Акумулатор за отоплителни котли: конструкция, видове, принципи на свързване

Използване на топлинни акумулатори

Съществуват няколко метода за изчисляване на обема на резервоара. Практическият опит показва, че за всеки киловат отоплителна мощност са необходими средно 25 литра вода. Ефективността на котлите на твърдо гориво, които включват отоплителна система с топлинен акумулатор, нараства до 84%. Чрез изравняване на пиковете на горене се спестяват до 30% от енергийните ресурси.

Системата на резервоара за битова гореща вода не предизвиква прекъсвания в пиковите часове. През нощта, когато потреблението е сведено до нула, топлоносителят в резервоара акумулира топлина и отново е на разположение на сутринта.

Устройството е надеждно изолирано с полиуретанова пяна (PU пяна) за поддържане на температурата. Освен това има възможност за инсталиране на нагреватели, които помагат за бързото "повишаване" на желаната температура в случай на авария.

Термоакумулатор в разрез

Топлинен акумулатор се препоръчва в случаи на

• Голямо търсене на топла вода. Във вила, в която живеят повече от 5 души и са инсталирани две бани, това е реалистичен начин за подобряване на условията на живот;
• При използване на котли на твърдо гориво. Акумулаторите улесняват работата на отоплителното оборудване в часа на най-голямо натоварване, отнемат излишната топлина, предотвратявайки кипенето, и увеличават времето между натрупванията на твърдо гориво;
• за използване на електроенергия по отделни тарифи за деня и нощта;
• в случаите, когато са инсталирани батерии за съхранение на слънчева или вятърна енергия;
• в случаите, когато в отоплителната система се използват циркулационни помпи.

Тази система е идеална за помещения, отоплявани с радиатори или подово отопление. Предимството му е, че може да съхранява енергия от различни източници. Комбинираната система за доставка на енергия ви позволява да изберете най-добрия вариант за получаване на топлина за даден период от време.

В обобщение: Какви са предимствата и недостатъците на използването на буферни резервоари?

Очевидните "плюсове" на автономните отоплителни системи на твърдо гориво с резервоар за съхранение на топлина са следните:

• Енергийният потенциал на твърдото гориво се използва в максимална степен. Съответно ефективността на котелното оборудване рязко се повишава.
• Системата ще изисква много по-малко човешка намеса - от намаляване на броя на зарежданията с гориво до увеличаване на автоматизацията на работата на различните отоплителни кръгове.
• Самият котел на твърдо гориво получава надеждна защита срещу прегряване.
• Работата на системата става по-плавна и предвидима, като се осигурява диференциран подход за отопление на различните помещения.
• Съществуват много възможности за модернизиране на системата, включително пускане на допълнителни източници на топлина, без да се налага демонтиране на старите.
• В повечето случаи едновременно се решава и проблемът със снабдяването на къщата с топла вода.

Недостатъците са доста специфични и човек трябва да е наясно с тях:

• Отоплителната система, оборудвана с буферен резервоар, се характеризира с много висока инерция. Това означава, че от първоначалното запалване на котела до достигане на номиналните работни условия ще мине много дълго време. Това едва ли ще бъде оправдано в селска къща, която собствениците посещават само през уикендите през зимния период - в такива случаи е необходимо бързо отопление.
• Топлинните акумулатори са обемисти и тежки (особено когато са пълни с вода). Те се нуждаят от достатъчно пространство и добре подготвена, сигурна база. И в близост до отоплителния котел. Това не е възможно във всяка котелна централа. Това се затруднява още повече от разтоварването и разтоварването на контейнера и пренасянето на контейнера в стаята (той може да не се побере през вратата). Всичко това трябва да бъде взето предвид предварително.
• Недостатъците включват много висока цена на тези устройства, която понякога дори надвишава цената на котела. Този "минус" обаче подобрява очаквания ефект на икономиите от по-рационалното използване на горивото.
• Термоакумулаторът ще развие напълно положителните си качества само ако номиналната мощност на котела на твърдо гориво (или общата мощност на други източници на топлина) е поне два пъти по-висока от изчислената стойност, необходима за ефективно отопление на къщата. В противен случай закупуването на буферен резервоар не изглежда рентабилно.

Принцип на работа на система с котел на твърдо гориво

Топлината, освободена от изгарянето на горивото през тръбопроводите на топлообменника, отива в регистрите или радиаторите, които по същество са същият топлообменник, но не получават топлина, а я отдават на околните предмети, въздух, като цяло, като отопляват помещението.

Когато се охлади, охлаждащата течност - водата в радиаторите, се спуска надолу и се връща обратно в топлообменния кръг на котела, където отново се нагрява. В такава схема има поне две точки, които са свързани с голяма, ако не и огромна загуба на топлина:

• директната посока на потока на охлаждащата течност от котела към регистрите и бързото охлаждане на охлаждащата течност;
• малкият обем на топлоносителя в отоплителната система, който не позволява поддържането на стабилна температура;
• необходимостта от поддържане на постоянно висока температура на охлаждащата течност в кръга на котела.

Важно е да се осъзнае, че този подход може да се определи единствено като разточителен. Ако горивото започне да работи, първо високата температура на горене ще затопли въздуха в стаите доста бързо.

Но веднага след като процесът на горене спре, ще спре и отоплението на помещението, в резултат на което температурата на отоплителната среда отново ще спадне, а въздухът в помещението ще се охлади.

Как работи отоплителна система с термоакумулатор

Акумулаторът за отоплителни котли е част от отоплителната система, предназначена да увеличи времето между зареждането на твърдото гориво в котела. Той представлява резервоар, в който няма достъп на въздух. Той е изолиран и има достатъчно голям обем. Топлинният акумулатор за отопление винаги съдържа вода и тя циркулира в целия кръг. Разбира се, като топлоносител може да се използва и незамръзваща течност, но все пак поради високата си цена в контурите с ТП тя не се използва.

В допълнение към това, в няма смисъл да се пълни отоплителната система с топлоакумулатор няма смисъл, тъй като такива резервоари се разполагат в жилищни райони. А същността на тяхното приложение е да гарантират, че температурата в кръга е винаги стабилна и следователно водата в системата е топла. Използването на голям топлинен акумулатор за отопление в селски къщи за временно пребиваване не е целесъобразно, а от малък резервоар няма голяма полза. Това се дължи на принципа на топлинния акумулатор за отоплителната система.

• ТА се намира между котела и отоплителната система. Когато котелът нагрява отоплителната среда - тя влиза в ТП;
• след това водата преминава през тръбите към радиаторите;
• връщането се връща обратно към TA и след това директно към котела.

За да може ТП да изпълнява основната си функция за акумулиране на топлина, тези потоци трябва да бъдат смесени. Трудността се състои в това, че високата температура винаги се повишава, а студът има тенденция да спада. Трябва да се създадат такива условия, че част от топлината да се отведе към дъното на акумулатора в на отоплителната система и загрява връщане. Ако температурата в целия резервоар е изравнена, той се счита за напълно зареден.

След като котелът прегори, той спира да работи и се задейства системата TA. Кръговратът продължава и топлината постепенно се отделя чрез радиаторите в помещението. Това ще продължи, докато котелът не бъде отново зареден с гориво.

Ако топлинният акумулатор за отопление е малък, запасът му няма да издържи дълго и времето за нагряване на радиаторите ще се увеличи с увеличаването на обема на отоплителната среда в контура. Недостатъци при използването на временни къщи:

• времето за нагряване се увеличава;
• по-голям обем на веригата, което оскъпява пълненето й с антифриз;
• по-високи разходи за монтаж.

Както осъзнавате, пълненето и източването на системата всеки път, когато идвате във вилата си, е, меко казано, неприятно. Като се има предвид, че само резервоарът ще бъде 300 литра. Заради няколко дни в седмицата няма смисъл да полагате толкова усилия.

В резервоара са вградени допълнителни кръгове - това са метални спираловидни тръби. Течността в спиралата няма пряк контакт с топлоносителя в резервоара за отопление на къщата. Те могат да бъдат вериги:

• БГВ;
• нискотемпературно отопление (подово отопление).

По този начин дори най-примитивният едноконтурен бойлер или дори печка могат да се превърнат в универсален нагревател. Той ще осигури едновременно необходимата топлина и топла вода за цялата къща. По този начин ефективността на отоплителния уред ще бъде използвана пълноценно.

В производствените модели са вградени допълнителни източници на отопление. Това също са намотки, само че се наричат електрически нагреватели. Често има повече от един и те могат да се захранват от различни източници:

• електрическа мрежа;
• слънчеви панели.

Такова отопление е допълнителна опция и не е задължително, така че вземете това предвид, ако решите да направите топлинен акумулатор за отопление със собствените си ръце.

Топлинен акумулатор: предназначение и принцип на работа

Предназначението на топлоакумулатора е повече или по-малко ясно - той служи за захранване на отоплителната система топла вода, когато по някаква причина котелът не може да затопли вода. Освен това един от страничните ефекти при работата на това устройство е възможността за пестене на енергийни ресурси - ако дадете време на топлинния акумулатор да се разреди, е възможно да постигнете двадесет процента намаление на потреблението на енергия. А в тази епоха, повярвайте ми, това не е толкова малко. Между другото, ако желаете, можете да инсталирате такова устройство в отоплителната система с всеки котел - има обаче един недостатък, с който трябва да се примирите - неговият размер (ако няма специално помещение (пещно помещение), то ще заема доста от полезното пространство).

Топлинен акумулатор за котел на твърдо гориво снимка

Акумулаторът за котел на твърдо гориво работи елементарно просто - всъщност това е голям, добре изолиран резервоар за съхранение, който получава максималния топлоносител по време на работата на котела. Благодарение на факта, свързан е с отоплителната система първо от котела, водата в резервоара постоянно се обновява с висока скорост и е с много висока температура. Когато котелът се изключи поради липса на гориво, охладената в главните тръби вода постепенно започва да изтласква горещия топлинен флуид от резервоара в системата, като по този начин осигурява непрекъснатата му работа във ваша полза. Трябва да сте наясно, че това устройство има ограничен живот и няма да издържи дълго. Въпреки това, с правилната настройка на системата и качествената изолация на сградата, топлата нощ ще бъде гарантирана!

Топлинни акумулатори за отопление снимка

3 аксесоара

Буферният резервоар за котела е представен под формата на обикновен метален варел с външна топлоизолация.

Въпреки много простата си конструкция, това устройство се отличава с висока ефективност и икономичност, което е много важно за отоплителната система.

За да функционира правилно, трябва да знаете от какви елементи се състои и каква функция изпълняват всички те:

Спирален топлообменник. Този елемент се монтира само в моделите, които са свързани към отоплителна система с няколко вида топлоносители едновременно (мощни слънчеви колектори, термопомпа). За производството му се използва само неръждаема стомана.
Резервоар с голям капацитет. Предлага се от емайлирана ламарина или неръждаема стомана. Резервоарът има специални кранове, които предназначени за свързване към отоплителна система и топлинен генератор

Важно е да осъзнаете, че материалът на резервоара определя колко дълго ще издържи той.
Вградена серпентина за БГВ. Някои съвременни модели, освен че поддържат температурата на напълнената отоплителна среда, затоплят и вода за битови нужди.

Топлинен акумулатор със собствените си ръце: схеми и описание на процеса

Ако решите да създадете топлинен акумулатор със собствените си ръце, това е необходимо:

1. Направете изчисление на обема на вместимостта.
2. Определете подходяща конструкция - резервоарът може да бъде цилиндричен или правоъгълен.
3. Подгответе необходимите материали и компоненти.
4. Сглобете устройството и го проверете за течове.
5. Свържете резервоара към отоплителната система.

Обемът на резервоара ще определи колко дълго ще остане топлината в помещението при спиране на котела. На снимката е показано изчислението на обема на помещение с площ 100 m²:

Цилиндричните резервоари за съхранение с изпъкнало дъно са най-добрият начин за съхранение на нагрятата среда. Тази форма позволява да се съхранява достатъчно голям обем вода. Такива контейнери могат да се произвеждат само в завода.

На домашния майстор ще му бъде много по-лесно, ако намери възможност да използва сглобяем резервоар. Можете да използвате за тази цел:

1. Бутилки за съхраняване и транспортиране на газ.
2. Неизползвани резервоари, които са предназначени за използване под налягане.
3. Приемници, които са инсталирани в пневматичната релсова система.

Но, разбира се, могат да се използват и самоделни резервоари. Те са изработени от валцувана ламарина с минимална дебелина 3 mm. Вътре в резервоара има медна тръба с дължина 8-15 метра и диаметър 2-3 см, предварително огъната в спирала. В горната част на резервоара поставете кранче за топла вода и същото кранче за студена вода отдолу. Всеки от тях е снабден с кранче за управление на потока от течност.

Нормалната работа на термоакумулатора се основава на движението на гореща и студена вода вътре, времето за "зареждане" на акумулатора. Това движение трябва да бъде строго хоризонтално и вертикално при "разтоварване".

За да се осигури този поток, трябва да се спазват няколко прости правила:

1. Кръгът на котела трябва да бъде свързан с акумулиращия резервоар чрез циркулационна помпа.
2. Отоплителната система се захранва с работната течност посредством отделен помпен агрегат и смесител, който включва трипътен вентил - той изтегля необходимото количество вода от резервоара за съхранение.
3. Помпеният агрегат, който е монтиран в кръга на котела, не може да бъде с по-ниска ефективност от агрегата, който подава работната течност към отоплителните уреди.

Изолиране на резервоара за съхранение на топлина

Как е изолиран резервоарът? За за решаване на този проблем най-добрият вариант е се счита за базалтова вата, чиято дебелина е 60-80 mm. Не се препоръчва използването на стиропор или екструдиран полистирол. Друга причина за използването на вълна е нейната пожаробезопасност. Топлоизолацията се поставя между резервоара и метална обвивка, която е изработена от валцувана ламарина - тя трябва да бъде боядисана.

Какво е топлоакумулатор и за какво се използва?

Топлинният акумулатор представлява изолиран резервоар, изработен от черна стомана, който е херметически затворен и има две горни и две долни връзки за свързване на източника на топлина и консуматора. Прегледите на топлинния акумулатор за отопление показват, че това е ефективно устройство. Той служи за акумулиране на излишната енергия, която топлинният източник (котелът) излъчва.

Топлинен акумулатор за отопление

Така че, ако вашият котел на твърдо гориво функционира в режим на оптимално изгаряне (на пълна мощност) от момента на зареждане на горивото до момента на пълното му изгаряне, ефектът ще бъде максимален. По този начин получената топлина се подава към отоплителната система. Но системата не винаги се нуждае от толкова много топлина. Точно за това е предназначен буферният резервоар на отоплителната система.

Избор на буферен резервоар

При проектирането на отоплителна система се избира топлинен акумулатор. Отоплителният инженер може да ви помогне да изберете подходящия термоакумулатор. Но ако не можете да се възползвате от техните услуги, ще трябва да изберете сами. Това не е трудно да се направи.

Акумулатор за котли на твърдо гориво

Основните критерии за избор на това устройство са :

• налягане в отоплителната система;
• обем на буферния съд;
• външни размери и тегло;
• Оборудван с допълнителни топлообменници;
• възможност за инсталиране на допълнителни устройства.

Налягането на водата в отоплителната система е основният показател. Колкото по-висока е тя, толкова по-топло е в отопляемото помещение

Като се има предвид този параметър, при избора на топлоакумулатор за котли на твърдо гориво се обръща внимание на максималното налягане, което той може да издържи. Акумулаторът за котела на твърдо гориво, показан на снимката, е изработен от неръждаема стомана и издържа на високо налягане на водата. Обем на буферния съд

Той определя способността за съхранение на топлина за отоплителната система по време на работа. Колкото по-голям е той, толкова повече топлина се съхранява в резервоара. Не е разумно да се увеличава границата за неопределено време. Но ако водата е по-малко от допустимото, устройството просто няма да изпълнява функцията си за съхранение на топлина. Ето защо, за да се избере правилният топлоакумулатор, трябва да се направи изчисление на неговия буферен капацитет. Малко по-късно ще ви покажем как се прави това.

