котла 45-50%;
Возможность контролировать температуру в доме с разделением на отдельные зоны и установкой комфортных температурных параметров независимо в каждом помещении;
Увеличивается период между загрузками топлива, кроме того основное функционирование можно перенести на дневное время;
Уменьшается риск пиковых нагрузок при экстремальной эксплуатации, перегрева топки и теплообменника или образования конденсата, что положительно сказывается на продолжительности функционирования котла.

Основные технические характеристики теплоаккумулятора для частного дома

Бак теплоаккумулятора имеет цилиндрическое или квадратное сечение и объём от 200 до 30000 л. Материалы для изготовления служит нержавеющая сталь или металлические сплавы с антикоррозионным покрытием. Кроме того, наличие воды, занимающей весь внутренний объем замедляет интенсивность коррозии. Буферные емкости небольшого объема покрывают изнутри эмалью. Некоторые производители предлагают емкости, изготовленные из термостойких полимерных материалов с дополнительными ребрами жесткости для укрепления конструкции. Такие изделия не боятся коррозии, однако имеют существенные ограничения по размерам в связи с низкой прочностью материала.

Некоторые баки имеют горизонтальные перегородки, разделяющие внутреннее пространство на отдельные секции. Это способствует более выраженному температурному расслоению воды. Как следствие, повышается эффективность управления тепловыми потоками.

Количество пар патрубков подачи и обратки зависит от системы отопления. Большинство моделей имеют от 2 до 10 пар. При этом на каждую пару рекомендует устанавливать отдельный циркуляционный насос. В конечном счете, более целесообразно при обвязке котла с теплоаккумулятором дополнительно использовать тепловой коллектор (гребенку) для распределения теплоносителя по контурам.

Некоторые модели предоставляют возможность установки дополнительных нагревательных элементов. Теплоаккумулятор с тэном, в зависимости от его мощности, может стать полноценным источником тепла, полностью заменив твердотопливный котел, при менее эффективных режимах обогрева.

Расчёт теплоаккумулятора для отопления и особенности его выбора

Объём ёмкости буферного накопителя находится в прямой зависимости от мощности твердотопливного котла. На практике, это выражается следующим образом. Объём бака должен быть такой, чтобы имеющийся в нем теплоноситель полностью нагревался до расчетной температуры за время одной загрузки топлива. Учитывая, что время эффективного нагрева классического твердотопливного котла составляет порядка 3-4 часов. Такой режим работы позволяет сократить количество загрузок до 1-3 как в сутки, что обеспечивает КПД близкий к максимальному.

Выполним расчет теплоаккумулятора на примере частного коттеджа площадью 150 м2. При достаточно эффективном утеплении сооружения, при температуре окружающей среды -30°С теплопотери такого дома могут достигать 15 кВт/ч. В сутки теплопотери составят около 360 кВт/ч.

При условии отопления дома сухими березовыми дровами, имеющими выход тепловой энергии 3,8 кВт/ч/кг. Общие суточные затраты топлива могут составить 95 кг. При условии, что объем топки среднего по размерам котла составляет около 50 л в неё можно свободно загрузить 30 кг дров. Что даст 114 кВт/ч тепловой энергии. Это значит, что в сутки необходимо выполнить три полные загрузки.

Если твердотопливный котёл определенной мощности уже имеется, то расчетный объём бака необходимо сокращать на треть. Таким образом, она составит для данного дома 1000л.

Принимаем теплоотдачу котла на одной загрузке равную 38 кВт/ч. (3 часа работы на березовых дровах (30кг) 114 кВт/ч.). Из них на поддержание системы отопления дома уходит около 15 кВт/ч, а на нагрев теплоносителя в баке остальные 23 кВт/ч. Соответственно, буферная емкость объёмом 1000 л будет нагреваться до плановой температуры на протяжении 2,8 часа, что соответствует продолжительности одной загрузки. Следовательно, объём бака буферной емкости подобран правильно.

После того как котёл погаснет температура теплоносителя из бака будет достаточно для обеспечения комфортного уровня температуры в помещениях на протяжении 3-4,5 часов. То есть одной загрузке котла в сочетании с буферной емкостью достаточно на 6-7,5 часов. Это означает сокращение количества загрузок топлива на треть при температуре -30°С и вдвое при -10°С.

Типовые схемы обвязки ТТ котла с теплоаккумулятором

Правильная обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором, кроме своей основной функции накопления и выдачи тепла, выполняет еще несколько дополнительных:

Быстрый переход твердотопливного котла в рабочий режим;
Подача в систему отопления теплоносителя с определенной (комфортной) температурой.

Буферная ёмкость подключается к котлу таким образом, чтобы разделять котловой и отопительный контуры.

Котловой контур отделён от накопителя байпасом с трёхходовым клапаном. В начале запуска твердотопливного котла теплоноситель движется по малому кольцу через байпас, пока не достигнет температуры около 60°С на обратке. После этого угроза низкотемпературной коррозии теплообменника существенно снижается. Трёхходовой клапан начинает открываться, перенаправляя теплоноситель в буферную емкость.

Схема подключения твердотопливного котла с теплоаккумулятором включает следующие элементы:

Группа безопасности устанавливается на подаче непосредственно возле твердотопливного котла. В нее включается предохранительный клапан, манометр и кран Маевского (клапан для удаления воздуха);
Узел подачи горячего теплоносителя в обратку (подмес) для защиты топки и теплообменника;
Запорная арматура с кранами для слива и наполнения системы отопления;
Расширительный бачок для компенсации температурных расширений теплоносителя;
Буферная емкость теплоаккумулятора;
Смесительные узлы контуров отопления (коллектор, если контуров много);
Автоматика управления подачи теплоносителя в систему отопления.

Следует помнить, что такая система является энергозависимой. И для её функционирования необходимо предусмотреть альтернативные источники питания аккумуляторы или дизель-генератор.

Читайте также: