Akumulátor tepla, tiež známy ako tepelný akumulátor, alebo vyrovnávacia nádrž, si každým rokom získava čoraz väčšiu obľubu ako jeden z dôležitých prvkov vykurovacieho systému súkromného domu.
Navyše v niektorých európskych krajinách je používanie vykurovacích kotlov na tuhé palivá vo všeobecnosti zakázané a zoznam takýchto krajín sa neustále aktualizuje. Áno, aj u nás tempo predaja akumulátorov tepla do vykurovacích kotlov z roka na rok neustále rastie.
Niektorí domácich výrobcov spustila výrobu tepelných akumulátorov určených špeciálne pre ruské podmienky a klimatické vlastnosti naša krajina. Pokúsme sa zistiť, aký je účel tohto typu zariadenia, aké sú jeho vlastnosti, a čo je najdôležitejšie, čo dá inštalácia tepelného akumulátora konkrétnemu majiteľovi súkromného domu a ako si vybrať presne to, čo je potrebné. .
Tepelný akumulátor a jeho využitie so zdrojmi tepla rôznych typov
Princíp činnosti tepelného akumulátora je veľmi jednoduchý: jeho hlavnou úlohou je akumulácia termálna energia keď je ho vo vykurovacom systéme prebytok, a toto teplo dávať pri jeho deficite, t.j. keď zdroj tepla nefunguje. Z toho vyplýva hlavný záver - najefektívnejšie využitie tepelných akumulátorov so zdrojmi tepla, ktoré majú výrazný periodický charakter práce.
Patrí medzi ne väčšina, veľmi rozšírená v Rusku aj v zahraničí. A tiež rýchlo získava na popularite, najmä na juhu. Je jasné, že kotly na tuhé palivá ohrievajú vodu len pri spaľovaní a slnečné kolektory sú v noci zbytočné.
To však nie je všetko, dokonca ani elektrické vykurovacie kotly v kombinácii s akumuláciou tepla môže byť efektívnejšia. Ak je rozdiel medzi dennou a nočnou tarifou elektriny výrazný, napríklad nočná tarifa je viac ako 2-krát nižšia ako denná, môžete vykurovací systém v dome urobiť tak, aby fungoval iba v noci, a vykurovať dom. cez deň vplyvom tepla naakumulovaného v tepelnom akumulátore . Mimochodom, berúc do úvahy prudký rast taríf za elektrinu, ekonomická realizovateľnosť takéhoto rozhodnutia sa stáva relevantnou.
Ďalším faktorom podmieňujúcim efektívnosť využívania tepelných akumulátorov je, že akumulátor tepla sa môže stať prepojením, ktoré kombinuje viacero zdrojov tepla naraz. Inými slovami, v prípade potreby - napríklad, keď sa náklady na solárne kolektory ešte viac znížia a zvýši sa účinnosť - môžete prebudovať vykurovací systém vo svojom dome bez výrazných zmien tak, aby ste mohli vykurovať priestory na maximum. na lacnú slnečnú energiu, ale zároveň, keď slnko nie, použiť kotol na tuhé palivo.
V tomto prípade je to možné plne akumulujte všetko prebytočné teplo a potom ho podľa potreby rozdávajte. V skutočnosti tepelný akumulátor umožňuje využitie rôznych zdrojov tepelnej energie s minimom tento moment náklady a zároveň prepínaním medzi nimi zabezpečuje stabilitu systému. Samozrejme, nie každý má túto možnosť. tepelný akumulátor- treba zvoliť požadovaný model Vopred.
Akumulátor tepla v systéme s kotlom na tuhé palivo
Vo vykurovacích systémoch s kotlami na tuhé palivá sa v súčasnosti najčastejšie využívajú tepelné akumulátory. Funkcia kotly na tuhé palivá - optimálny režim ich prevádzky je spojený s úplným spaľovaním paliva, t.j. dosiahnuté pri prevádzke na maximálny výkon. V opačnom prípade ako výsledok nedokonalé spaľovanie palivo, tvoria sa toxické plyny, dochádza k upchávaniu teplovýmenných plôch vo vnútri kotla, v komíne sa objavujú sadze, čo vedie k znehodnoteniu výkonnostné charakteristiky a dokonca aj porucha kotla, ktorá nie je bezpečná pre dom a jeho obyvateľov.
Najlepšie je teda, keď kotol pracuje „naplno“. Takýto režim je celkom opodstatnený v chlade, ale po väčšinu roka vykurovací systém domu jednoducho nepotrebuje prebytočné množstvo tepla - bude príliš horúce. Ak nemáte tepelný akumulátor, jediné východisko je „vykurovať ulicu“, t.j. otvorené prieduchy. To je drahé a neefektívne.
Preto je vo vykurovacom systéme zabudovaná vyrovnávacia nádrž - odoberá prebytočnú tepelnú energiu, ktorá by sa inak jednoducho bezcieľne stratila, aby ju následne použila na zamýšľaný účel bez toho, aby na to míňala palivo!
Vykurovací systém s kotlom na tuhé palivo a akumulátorom tepla skrátka funguje takto. Kotol na tuhé palivá počas prevádzky dodáva ohriate chladivo nielen do vykurovacieho systému domu, ale ho aj ohrieva v nádrži tepelného akumulátora. Keď kotol prestane fungovať, dom sa začne ochladzovať. V tomto momente vyšle teplota vzduchu alebo čidlo teplonosnej látky vo vykurovacom systéme signál na zapnutie obehového čerpadla, ktoré zabezpečí dodávku teplonosnej látky naakumulovanej v akumulačnej nádrži do vykurovacieho systému domu.
Keď teplota vzduchu (nosiča tepla) stúpne na nastavenú hodnotu, snímač vypne čerpadlo a zastaví sa prívod tepla. Zároveň sa mierne zníži teplota chladiacej kvapaliny v nádrži, pretože časť energie bola odovzdaná do vykurovacieho systému. Je potrebné poznamenať, že vďaka dobrej tepelnej izolácii tepelného akumulátora chladiaca kvapalina, ktorá je vo vnútri nádrže, sa sama ochladzuje veľmi pomaly. Cykly zapínania a vypínania čerpadla pokračujú, kým teplota chladiacej kvapaliny v zásobníku tepla nezostane vyššia ako vo vykurovacom systéme. A dom nevychladne.
Odborníci hodnotia rôzne. ekonomický efekt z inštalácie tepelného akumulátora. Tento efekt závisí od mnohých faktorov, z ktorých niektoré budú diskutované nižšie. V priemere sa pohybuje od 20 %, t.j. každý 5. rubeľ sa ušetrí. Všimnite si, že tepelný akumulátor je účinný najmä mimo sezóny s častými teplotnými výkyvmi.
A tu prichádza ďalšia užitočný majetok tepelný akumulátor - okrem toho, že zlepší bezpečnosť vášho domova a ušetrí vám peniaze, poskytne vám aj pohodlie. Po prvé, so vzhľadom vo vašom dome vyrovnávacia nádrž, budete musieť palivo do kotla nakladať oveľa menej často. Ak ste všetko správne vypočítali a nainštalovali, ak vo svojom dome dobrá tepelná izolácia, pomocou tepelného akumulátora môžete svoj kotol na tuhé palivo vykurovať nie niekoľkokrát denne, ale až 1 krát za 2 dni.
Po druhé, tepelný akumulátor je schopný vyhladiť "teplotné skoky" spojené s chladením chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme, pretože. tento systém sa stáva stabilnejším a zotrvačnejším. Po tretie, pomáha zjednodušiť údržbu kotla na tuhé palivá a dokonca zvýšiť jeho životnosť. Po štvrté, pomocou tepelného akumulátora môžete dodatočne poskytnúť svoj domov horúca voda, ale táto funkcia nie je dostupná na všetkých modeloch.
Ako si vybrať správny tepelný akumulátor
Najprv musíte vypočítať objem tepelného akumulátora. To je dôležité, pretože závisí od objemu rozmery vyrovnávacia kapacita. Malo by sa pamätať na to, že stále musíte nájsť „správne“ miesto v dome, aby ste najskôr priviedli cez dvere tepelný akumulátor značnej šírky a výšky a potom ho nainštalovali vedľa kotla na tuhé palivo, ako je to väčšinou často v praxi. Samozrejme, iba špecialista môže robiť presné výpočty, pretože. to si vyžaduje zohľadnenie mnohých špecifických faktorov, no v každom prípade musíte pochopiť, aký druh vyrovnávacej kapacity kupujete.
Objem tepelného akumulátora priamo závisí od výkonu vykurovacieho kotla na tuhé palivo. Spôsobov je viacero predbežná kalkulácia na základe stanovenia schopnosti kotla na tuhé palivá zohriať požadovaný objem pracovnej kvapaliny na teplotu najmenej 40 °C pri spaľovaní jednej plnej nálože paliva, t.j. asi za 2-3 hodiny. Predpokladá sa, že týmto spôsobom sa dosiahne maximálna účinnosť kotla pri maximálnej spotrebe paliva.
Spravidla však pre začiatočníkov môžete použiť nasledujúcu metódu výpočtu: 1 kW výkonu kotla na tuhé palivá musí zodpovedať najmenej 25 litrom, ale nie viac ako 50 litrom objemu k nemu pripojeného tepelného akumulátora. .
Preto pri výkone vykurovacieho kotla 15 kW musí byť kapacita tepelného akumulátora najmenej: 15 * 25 \u003d 375 litrov. A nie viac ako 15 * 50 = 750 litrov. Je lepšie vyberať s maržou, t.j. asi 400-500 litrov.
Vo všeobecnosti výrobcovia tepelných akumulátorov ponúkajú výrobky rôznych objemov - od 40 do 10 000 litrov. Pozor! Akumulátory tepla s objemom nad 500 litrov sa nemusia zmestiť cez dvere vášho domu.
Aký typ akumulácie tepla je pre vás vhodný
Typ závisí od vašich potrieb, tzn. ako presne to chcete použiť. Sú tam 4 podmienený typ tepelné akumulátory:
- Jednoduchý telesný akumulátor na pripojenie k jedinému zdroju tepla;
- Vyrovnávacia nádrž pre súčasné pripojenie viacerých zdrojov tepla, ako je kotol na vykurovanie na tuhé palivo a solárny kolektor. Od predchádzajúceho typu sa líši prítomnosťou spodnej cievky;
- Pre vykurovanie aj výrobu je určený tepelný akumulátor s výmenníkom TÚV horúca voda v prietokovom režime;
- Akumulátor tepla s vnútorným zásobníkom teplej vody (prevedenie zásobník v zásobníku) slúži ako na akumuláciu tepla vo vykurovacom systéme, tak aj na prípravu a akumuláciu teplej vody využívanej v každodennom živote.
Alexander Fedotov, vedúci obchodného oddelenia
„Výber tepelného akumulátora závisí od cieľov, ktoré má vykurovací systém riešiť. Môže to byť vykurovanie budovy alebo poskytovanie vykurovania a teplej vody. V prvom prípade možno použiť klasickú izolovanú nádrž, v druhom áno už prebieha o spotrebiči s rôznymi vstavanými výmenníkmi tepla.
Pri výbere tepelného akumulátora je potrebné zohľadniť typ hlavného zdroja tepla a ich množstvo v systéme zásobovania teplom. Dôležitým faktorom je aj sila. tepelné zariadenie a hodinovú spotrebu tepla».
Okrem toho môže byť tepelný akumulátor v prípade potreby dodatočne vybavený jedným alebo viacerými ohrievačmi pre autonómny ohrev vody.
Cena tepelného akumulátora závisí od jeho objemu, typu, ako aj od doplnkových možností a samozrejme od značky výrobcu.
Výroba tepelného akumulátora vlastnými rukami
Internet je plný rôznych druhov odporúčaní pre remeselníkov, ako vyrobiť akumulátor tepla na vlastnú päsť, uistiť sa, že v tom nie je nič ťažké. Na jednej strane množstvo týchto odporúčaní opäť zdôrazňuje dôležitosť tepelných akumulátorov vo vykurovacom systéme - o zbytočnostiach sa nehovorí. Na druhej strane to prinúti človeka so zdravým rozumom zamyslieť sa: keď si musíte vybrať medzi kúpou tepelného akumulátora od certifikovaného výrobcu a zaplatiť trochu viac, alebo si ho vyrobiť „v garáži“, ale ušetriť peniaze, najprv sa zamysli nad dôsledkami.
Čo je tepelný akumulátor ✮Veľký výber tepelné akumulátory na portáli
Pretože aj ten najväčší ľudový remeselník musí pri konštrukcii tepelného akumulátora zo železného suda, ako sa na rôznych stránkach často odporúča, pochopiť, k čomu takáto pomyselná úspora povedie. Po prvé, teplota chladiacej kvapaliny vo vnútri tepelného akumulátora sa môže blížiť k 100 °C a po druhé, vo vnútri systému je zvýšený tlak. Nikto nevie predpovedať, ako sa bude remeselná vyrovnávacia nádrž správať počas prevádzky. Či sa oplatí ohroziť svoj domov, je otvorenou otázkou. Každý si vyberie.
Pri navrhovaní vykurovacieho systému sú hlavnými cieľmi pohodlie a spoľahlivosť. Dom by mal byť teplý a pohodlný, a preto musí horúca chladiaca kvapalina vždy prúdiť do radiátorov bez oneskorení a teplotných výkyvov.
Pri kotli na tuhé palivo je to ťažko realizovateľné, pretože nie vždy sa podarí naplniť načas nová porcia palivové drevo alebo uhlie a samotný proces spaľovania je nerovnomerný. Situáciu pomôže napraviť tepelný akumulátor pre vykurovacie kotly.
S jednoduchým dizajnom a princípom fungovania sa dokáže zbaviť množstva nepríjemností a nedostatkov. klasická schéma kúrenie.
Prečo potrebujete
Akumulátor tepla je dobre izolovaná nádrž veľká kapacita naplnené chladiacou kvapalinou, vodou. Vďaka vysokej tepelnej kapacite vody sa pri ohrievaní celého objemu v zásobníku akumuluje značná zásoba tepelného výkonu, ktorý je možné využiť na určený účel v čase, keď kotol nezvláda alebo je úplne nečinný.
Tepelný akumulátor v skutočnosti zvyšuje objem chladiacej kvapaliny vo vykurovacom okruhu, tepelnú kapacitu a tým aj zotrvačnosť celého systému. Nahriatie celého objemu pri obmedzenom vykurovacom výkone bude vyžadovať viac energie a času, ale tiež bude trvať veľmi dlho, kým sa batéria ochladí. V prípade potreby je možné do vykurovacieho okruhu privádzať a udržiavať horúcu vodu z akumulátora komfortná teplota v domácnosti.
Ak chcete oceniť výhody zásobníka tepla, je najjednoduchšie zvážiť niekoľko situácií:
- Kotol na tuhé palivo ohrieva vodu iba periodicky. V momente zapálenia je výkon minimálny, pri aktívnom spaľovaní sa výkon zvyšuje na maximum, po dohorení záložky opäť klesá a tak sa cyklus opakuje. Výsledkom je, že teplota vody v okruhu neustále kolíše v dosť veľkom rozsahu;
- Na získanie teplej vody prídavný výmenník tepla alebo externý bojler s nepriame vykurovanie, čo výrazne ovplyvňuje prevádzku vykurovacieho okruhu;
- Pripojenie prídavných zdrojov tepla k vykurovaciemu systému postavenému okolo kotla na tuhé palivo je mimoriadne náročné. Bude potrebná komplexná výmena, najlepšie s automatickým riadením;
- Kotol na tuhé palivo, event dlhé horenie neustále vyžaduje pozornosť používateľa. Oplatí sa preskočiť čas na položenie novej časti paliva, pretože chladivo vo vykurovacom okruhu sa už začína ochladzovať, rovnako ako celý dom;
- Často je maximálny výkon kotla nadmerný, najmä na jar a v lete, kedy nie je potrebný maximálny výkon.
Riešením pre všetky vyššie uvedené situácie je tepelný akumulátor, navyše nekompromisný a najdostupnejšie z hľadiska implementácie a nákladov. Funguje ako oddeľovací bod medzi kotlom na tuhé palivo a vykurovacím okruhom (okruhmi) a vynikajúca základná platforma pre umožnenie dodatočných funkcií.
Podľa konštrukcie môže byť akumulátor tepla:
- "prázdny" - jednoduchý izolovaný kontajner s priamym pripojením;
- s cievkou alebo registrom rúr ako výmenníkom tepla;
- so zabudovaným zásobníkom kotla.
S kompletnou súpravou tela je tepelný akumulátor schopný:
Kalkulácia
Výkon akumulovaný tepelným akumulátorom (TA) sa vypočíta na základe objemu nádoby, respektíve hmotnosti kvapaliny v nej, špecifického tepla kvapaliny použitej na jej naplnenie a teplotného rozdielu, do ktorého max. kvapalina sa môže ohrievať a minimálny cieľ, pri ktorom sa to ešte môže uskutočniť.prijímanie tepla z tepelného akumulátora do vykurovacieho okruhu.
- Q \u003d m * C * (T2-T1);
- m je hmotnosť, kg;
- S - špecifické teplo W/kg*K;
- (T2-T1) - delta teploty, konečná a počiatočná.
Ak sa voda v bojleri, a teda v TA, zahreje na 90 °С a spodný prah sa rovná 50 °С, potom sa delta rovná 40 °С. Ak berieme vodu ako náplň TA, tak jedna tona vody pri ochladení o 40ºС uvoľní približne 46 kWh tepla.
Akumulovaná energia by mala stačiť na zamýšľané použitie tepelného akumulátora.
Na výber požadovaného objemu tepelného akumulátora je potrebné určiť:
- Čas, za ktorý by naakumulovaná energia v CK mala stačiť na pokrytie tepelných strát domu;
- Čas, počas ktorého by sa mala chladiaca kvapalina vo výmenníku tepla zahriať;
- Výkon hlavného zdroja tepla.
Pre pravidelnú prevádzku kotla počas dňa
Ak je potrebné previesť prevádzku kotla len do nočného alebo denného režimu, kedy je teplo dodávané na obmedzený čas, potom výkon CK by mala stačiť na pokrytie tepelných strát domu na zostávajúci čas. Zároveň by mal byť výkon kotla dostatočný na ohrev TA v pevný čas a opäť na vykurovanie domu.
Predpokladajme, že kotol na tuhé palivo sa používa s palivovým drevom len cez deň 10 hodín, odhadovaná tepelná strata domu na najchladnejšie obdobie roka je 5 kW. Na úplné vykurovanie je potrebných 120 kWh za deň.
V tomto prípade je batéria využívaná 14 hodín, čo znamená, že je potrebné v nej akumulovať 5 kW * 14 hodín = 70 kW * hodín tepla. Ak vezmeme vodu ako nosič tepla, potom bude potrebných 1,75 ton alebo objem TA 1,75 m3. Je dôležité, aby kotol musel vydať všetko potrebné teplo už za 10 hodín, to znamená, že jeho výkon musí byť vyšší ako 120/10 \u003d 12 kW.
Ak sa tepelný akumulátor použije ako záložná možnosť pre prípad výpadku kotla, potom by nahromadená energia mala vystačiť aspoň na deň až dva na pokrytie všetkých tepelných strát v dome. Ak si zoberieme ako príklad ten istý dom 100 m2, tak na jeho vykúrenie bude trvať dva dni 240 kWh a zásobník tepla naplnený vodou by mal mať objem aspoň 5,3 m3.
Ale v tomto prípade nie je potrebné, aby sa CK zahriala v krátkom čase. Jeden a pol výkonu kotla stačí na akumuláciu potrebného množstva tepla za týždeň alebo dva.
Výpočet je približný, bez zohľadnenia poklesu tepelného výkonu radiátorov v závislosti od teploty chladiacej kvapaliny a vzduchu v miestnosti.
V najjednoduchšom prípade je tepelný akumulátor zapojený do série medzi kotol a vykurovací okruh. Medzi TÚ a kotlom je inštalované obehové čerpadlo, takže horúca voda vstupuje do hornej časti TÚ a tlačí studenú vodu zo spodnej časti do kotla. Medzi TA a vykurovací okruh je inštalované obehové čerpadlo na odber teplej vody z hornej časti a jej dopravu do radiátorov.
Tým sa však výrazne zvyšuje celková tepelná kapacita systému a pri prvotnom spustení vykurovania si budete musieť počkať, kým sa zohreje celý objem HA, kým sa teplo dostane do radiátorov.
Ďalšia možnosť zapnutia je paralelne s vykurovacím kotlom. Táto možnosť sa dobre prejavuje v kombinácii s gravitačným vykurovacím systémom. Horný výstup tepelného akumulátora je pripojený k najvyššiemu bodu dávkovača a v dolnom bode - ku kotlu.
Nevýhody sú rovnaké ako v prvom prípade, k ohrevu dochádza v celom objeme chladiacej kvapaliny v systéme a v TA, čo výrazne zvyšuje čas na začatie ohrevu.
Z výhod len jednoduchosť zapojenia a minimum použitých prvkov.
Spínací okruh so zmiešavaním
Najlepšia vec použite spínací okruh so zmiešavacím alebo hydraulickým odpojením. Používajú sa trojcestné ventily s termostatom. Akumulátor tepla sa inštaluje ako samostatný prvok systém paralelný s vykurovacím okruhom.
Hlavná časť automatizácie je inštalovaná na prívodnom potrubí: trojcestný ventil, termostaty, bezpečnostná skupina atď. Štandardne trojcestný ventil smeruje chladiacu kvapalinu z kotla do radiátorov, kým teplota v miestnosti nedosiahne požadovanú úroveň.
Akonáhle nie je potrebné aktívne vykurovanie, ventil odovzdá časť chladiacej kvapaliny z kotla do tepelného akumulátora a odvedie prebytočné teplo.
Po dosiahnutí maximálnej teploty vody v TA a cieľovej teploty v radiátoroch sa aktivuje a vypne snímač prehriatia inštalovaný v kotle. Počas potreby vykurovania alebo nedohriatia zásobníka tepla prevádzka kotla pokračuje.
Ak kotol z nejakého dôvodu prestal produkovať menovitý výkon alebo sa úplne vypol pri poklese teploty na prívodnom potrubí, do vykurovacieho okruhu sa primieša voda z tepelného akumulátora, čím sa doplnia tepelné straty systému.
Môžete použiť niekoľko trojcestných ventilov na rozvode a na spiatočke a skupinu termostatov. Prípadne dostupné na predaj hotové zostavy na pripojenie tepelných akumulátorov - automatická zmiešavacia jednotka, napríklad LADDOMAT.
DIY
So silnou túžbou si môžete postaviť zásobník vlastnými rukami. V ideálnom prípade by mala:
- s rezervou, aby odolala menovitému tlaku v systéme;
- mať odhadovaný objem;
- byť chránené pred koróziou a vysokými teplotami;
- byť úplne utesnené.
Na výrobu by sa mal brať oceľový plech, najlepšie nehrdzavejúca oceľ s hrúbkou najmenej 3 mm, berúc do úvahy celkové zaťaženie a tlak.
Štandardnou formou TA je vysoký valec s polkruhovou základňou a vekom. Pomer priemeru a výšky sa volí približne 1 ku 3 až 4, aby sa podporila lepšia separácia tepla vo vnútri nádoby.
V tomto prípade sa teplá voda odoberá z najvyššieho bodu do radiátorov. Mierne nad stredom je voda odvádzaná do okruhu podlahového vykurovania a v najnižšom bode TA je spätné vedenie pripojené k vykurovaciemu kotlu.
Zvárať valcovú nádobu svojpomocne je takmer nemožné. Jednoduchšie je postaviť krabicu s podobnou konfiguráciou a pomerom strán. Všetky rohy by mali byť ďalej posilnené.
Nádoba musí byť izolovaná. Na tento účel je lepšie použiť čadič alebo minerálnu vlnu s hrúbkou najmenej 150 mm, aby sa znížili tepelné straty cez steny.
Ak chcete nainštalovať akumulátor tepla, pripraviť špeciálnu podpornú platformu, základ, schopný odolať obrovskej hmotnosti zariadenia. Aj samotná batéria môže vážiť až 400-500 kg. Ak je jeho objem napríklad 3 metre kubické, potom po naplnení jeho hmotnosť presiahne 3,5 tony.
Ruská výroba
Na ruský trh nie je toľko tepelných akumulátorov domácej produkcie, pretože len nedávno sa začali aktívne zavádzať do autonómnych vykurovacích systémov.
V súčasnej dobe zdražovania všetkých typov nosičov energie sa mnohí majitelia domov vážne obávajú otázky ich hospodárneho využívania. Jednou z možností je zaradenie veľkej nádoby s vodou do vykurovacieho okruhu – tepelného akumulátora.
Ale továrenské kontajnery sú dosť drahé. Niektorí domáci remeselníci zároveň prišli na to, ako si vyrobiť tepelný akumulátor vlastnými rukami, čo bude oveľa lacnejšie. O tejto skúsenosti sa bude diskutovať v tomto článku.
Trochu o účele a dizajne
Pred poskytnutím odporúčaní na výrobu tejto dôležitej jednotky stručne definujme, na čo je určená, a zvážime jej výrobný dizajn. Akumulačné nádrže s vodou sa teda používajú v prípadoch pravidelného vykurovania domu, alebo skôr:
- pri prevádzke elektrokotla s multitarifným meračom, kedy ohrievače môžu ekonomicky fungovať len v noci. Jednotka, ktorá pracuje na plný výkon, vykuruje dom a akumuluje tepelnú energiu v nádrži s vodou;
- akumulácia tepla je potrebná aj pri kotloch na tuhé palivá, ktoré sa naopak v noci alebo inokedy zastavia, ak nemá kto priložiť do pece novú porciu palivového dreva alebo uhlia;
Jednotky vyrobené v továrni sú okrúhla nádrž naplnená vodou. Je v ňom ponorených niekoľko špirál, cirkuluje v nich chladivo kotla a ďalších vykurovacích okruhov. Konštrukcia je pomerne komplikovaná na výrobu, a preto nie je lacná, to je možné vidieť pri pohľade na výkresy tepelného akumulátora.
Ak sa pokúsite vziať takéto zariadenie ako základ na samostatnú výrobu tepelného akumulátora, bude to nakoniec stáť o niečo lacnejšie ako továrenské. Medené alebo nerezové rúrky a práca s navíjaním cievok z nich, utesnením priechodiek a ich izoláciou vám zaberie veľa času a Peniaze. Pre majiteľov domov, ktorí chcú zostaviť a nainštalovať domácu jednotku na akumuláciu tepla, existuje jednoduchšie riešenie popísané nižšie.
Výpočet objemu akumulačnej nádrže
Toto riešenie spočíva v tom, že svojpomocný tepelný akumulátor je klasická izolovaná nádoba s dvomi dýzami na pripojenie k vykurovaciemu systému. Podstatou je, že kotol počas prevádzky čiastočne nasmeruje chladiacu kvapalinu do zásobníka, keď to radiátory nepotrebujú. Po vypnutí zdroja tepla, spätný proces: Vykurovací systém je podporovaný vodou z akumulátora. Aby ste to dosiahli, budete musieť správne zviazať úložná kapacita s generátorom tepla.
Prvým krokom je určenie objemu zásobníka na akumuláciu tepelnej energie a posúdenie možnosti jeho umiestnenia v kotolni. Navyše výroba akumulátorov tepla pre kotly na tuhé palivá nemusí začínať od nuly, existujú rôzne možnosti výber hotových nádob vhodnej kapacity.
Navrhujeme zhruba určiť objem nádrže o najviac jednoduchým spôsobom na základe fyzikálnych zákonov. Ak to chcete urobiť, musíte mať nasledujúce počiatočné údaje:
- tepelný výkon potrebný na vykurovanie domu;
- čas, počas ktorého sa vypne zdroj tepla a nahradí ho zásobník na vykurovanie.
Spôsob výpočtu si ukážeme na príklade. Nachádza sa tu budova s rozlohou 100 m2, kde je generátor tepla nečinný 5 hodín denne. Akceptujeme potrebné tepelná energia vo výške 10 kW. To znamená, že každú hodinu musí batéria dodať do systému 10 kW energie a za celú dobu musí akumulovať 50 kW. Súčasne sa voda v nádrži ohrieva na najmenej 90 ° C a teplota na prívode do vykurovacích systémov súkromných domov v štandardnom režime sa predpokladá na 60 ° C. To znamená, že teplotný rozdiel je 30 ºС, dosadíme všetky tieto údaje do vzorca dobre známeho z kurzu fyziky:
Q = cm∆t
Keďže chceme vedieť, aké množstvo vody by mal akumulátor tepla obsahovať, vzorec má nasledujúcu podobu:
m = Q / c Δt, kde:
- Q je celková spotreba tepelnej energie, v príklade je to 50 kW;
- c - merná tepelná kapacita vody, je 4,187 kJ / kg ºС alebo 0,0012 kW / kg ºС;
- Δt je teplotný rozdiel medzi vodou v nádrži a prívodným potrubím, pre náš príklad je to 30 ºС.
m \u003d 50 / 0,0012 x 30 \u003d 1388 kg, čo zaberá približný objem 1,4 m3. takze tepelná batéria pre kotol na tuhé palivá s objemom 1,4 m3, naplnený vodou ohriatou na 90 ºС, poskytne dom s rozlohou 100 m2 s nosičom tepla s teplotou 60 ºС na 5 hodín. Potom teplota vody klesne pod 60 ºС, ale úplné „vybitie“ batérie a ochladenie miestností potrvá ešte nejaký čas (3-5 hodín).
Dôležité! Aby sa vlastnoručne vyrobený akumulátor tepla stihol počas prevádzky kotla úplne „nabiť“, musí mať kotol aspoň jeden a pol výkonovej rezervy. Ohrievač totiž musí súčasne vykurovať dom a zaťažiť zásobník teplou vodou.
Ak chcete vyrobiť zásobník od začiatku, potom je najlepšie použiť na tento účel obyčajný plech s hrúbkou 2 mm. Nádrž môžete variť aj z nehrdzavejúcej ocele, ale nie je to vôbec potrebné, pretože takýto materiál bude veľmi drahý. Pre pohodlie následnej izolácie a jednoduchosť výroby je lepšie urobiť nádobu obdĺžnikového tvaru. Po znalosti objemu nádrže je ľahké vypočítať jej rozmery v súlade s podmienkami jej inštalácie v kotolni.
Poradenstvo. Ak chcete zabezpečiť spoločné fungovanie akumulačnej nádoby a gravitačného vykurovacieho systému, musíte vytvoriť otvorený akumulátor tepla, to znamená zabezpečiť jeho komunikáciu s atmosférou cez rúrku v hornej časti nádrže. Musí byť umiestnený nad úrovňou radiátorov, pre ktoré budete musieť dodatočne zvárať stojan z oceľových rúrok alebo rohov.
V niektorých prípadoch nemá zmysel variť nádobu od nuly, z suda si môžete vyrobiť akumulátor tepla. Dobre sa hodí veľkokapacitný železný sud, do ktorého bude potrebné vyrezať dve rúry na pripojenie k systému. plastové sudy používať riskantné kvôli vysoká teplota vody, okrem toho, že na štítku produktu bude uvedená maximálna teplota obsahu do 100 ºС.
Rovnaké varovanie dávame tým domácim majstrom, ktorí vyrábajú akumulátory tepla z eurokocky. Samozrejme, toto je veľmi pohodlný spôsob, ale táto plastová nádoba je navrhnutá pre maximálnu teplotu nie vyššiu ako 70 ºС. Preto je eurocube vhodný ako akumulačná nádrž, ktorá pracuje s podlahovým kúrením, kde teplota chladiacej kvapaliny zriedka prekročí 50 ºС, napr. radiátorové systémy nie je dobrý.
Ako izolovať tepelný akumulátor
Aj keď je nádrž v teplej miestnosti, teplotný rozdiel medzi vzdušné prostredie a chladiaca kvapalina je príliš vysoká - od 50 do 70 ºС. Aby sa nestratilo teplo a nezohrievalo sa ním pec, je potrebné vykonať izoláciu tepelného akumulátora. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je penový plast s hrúbkou 100 mm a hustotou 25 kg / m3. Je ľahké ho prilepiť na kovové steny a vyrezať otvory pre potrubia.
Dobré na zahriatie a minerálna vlna rovnakú hrúbku, aj keď upevnenie je o niečo náročnejšie. Hustota materiálu je 135-145 kg/m3. Pre okrúhle nádrže zo sudov budete musieť použiť rolovacia izolácia typu ISOVER, tu sa musíte pekne pohrať s upevňovacími prvkami, najmä na dne nádrže.
Video nižšie zobrazuje inštaláciu a schému tepelného akumulátora s jeho pripojením ku kotlu a vykurovaciemu systému:
Záver
Použitie akumulačného zásobníka vám umožňuje ušetriť palivo pri prevádzke kotlov na drevo a využívať výhodnú nočnú sadzbu v prípade elektrického generátora tepla. Pri výrobe nádrže nie je tak ťažké, stačí mať nejaké zručnosti.
Neschopnosť použiť ako zdroj energie na vykurovanie bývania je relatívne lacná zemný plyn núti majiteľov domov hľadať iné prijateľné riešenia. Takže v regiónoch, kde nie sú žiadne osobitné problémy s prípravou alebo nákupom palivového dreva, prichádzajú na záchranu kotly na tuhé palivá. Stáva sa tiež, že jediná alternatíva je Elektrická energia. Okrem toho sa stále viac využívajú nové technológie na nasmerovanie slnečnej energie pre potreby vykurovania.
Všetky tieto prístupy nie sú bez významných nedostatkov. Zahŕňajú teda nerovnomernosť, výraznú periodicitu dodávky tepelnej energie. V prípade elektrický kotol hlavným negatívnym faktorom budú vysoké náklady na spotrebovanú energiu. Je zrejmé, že zaradenie špeciálneho zariadenia do všeobecného okruhu, ktoré by akumulovalo v súčasnosti nevyužitú tepelnú energiu a dodávalo ju podľa potreby, by pomohlo výrazne zvýšiť účinnosť vykurovacieho systému, zlepšiť účinnosť, jednotnosť jeho prevádzky a zjednodušiť prevádzku. čo najviac operácií. Práve túto funkciu plní tepelný akumulátor.
Hlavným účelom tepelného akumulátora vykurovacieho systému
- Najjednoduchší vykurovací systém s kotlom na tuhé palivo má výraznú cyklickú prevádzku. Po naložení palivového dreva a jeho zapálení kotol postupne dosahuje maximálny výkon a aktívne odovzdáva tepelnú energiu vykurovacím okruhom. Keď sa však zaťaženie spáli, prenos tepla sa začne postupne znižovať a chladivo prenášané cez radiátory sa ochladí.
Ukazuje sa, že v období špičkovej výroby tepla môže zostať nevyžiadaná, pretože nakonfigurovaný vykurovací systém vybavený termostatickou reguláciou nezaberie príliš veľa. Ale počas obdobia vyhorenia paliva a navyše doby nečinnosti kotla bude tepelná energia jednoznačne chýbať. V dôsledku toho sa časť palivového potenciálu jednoducho premrhá, no zároveň sa majitelia musia pomerne často zaoberať nakladaním palivového dreva.
Do určitej miery možno závažnosť tohto problému znížiť inštaláciou kotla s dlhým spaľovaním, ale nedá sa úplne odstrániť. Nesúlad medzi špičkami výroby tepla a jeho spotreby môže zostať dosť výrazný.
- V prípade elektrokotla vystupujú do popredia vysoké náklady na spotrebovanú energiu, čo núti majiteľov myslieť na maximalizáciu využitia zariadení v období zvýhodnených nočných taríf a na minimalizáciu spotreby počas dňa.
Výhody používania diferencovaného účtovania elektriny
S kompetentným prístupom k spotrebe elektriny môžu výkupné ceny priniesť veľmi citeľné úspory nákladov. Toto je podrobne popísané v špeciálnej publikácii portálu venovanej.
Samozrejmé riešenie sa ponúka - akumulovať tepelnú energiu v noci, aby sa dosiahla jej minimálna spotreba počas dňa.
- Ešte výraznejšia je frekvencia tvorby tepla v prípade použitia slnečných kolektorov. Tu sa závislosť sleduje nielen od dennej doby (v noci je prietok vo všeobecnosti nulový).
Neporovnateľné vrcholy vykurovania za jasného slnečného dňa alebo za oblačného počasia. Je jasné, že nie je možné priamo závisieť váš vykurovací systém od aktuálnych „rozmarov“ prírody, no nechcete zanedbávať ani takýto výkonný doplnkový zdroj energie. Je zrejmé, že je potrebný nejaký druh vyrovnávacieho zariadenia.
Tieto tri príklady pri všetkej ich rôznorodosti spája jedna spoločná okolnosť – jasný rozpor medzi špičkami vo výrobe tepelnej energie a jej racionálnym a jednotným využívaním na potreby vykurovania. Na odstránenie tejto nerovnováhy sa používa špeciálne zariadenie nazývané tepelný akumulátor (tepelný zásobník, vyrovnávacia nádrž).
Ceny tepelných akumulátorov Hajdu
tepelný akumulátor Hajdu
Princíp jeho fungovania je založený na vysokej tepelnej kapacite vody. Ak sa jej značné množstvo zohreje na požadovanú úroveň v období špičkového odberu tepelnej energie, potom sa tento akumulovaný energetický potenciál môže v určitom období využiť na potreby vykurovania. Napríklad, ak porovnáme termofyzikálne ukazovatele, potom iba jeden liter vody, keď sa ochladí o 1 ° C, dokáže ohriať meter kubický vzduchu až o 4 ° C.
Akumulátor tepla je vždy objemový zásobník s účinnou vonkajšou tepelnou izoláciou, napojený na okruh(y) zdroja tepla a vykurovacie okruhy. Najjednoduchšiu schému je najlepšie zvážiť na príklade:
Konštrukčne najjednoduchší tepelný akumulátor (TA) je vertikálne umiestnený objemový zásobník, do ktorého sú z dvoch protiľahlých strán vyrezané štyri odbočné rúrky. Na jednej strane je pripojený k okruhu (KTT) a na druhej strane k vykurovaciemu okruhu rozmiestnenému po dome.
Po naložení a zapálení kotla začne obehové čerpadlo (Nk) tohto okruhu prečerpávať chladiacu kvapalinu (vodu) cez výmenník tepla. Zo spodnej časti TA vstupuje do kotla ochladená voda a hore ohriata voda v kotli. Vzhľadom na výrazný rozdiel v hustote chladenej a horúcej vody nedôjde k aktívnemu miešaniu v nádrži - v procese spaľovania palivovej náplne sa HE postupne naplní horúcou chladiacou kvapalinou. Výsledkom je, že pri správnom výpočte parametrov sa po úplnom vyhorení paliva nádrž naplní horúcou vodou ohriatou na vypočítanú úroveň. Všetka potenciálna energia paliva (samozrejme mínus nevyhnutné straty premietnuté do účinnosti kotla) sa premení na teplo, ktoré sa ukladá vo VE. Kvalitná tepelná izolácia umožňuje udržať teplotu v nádrži mnoho hodín a niekedy aj dní.
Druhá etapa - kotol nefunguje, ale vykurovací systém funguje. Pomocou vlastného obehového čerpadla vykurovacieho okruhu sa chladiaca kvapalina čerpá potrubím a radiátormi. Plot je vyrobený zhora, z "horúcej" zóny. Intenzívne samomiešanie opäť nie je dodržané - z už spomínaného dôvodu sa horúca voda dostáva do prívodného potrubia, ochladená sa vracia zospodu a zásobník postupne vydáva svoje teplo v smere zdola nahor.
V praxi sa počas spaľovacieho procesu kotla výber chladiva do vykurovacieho systému spravidla nezastaví a HE akumuluje iba prebytočnú energiu, ktorá v súčasnosti zostáva nevyužitá. Pri správnom výpočte parametrov vyrovnávacej kapacity by sa však nemal minúť ani jeden kilowatt tepelnej energie a na konci cyklu kotlovej pece by sa mal TA „nabiť“ v maximálnej miere.
Je zrejmé, že cyklická prevádzka takéhoto systému s inštalovaným elektrokotlom bude viazaná na zvýhodnené nočné sadzby. Časovač riadiacej jednotky bude večer a ráno v nastavenom čase zapínať a vypínať napájanie a cez deň budú vykurovacie okruhy napájané len (alebo prevažne) z tepelného zásobníka.
Konštrukčné vlastnosti a základné schémy zapojenia pre rôzne akumulátory tepla
Zásobníkom tepla je teda vždy objemová nádrž zvislej valcovej konštrukcie, ktorá má vysoko účinnú tepelnú izoláciu a je vybavená dýzami na prepojenie okruhu výroby a spotreby tepla. A tu vnútorná konštrukcia môže sa líšiť. Zvážte hlavné typy existujúcich modelov.
Hlavné typy konštrukcií tepelných akumulátorov
1 – Najjednoduchší typ dizajnu TA. Predpokladá sa priame pripojenie zdrojov tepla aj odberných okruhov. Tieto vyrovnávacie nádrže sa používajú v nasledujúcich prípadoch:
- Ak sa v kotle a vo všetkých vykurovacích okruhoch používa rovnaká chladiaca kvapalina.
- Ak maximálny povolený tlak chladiacej kvapaliny vo vykurovacích okruhoch nepresahuje tlak kotla a samotného HA.
V prípade, že požiadavku nie je možné splniť, je možné napojenie vykurovacích okruhov vykonať cez dodatočné externé výmenníky tepla
- Ak teplota v prívodnom potrubí na výstupe z ich kotla neprekročí prípustná teplota vo vykurovacích okruhoch.
Túto požiadavku je však možné obísť aj inštaláciou zmiešavacích jednotiek s trojcestnými ventilmi na okruhy vyžadujúce nižší teplotný rozdiel.
2 – Akumulátor tepla je vybavený vnútorným výmenníkom tepla umiestneným v spodnej časti zásobníka. Výmenník tepla je zvyčajne špirála vyrobená z ocele nerezové potrubie, pravidelné alebo vlnité. Takýchto výmenníkov tepla môže byť niekoľko.
Tento typ TA sa používa v nasledujúcich prípadoch:
- Ak ukazovatele tlaku a dosiahnutej teploty nosiča tepla v okruhu zdroja tepla výrazne prekračujú povolené hodnoty pre odberné okruhy a pre samotnú vyrovnávaciu nádrž.
- Ak je potrebné pripojiť niekoľko zdrojov tepla (podľa bivalentného princípu). Na pomoc kotlu prichádza napríklad solárny systém (solárny kolektor) alebo geotermálne tepelné čerpadlo. Zároveň platí, že čím nižší je teplotný rozdiel zdroja tepla, tým nižšie by mal byť jeho výmenník umiestnený v HE.
- Ak je v okruhu zdroja tepla a spotreby tepla použitý iný typ chladiva.
Na rozdiel od prvej schémy sa takáto TA vyznačuje aktívnym miešaním chladiacej kvapaliny v nádrži - v jej spodnej časti dochádza k ohrevu a horúca voda s menšou hustotou smeruje nahor.
Diagram v strede GA ukazuje horčíková anóda. Vďaka nižšiemu elektrickému potenciálu na seba „sťahuje“ ióny ťažkých solí, čím zabraňuje zarastaniu vnútorných stien nádrže vodným kameňom. Pravidelne sa vymieňa.
3 – Akumulátor tepla je doplnený o prietokový okruh teplej vody. Vchod studená voda sa vykonáva zdola, prívod do miesta odberu teplej vody, respektíve zospodu. Väčšina výmenníka je umiestnená v hornej časti TA.
Takáto schéma sa považuje za optimálnu pre podmienky, keď je spotreba teplej vody dostatočne stabilná a rovnomerná, bez výrazných špičkových zaťažení. Prirodzene, výmenník tepla musí byť vyrobený z kovu, ktorý spĺňa normy spotreby vody v potravinách.
Inak je schéma podobná prvej s priamym prepojením okruhu výroby a spotreby tepla.
4 – Vo vnútri tepelného akumulátora sa nachádza zásobník na vytvorenie zásoby teplej vody pre domácu spotrebu. V skutočnosti sa takáto schéma podobá vstavanému nepriamemu vykurovaciemu kotlu.
Použitie takéhoto dizajnu je plne opodstatnené v prípadoch, keď sa vrchol výroby tepla kotlom nezhoduje s vrcholom spotreby teplej vody. Inými slovami, keď spôsob života domácnosti, ktorý sa v dome vyvinul, zahŕňa masívnu, ale skôr krátkodobú spotrebu teplej vody.
Všetky vyššie uvedené schémy sa môžu líšiť rôzne kombinácie- výber konkrétneho modelu závisí od zložitosti vytvorený systém ohrev, množstvo a druh telesných zdrojov a okruhov spotreby. Upozorňujeme, že väčšina tepelných akumulátorov má veľa výstupných potrubí rozmiestnených vertikálne.
Faktom je, že pri akejkoľvek schéme vo vyrovnávacej nádrži sa tak či onak vytvára teplotný gradient (rozdiel v teplotnom rozdiele vo výške). Je možné pripojiť okruhy vykurovacieho systému, ktoré vyžadujú rôzne teplotné podmienky. To výrazne uľahčuje konečnú termostatickú reguláciu výmenníkov tepla (radiátorov resp teplé podlahy“), s minimálnymi zbytočnými stratami energie a zníženým zaťažením ovládacích zariadení.
Typické schémy pripojenia tepelných akumulátorov
Teraz môžete zvážiť základné schémy inštalácie tepelných akumulátorov do vykurovacieho systému.
| Ilustračné | Stručný popis schémy |
|---|---|
 | Teplotný režim a tlak sú rovnaké v kotle aj vo vykurovacích okruhoch. Požiadavky na chladiacu kvapalinu sú rovnaké. Na výstupe z kotla a v TA je udržiavaná stála teplota. Na zariadeniach na výmenu tepla je nastavenie obmedzené iba kvantitatívnou zmenou chladiva, ktoré cez ne prechádza. |
 | Zapojenie v samotnom akumulátore tepla v zásade opakuje prvú schému, ale nastavenie prevádzkových režimov výmenníkov tepla sa vykonáva podľa kvalitatívneho princípu - so zmenou teploty chladiacej kvapaliny. Na tento účel sú v okruhu zahrnuté termostatické zmiešavacie jednotky, napríklad trojcestné ventily. Takáto schéma umožňuje čo najracionálnejšie využitie potenciálu nahromadeného v akumulátore tepla, to znamená, že jeho „nabitie“ bude trvať dlhšie. |
 | Takáto schéma s cirkuláciou chladiacej kvapaliny v malom okruhu kotla cez vstavaný výmenník tepla sa používa, keď tlak v tomto okruhu prekročí prípustnú hodnotu vo vykurovacích zariadeniach alebo v samotnej vyrovnávacej nádrži. Druhou možnosťou je použitie rôznych nosičov tepla v kotle a vo vykurovacích okruhoch. |
 | Počiatočné podmienky sú podobné schéme č.3, ale je použitý externý výmenník tepla. Možné dôvody tohto prístupu: - teplovýmenná plocha vstavanej "cievky" nestačí na udržanie požadovanej teploty v telesnom akumulátore. – TA bez vnútorného výmenníka bola zakúpená už skôr a modernizácia vykurovacieho systému si vyžadovala práve takýto prístup. |
 | Schéma s organizáciou prietoku teplej vody cez vstavaný špirálový výmenník tepla. Navrhnuté pre rovnomernú spotrebu teplej vody bez špičkového zaťaženia. |
 | Takáto schéma s použitím tepelného akumulátora so vstavanou nádržou je určená na špičkovú spotrebu teplej vody, ale nie veľmi pozitívnu. Po vyčerpaní vytvorenej zásoby a podľa toho naplnení nádoby studenou vodou môže ohrev na požadovanú teplotu trvať pomerne dlho. |
 | Bivalentný okruh, ktorý umožňuje využiť dodatočný zdroj tepelnej energie vo vykurovacom systéme. AT tento prípad Jednoducho je znázornený variant s pripojením solárneho kolektora. Tento okruh je napojený na výmenník tepla v spodnej časti zásobníka tepla. Typicky sa takýto systém počíta tak, že hlavným zdrojom je solárny kolektor a kotol sa zapína podľa potreby na dokúrenie v prípade nedostatočnej energie z hlavného. Slnečný kolektor, samozrejme, nie je dogma - na jeho mieste môže byť druhý kotol. |
 | Schéma, ktorú možno nazvať multivalentnou. V tomto prípade je znázornené využitie troch zdrojov tepelnej energie. Kotol funguje ako vysokoteplotný kotol, ktorý opäť môže hrať len pomocnú úlohu všeobecná schéma kúrenie. Solárny kolektor - analogicky s predchádzajúcou schémou. Okrem toho sa využíva ďalší nízkoteplotný zdroj, ktorý je zároveň stabilný a nezávislý od počasia a dennej doby – geotermálne tepelné čerpadlo. Čím nižší je teplotný rozdiel od pripojeného zdroja energie, tým nižšie je miesto jeho pripojenia k akumulátoru tepla. |
Samozrejme, diagramy sú uvedené vo veľmi zjednodušenej forme. V skutočnosti však pripojenie tepelného akumulátora ku zložitým, rozvetveným systémom s rôznymi vykurovacími okruhmi a dokonca aj príjem tepla zo zdrojov rôzneho výkonu a teploty si vyžaduje vysoko profesionálny dizajn s inžinierskymi tepelnými výpočtami s použitím mnohých ďalších nastavovacích zariadení.
Jeden príklad je znázornený na obrázku:
1 - kotol na tuhé palivo.
2 - elektrokotol, ktorý sa zapína len podľa potreby a len počas obdobia zvýhodnenej tarify.
3 - špeciálna zmiešavacia jednotka v okruhu vysokoteplotného kotla.
4 - solárna stanica, solárny kolektor, ktorý môže v pekných dňoch slúžiť ako hlavný zdroj tepelnej energie.
5 - tepelný akumulátor, ku ktorému sa zbiehajú všetky okruhy výroby tepla a jeho spotreby.
6 - vysokoteplotný vykurovací okruh s radiátormi, s reguláciou režimov podľa kvantitatívneho princípu - len a použitím uzatváracích ventilov.
7 - nízkoteplotný vykurovací okruh - "teplá podlaha", ktorá nevyhnutne zabezpečuje kvalitnú reguláciu teploty vykurovania chladiacej kvapaliny.
8 - prietokový okruh teplej vody, vybavený vlastným miešacia jednotka pre kvalitnú reguláciu teploty teplej úžitkovej vody.
Okrem všetkých vyššie uvedených môže mať tepelný akumulátor svoje vlastné elektrické ohrievače- vykurovacie telesá. Niekedy je výhodné s ich pomocou udržiavať nastavenú teplotu bez toho, aby sme sa napríklad opäť uchýlili k neplánovanému zapáleniu kotla na tuhé palivo.
Špeciálne prídavné ohrievače je možné zakúpiť samostatne - ich montážny závit je zvyčajne prispôsobený pripojovacím zásuvkám, ktoré sú k dispozícii na mnohých modeloch tepelných akumulátorov. Prirodzene, pripojenie vykurovacej elektriny bude vyžadovať inštaláciu prídavnej termostatickej jednotky, ktorá zabezpečí, že vykurovacie telesá sa zapnú až vtedy, keď teplota vo vykurovacej jednotke klesne pod nastavené používateľomúrovni. Niektoré ohrievače sú už vybavené vstavaným zariadením tohto typu.
Ceny za tepelné akumulátory S-Tank
Tepelný akumulátor S-Tank
Video: Odporúčania špecialistu na vytvorenie vykurovacieho systému s kotlom na tuhé palivo a akumulátorom tepla
Čo treba zvážiť pri výbere tepelného akumulátora
Samozrejme, výber tepelného akumulátora sa odporúča vykonať vo fáze projektovania domáceho vykurovacieho systému, ktorý sa riadi vypočítanými údajmi odborníkov. Okolnosti sú však odlišné a stále je potrebné poznať hlavné kritériá hodnotenia takéhoto zariadenia.
- Na prvom mieste bude vždy kapacita tejto vyrovnávacej nádrže. Táto hodnota sa vypočíta v súlade s parametrami vytváraného systému, výkonom kotla, požadovaným množstvom energie pre potreby vykurovania, dodávky teplej vody. Jedným slovom, kapacita by mala byť taká, aby zabezpečila akumuláciu všetkého prebytku na tento moment teplo bez straty. Niektoré pravidlá pre výpočet kapacity budú diskutované nižšie.
- Samozrejme, rozmery produktu a jeho hmotnosť priamo závisia od kapacity. Tieto parametre sú tiež rozhodujúce - zďaleka nie vždy a nie všade je možné umiestniť akumulátor tepla požadovaného objemu do vyhradenej miestnosti, preto je potrebné túto otázku premyslieť vopred. Stáva sa, že tanky veľký objem(nad 500 litrov) neprechádzajú štandardnými dverami (800 mm). Pri odhade hmotnosti TA je potrebné brať do úvahy spolu v celom objeme vody úplne naplneného zariadenia.
- Ďalším parametrom je maximálny povolený tlak vo vytvorenom alebo už prevádzkovanom vykurovacom systéme. Podobný ukazovateľ TA by v žiadnom prípade nemal byť nižší. To bude závisieť od hrúbky steny, typu použitého materiálu a dokonca aj od tvaru nádoby. Takže vo vyrovnávacích nádržiach navrhnutých pre tlaky nad 4 atmosféry (bar) má horný a spodný kryt zvyčajne guľovú (toroidnú) konfiguráciu.
- Materiál nádoby. Lacnejšie sú nádrže z uhlíkovej ocele s antikoróznym náterom. Nerezové nádrže sú určite drahšie, no ich záručná doba je tiež oveľa dlhšia.
- Dostupnosť dodatočných vstavaných výmenníkov tepla pre vykurovacie alebo teplovodné okruhy. Ich účel už bol spomenutý vyššie - modely sa vyberajú v závislosti od celkovej zložitosti vykurovacieho systému.
- Prítomnosť ďalších možností - možnosť zabudovania vykurovacích telies, inštalácia prístrojového vybavenia, bezpečnostné zariadenia - bezpečnostné ventily, vetracie otvory atď.
- Hrúbku a kvalitu vonkajšej tepelnej izolácie telesa TA je potrebné vyhodnotiť, aby ste túto otázku nemuseli riešiť sami. Čím lepšie je nádrž izolovaná, tým prirodzene dlhšie v nej bude uložená „tepelná nálož“.
Vlastnosti inštalácie tepelných akumulátorov
Inštalácia tepelného akumulátora predpokladá dodržiavanie určitých pravidiel:
- Všetky pripojené obvody musia byť spojené závitovými objímkami alebo prírubami. Zvarové spoje nepovolené.
- Potrubie, ktoré sa má pripojiť, nesmie pôsobiť na hrdla TA žiadnym statickým zaťažením.
- Na všetky potrubia pripojené k TA sa odporúča inštalovať uzatváracie ventily.
- Na všetkých použitých vstupoch a výstupoch sú inštalované zariadenia na vizuálnu kontrolu teploty (teplomery).
- Na najnižšom mieste TA alebo na potrubí v jeho bezprostrednej blízkosti musí byť inštalovaný vypúšťací ventil.
- Filtre sú inštalované na všetkých potrubiach vstupujúcich do tepelného akumulátora mechanické čistenie voda – „zberače bahna“.
- V mnohých modeloch je na vrchu umiestnené potrubie na pripojenie automatického odvzdušňovača. Ak tam nie je, potom musí byť odvzdušňovací otvor nainštalovaný na najvrchnejšom výstupnom potrubí.
- V bezprostrednej blízkosti tepelného akumulátora sa plánuje inštalácia tlakomeru a poistného ventilu.
- Je prísne zakázané vykonávať akékoľvek nezávislé zmeny konštrukcie tepelného akumulátora, ktoré nie sú špecifikované výrobcom.
- Inštalácia TA by sa mala vykonávať iba vo vykurovanej miestnosti, s vylúčením možnosti zamrznutia kvapaliny.
- Nádrž naplnená vodou môže mať veľmi významnú hmotnosť. Platforma musí byť schopná odolať tomu vysoká záťaž. Na tieto účely je často potrebné pridať špeciálny základ.
- Bez ohľadu na spôsob inštalácie tepelného akumulátora musí byť zabezpečený voľný prístup k revíznemu poklopu.
Vykonávanie najjednoduchších výpočtov parametrov tepelného akumulátora
Ako už bolo spomenuté vyššie, komplexný výpočet vykurovacieho systému s viacerými okruhmi na výrobu a spotrebu tepelnej energie je úlohou, ktorú zvládnu len špecialisti, keďže treba brať do úvahy množstvo všestranných faktorov. Niektoré výpočty je však možné vykonať sami.
Napríklad dom je inštalovaný. Jeho výkon generovaný pri plnom zaťažení paliva je známy. Experimentálne sa určil čas spaľovania plného zaťaženia palivového dreva. Plánuje sa nákup tepelného akumulátora a je potrebné určiť, aký objem bude potrebný, aby sa zaručilo užitočné využitie všetkého tepla generovaného kotlom.
Ako základ berieme známy vzorec:
W = m × s × Δt
W je množstvo tepla potrebné na zahriatie hmoty kvapaliny m) so známou tepelnou kapacitou ( s) o určitý počet stupňov ( Δt).
Odtiaľ je ľahké vypočítať hmotnosť:
m = W / (s × Δt)
Nezaškodí vziať do úvahy účinnosť kotla ( k), keďže energetické straty sú akosi nevyhnutné.
W = k× m × s × Δt, alebo
m = W / (k × c × Δt)
Teraz sa pozrime na každú z hodnôt:
- m- požadovanú hmotnosť vody, z ktorej pri znalosti hustoty nebude ťažké určiť objem. Vypočítať z výpočtu nebude veľká chyba 1000 kg = 1 m³.
- W– nadmerné množstvo tepla vytvoreného počas vykurovacieho obdobia kotla.
Dá sa definovať ako rozdiel medzi hodnotami energie vytvorenej pri spaľovaní záložky paliva a vynaloženej za rovnaké obdobie na vykurovanie domu.
Maximálny výkon kotla je zvyčajne známy - ide o pasovú hodnotu vypočítanú pre optimálnu vodu tuhé palivo. Zobrazuje množstvo tepelnej energie vyrobenej kotlom za jednotku času, napríklad 20 kW.
Každý majiteľ vždy celkom presne vie, ako dlho mu horí záložka paliva. Povedzme, že to bude 2,5 hodiny.
Ďalej musíte vedieť, koľko energie v tomto čase možno minúť na vykurovanie domu. Jedným slovom, hodnotu potreby konkrétnej budovy na tepelnú energiu je potrebné zabezpečiť komfortné podmienky bydlisko.
Takýto výpočet, ak je hodnota požadovaný výkon nie je známe, môžete si ho vyrobiť sami - na tento účel existuje vhodný algoritmus uvedený v špeciálnej publikácii nášho portálu.
Ako nezávisle vykonať tepelný výpočet pre váš vlastný dom?
Informácie o množstve tepelnej energie potrebnej na vykurovanie domu sú pomerne často požadované - pri výbere zariadenia, usporiadaní radiátorov, pri vedení izolačné práce. Čitateľ sa môže zoznámiť s algoritmom výpočtu, ktorý obsahuje pohodlnú kalkulačku, otvorením publikácie na odkaze.
Napríklad vykurovanie domu vyžaduje 8,5 kW energie za hodinu. To znamená, že za 2,5 hodiny spálenia záložky paliva sa získa:
20 × 2,5 = 50 kW
Počas toho istého obdobia sa vynaloží:
8,5 × 2,5 = 21,5 kW
W = 50 - 21,5 = 28,5 kW
- k– Účinnosť kotolne inštalácia. Zvyčajne sa uvádza v pase produktu ako percento (napríklad 80 %) alebo ako desatinný zlomok (0,8).
- s je tepelná kapacita vody. Ide o tabuľkovú hodnotu, ktorá sa rovná 4,19 kJ/kg×°С alebo 1,164 W×v/kg×°С alebo 1,16 kW/m³×°С.
- Δt- teplotný rozdiel, o ktorý je potrebné ohriať vodu. Dá sa to určiť empiricky pre váš systém meraním hodnôt na prívodnom a vratnom potrubí, keď systém pracuje na maximálny výkon.
Povedzme, že táto hodnota je
Δt \u003d 85 - 60 \u003d 35 ° С
Všetky hodnoty sú teda známe a zostáva ich len nahradiť do vzorca:
m = 28 500 / (0,8 × 1,164 × 35) = 874,45 kg.
Rovnaký prístup je možné použiť, ak sa vypočítava objem pripojeného tepelného akumulátora. Rozdiel je len v tom, že výpočet nezohľadňuje čas horenia, ale časový interval zníženej tarify napríklad od 23.00 do 6.00 = 7 hodín. Na „zjednotenie“ tejto hodnoty ju možno nazvať napríklad „obdobie činnosti kotla“.
Na zjednodušenie úlohy pre čitateľa nižšie je špeciálna kalkulačka, ktorá vám umožní rýchlo vypočítať odporúčaný objem tepelného akumulátora pre existujúci (plánovaný na inštaláciu) kotol.
Vyrovnávacia nádrž popredných výrobcov, vyrábaná vo výrobe, 500 l. bude stáť približne 30 000 - 38 000 rubľov. Výroba tepelného akumulátora pre vykurovací kotol vlastnými rukami bude stáť asi polovicu. Cena bude ešte nižšia, ak si nádobu nainštalujete sami a vykonáte páskovanie.
Aký objem by mal byť zásobník tepla
Princíp činnosti tepelného akumulátora je spojený s akumuláciou tepelnej energie počas prevádzky kotla a jej návratom po vypnutí vykurovacieho zariadenia. V skutočnosti vyrovnávacia nádrž funguje na princípe obyčajného elektrického akumulátora.Objem nádrže určuje, ako dlho sa bude udržiavať vykurovanie objektu offline. Predtým, ako začnete s výrobou vykurovacieho systému s domácim akumulátorom tepla, budete musieť vypočítať objem nádrže.
Existujú dva spôsoby výpočtu:
- zjednodušené, vykonávané pomocou špeciálnych online kalkulačiek;
- vykonávané pomocou matematických výpočtov, podľa vzorca.
Podľa tabuľky efektívne ohrev vody s vlastnoručne vyrobenou nádržou pre domácnosť, schopnou pracovať v režime offline približne 10 hodín, 2,19 m³. Objem môžete zmenšiť na 1,4 m³, pričom tepelný akumulátor bude schopný vydávať teplo 5 hodín. Po vykonaní výpočtov môžete pristúpiť k výrobe batériovej nádrže vlastnými rukami.
Ako a z čoho vyrobiť vyrovnávaciu nádrž
Akumulátor tepla je vyrobený podľa výkresu továrenskej nádrže. Vnútorná organizáciaúplne identické. Nádrž sa skladá z nasledujúcich jednotiek:- vnútorná kapacita;
- tepelnoizolačná vrstva;
- vonkajší ochranný plášť;
- výmenník tepla pre nádrž, zvyčajne medená špirála;
- regulačné a uzatváracie ventily: vypúšťací kohútik, bezpečnostný ventil, vzduchový ventil, teplomer.
Typ konštrukcie tepelného akumulátora
Existuje niekoľko typov nádob, klasifikovaných podľa tvaru a zariadenia. Domáce zásobníky tepla sú:- Valcový - klasický dizajn používaný pri výrobe pohonov v továrni. Forma má mnoho výhod: vydrží tepelná záťaž, vodne kladivo. Praktické pre uzavreté systémy kúrenie s vysoký tlak v potrubí. Hlavnou nevýhodou je, že nádrž valcového tvaru náročné na výrobu.
- Obdĺžnikové - pri výrobe používajú kov s hrúbkou 2 mm. Na posilnenie konštrukcie vyrovnávacej nádrže sú rohy (výstužné rebrá) zvarené, čím sa protiľahlé steny spájajú. obdĺžnikový tvar Tepelný akumulátor sa horšie vyrovnáva s tlakom. Všeobecná požiadavka pri inštalácii: montáž pohonu nad umiestnenie radiátorov.
Obdĺžnikový dizajn nádrže je rozšírený vďaka ľahkej montáži. Na zníženie zaťaženia stien akumulátora je do vykurovacieho systému vyrezaný odvzdušňovací ventil a poistný ventil. Keď chladiaca kvapalina vrie (bežný jav v kotloch na tuhé palivá), armatúry zabránia vzniku núdzového tlaku.
Pre gravitačný systém vyhrievacie fit otvorte iba vyrovnávaciu nádrž. Rozdiel v dizajne: prítomnosť odbočky v hornej časti nádrže, ktorá komunikuje s atmosférou.
Materiál nádrže batérie
Existuje veľa možností výroby. Najčastejšie:- Nádrž z nehrdzavejúcej ocele- kovoobrábacie a zváračské práce sú drahé. Kvôli vysokým nákladom sa nehrdzavejúca oceľ prakticky nepoužíva, s výnimkou prípadov, keď sa používajú hotové nádoby.
- plastové sudy- dôležitý prevádzkový stav, aby materiál odolal ohrevu až do 100°C. Na posilnenie puzdra môžete vytvoriť hranicu z kovových pásikov.
- Vyrovnávacia nádrž od "Eurocube"- neodporúčané. Dôvod je jednoduchý, maximálna teplota ohrevu zásobníka je len 70°C. Pri prehriatí chladiacej kvapaliny sa steny deformujú a unikajú. Ale ako je vidieť z videa, z eurokociek sa vyrábajú aj tepelné akumulátory.
- hliníková nádoba- používajte hotové nádrže s dostatočným objemom. Nádrž z hliníka bude možné vyrobiť svojpomocne iba vtedy, ak máte správnu kvalifikáciu zvárača. Nie všetci profesionálni remeselníci sa zaoberajú spracovaním tohto kovu.
- Sudový tepelný akumulátor(kov) - nevýhody: tenkostenná oceľ, ploché kryty. Dobrá alternatíva, vezmite si prázdne miesto oceľové potrubie a vytvorte nádrž zváraním spodnej a hornej časti.
- Oceľová nádrž pre akumulátor tepla(valcový) - najlepšia možnosť vyžadujúce minimálne množstvo materiálových nákladov. Je vyrobený zo železného plechu od hrúbky 2 mm.
Ako izolovať vyrovnávaciu nádrž
V továrenských pohonoch je izolácia položená medzi vnútornou nádržou a vonkajším plášťom. Domáce vyrovnávacie nádrže pre kotol na tuhé palivá využívajú rovnaký spôsob tepelnej izolácie.Steny tepelného akumulátora podliehajú izolácii. Odporúča sa užívať minerálne resp čadičová vlna hrúbka nie je menšia ako 6-8 cm.S vatou sa ľahko pracuje. Minerálna tepelná izolácia nádrž prechádza vlhkosťou a kondenzátom (dýcha) bez akumulácie kvapaliny vo vnútri vlákien.
Ďalšie plus. Ako ukazuje prax, vyrovnávacie nádoby izolované bavlnou nemajú radi myši. Pri izolácii polystyrénovou penou alebo polystyrénovou penou sa vo vnútri tepelnoizolačnej vrstvy často usadzujú hlodavce. Otvory, ktoré sa objavia, vedú k rýchlej strate tepla a zníženiu účinnosti pohonu.
Výkresy na výrobu tepelného akumulátora
Tepelný akumulátor si môžete vyrobiť vlastnými rukami. Stačí vypočítať objem nádrže, vybrať si vhodný materiál a izoláciu.