Обем на буферния съд. Това определя способността за съхранение на топлина за отоплителната система по време на работа. Колкото по-голям е той, толкова повече топлина се съхранява в резервоара. Тук трябва да се има предвид, че е безсмислено да се увеличава границата до безкрайност. Но ако водата е по-малко от допустимото, устройството просто няма да изпълнява функцията си за съхранение на топлина. Ето защо, за да се избере правилният топлоакумулатор, трябва да се направи изчисление на неговия буферен капацитет. След малко ще ви покажем как се прави това.

Външни размери и тегло. Това също са важни параметри при избора на ТП. Особено във вече построена къща. Когато се прави изчислението на топлинния акумулатор за отопление, доставката до мястото на инсталиране, може да възникне проблем със самия монтаж. Възможно е да не може да се побере в стандартна врата. Освен това на отделен фундамент са монтирани топлинни акумулатори с голям капацитет (от 500 литра). Масивното устройство, напълнено с вода, ще стане още по-тежко. Тези нюанси трябва да се вземат предвид. Но решението е лесно за намиране. В този случай се закупуват два топлинни акумулатора за котли на твърдо гориво с общ обем на буфера, равен на изчисления обем за цялата отоплителна система.

Оборудван с допълнителни топлообменници. Ако в къщата няма система за БГВ, а собствен воден отоплителен кръг на бойлера, най-добре е веднага да закупите ТП с допълнителни топлообменници. За живеещите в южните райони е полезно да свържат слънчев колектор към ТП, който ще бъде допълнителен безплатен източник на топлина в къщата. Едно просто изчисление на отоплителната система ще покаже колко допълнителни топлообменника е желателно да има в топлоакумулатора.

Възможност за инсталиране на допълнителни устройства. Това предполага инсталирането на нагревателни елементи (тръбни електрически нагреватели), измервателна апаратура (контролни и измервателни уреди), предпазни клапани и други устройстваОтоплителната система е проектирана така, че да гарантира безпроблемната и безопасна работа на буферната бутилка в уреда. В случай на повреда на котела например нагревателните елементи ще поддържат температурата в отоплителната система. В зависимост от количеството на отоплението на помещението, те може да не създадат комфортна температура, но ще предотвратят размразяването на системата.

Наличието на измервателна апаратура дава възможност за ранно откриване на евентуални дефекти в отоплителната система

Важно

Когато избирате акумулатор за отопление, обърнете внимание на неговата топлоизолация. Това е от решаващо значение за запазването на топлината

Балансиращи диаграми на топлинния акумулатор

Осмеляваме се да предположим, че ако се интересувате от тази статия, вероятно сте решили да направите топлинен акумулатор за отопление и да го вържете със собствените си ръце. Можете да измислите много схеми за свързване, стига да работят. Ако сте разбрали добре схемата, можете да експериментирате. Начинът на свързване на ТП към котела ще повлияе на работата на цялата система. Нека да започнем с най-простата отоплителна верига с термоакумулатор.

Простият електрическа схема на TA

На тази снимка е показана посоката на движение на отоплителната вода.

Моля, обърнете внимание, че движението на обратния поток нагоре е забранено. За да се избегне това, помпата между ТП и котела трябва да изпомпва по-голямо количество охлаждаща течност, отколкото помпата преди резервоара. Едва тогава ще се генерира достатъчна сила на изтегляне, която ще отнеме част от топлината от захранващия източник.

Недостатъкът на този тип свързване е дългото време за загряване на веригата. За да се намали това време, е необходимо да се създаде нагревателен пръстен за котела. Можете да го видите на следната схема

Едва тогава ще се генерира достатъчна сила на прибиране, за да се отнеме част от топлината от източника. Недостатъкът на този тип свързване е дългото време за загряване на веригата. За да се намали това, трябва да се създаде отоплителен пръстен на котела. Можете да го видите на следната схема.

Схема на свързване на ТП с отоплителния контур на котела

Същността на отоплителния контур се състои в това, че термостатът не възстановява водата от ТП, докато котелът не се загрее до предварително зададено ниво. Когато котелът се загрее, част от подаваната вода отива към ТП, а друга част се смесва с отоплителната вода от резервоара и се подава към котела. По този начин нагревателят винаги работи с вече загрята течност, което увеличава ефективността му и времето, необходимо за загряване на веригата. Това означава, че радиаторите се затоплят по-бързо.

Този метод на инсталиране на термоакумулатор в отоплителната система позволява веригата да се използва в автономен режим, когато помпата няма да работи.

Обърнете внимание, че схемата показва само свързването на TA към котела. Циркулацията към радиаторите се осъществява чрез друга тръба, която също минава през ТП. Наличието на два байпаса осигурява двойна безопасност:

Наличието на два байпаса дава възможност за двойна сигурност:

• възвратният клапан се активира, когато помпата е спряна и сферичният кран на долния байпас е затворен;
• в случай че помпата е спряна и възвратният клапан откаже, циркулацията се осъществява през долния байпас.

По принцип могат да се направят някои опростявания на този дизайн. Предвид факта, че възвратният клапан има високо съпротивление на потока, той може да бъде изключен.

Схема на ТП без възвратен клапан за гравитационна система

В този случай сферичният кран трябва да се отвори ръчно, когато светлината угасне. Трябва да се отбележи, че при този тип монтаж ТП трябва да бъде над нивото на радиаторите. Ако не планирате системата да работи гравитачно, може да се използва система с принудителна циркулация и термоакумулатор, както е показано на схемата по-долу.

Диаграма на циркулационен контур за контур под налягане

TA създава правилен воден поток, който позволява на водата да се нагрява топка по топка, като се започне от върха. Може да възникне въпросът какво да правим, ако няма светлина? Разгледахме този въпрос в статия за алтернативните източници на захранване за отоплителната система. Това би било по-икономично и удобно. Гравитационните вериги се състоят от тръби с голямо напречно сечение и освен това наклоните не винаги са благоприятни. Ако изчислите цената на тръбите и фитингите, прецените неудобствата при монтажа и сравните всичко това с цената на UPS, идеята за инсталиране на алтернативен източник на енергия става много привлекателна.

Схема с котел на твърдо гориво и термоакумулатор

При тази схема ТП е връзката между котела и отоплителния кръг. Отоплителната среда се нагрява в котела на твърдо гориво, като преминава през предпазна група, която стои директно от страната на захранването. Осигурена е нискотемпературна защита от корозия: циркулационната помпа ще изпомпва водата през байпаса, докато температурата на подаване на котела достигне 65 °C.

Ако температурата на входа на котела падне под 65°C, по стените на тръбите, минаващи вътре в котела, ще започне да се образува конденз. Това ще доведе до увеличаване на корозията и устройството бързо ще се повреди.

След това клапанът на байпаса се затваря и нагревателят започва да загрява водата в резервоара. След като горивото е изгоряло, котелният кръг се изключва. С това се стартира всмукването отоплителната среда постъпва в отоплителния кръг. от горната част на резервоара. Температурата й се контролира от термостатичен трипътен вентил, който разрежда горещата вода със студена вода от обратния поток. След като премине през всички радиатори, водата се връща на дъното на топлинния акумулатор. Системата е затворена, а средата се движи с помощта на циркулационни помпи.

Основни функции на топлинните акумулатори

Начин на работа на термоакумулатора

Термоакумулаторът има много полезни функции, включително

• снабдяване на потребителя с топла вода;
• за нормализиране на температурния режим в отопляеми помещения;
• подобряване на ефективността на отоплителната система и намаляване на разходите за отопление;
• възможността за комбиниране на няколко източника на топлина в една верига;
• натрупване на излишна енергия, която се произвежда от котел и др.

При всички свои предимства термичните акумулатори имат само 2 недостатъка, а именно:

• Капацитетът на съхранение зависи от обема на използвания резервоар, но при всички обстоятелства той остава строго ограничен и свършва доста бързо, така че трябва да се обмисли инсталирането на допълнителна отоплителна система;
• По-големите резервоари за съхранение изискват доста голямо пространство за монтаж, например котелно помещение.

Термоакумулиращ резервоар за котел на твърдо гориво WIRBEL CAS-500Система за ефективна работа на котела на твърдо гориво и зареждане на термоакумулиращия резервоарСхема на монтаж