Теплоаккумулятор. Куда и как установить?

В загородных домах теплоаккумулятор для котлов отопления становится необходимым элементом. Он позволяет даже в условиях глухой деревни обеспечить жильцам дома комфортную температуру в помещениях в течение всего времени проживания.

Комментарии.

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

Применение теплоаккумуляторов в ТТ отопительных системах

Стандартный тепловой аккумулятор (или, как его еще называют, буферная емкость) – это утепленная емкость (бочка), заполненная теплоносителем, использующаяся для накапливания излишков тепла, возникающих при работе ТТ котлов. Конструкция его такова, что без особого труда можно самому сделать теплоаккумулятор из подручных средств. Главное – точный расчет и грамотная схема включения.

Основные достоинства данного элемента:

  1. Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором позволяет экономить топливо. При работе, котел нагревает теплоноситель не только в отопительном контуре, но и непосредственно в баке. При прогорании топлива в топочной камере температура теплоносителя в СО поддерживается накопленным теплом аккумулятора тепла. Грамотное утепление и правильно подобранная емкость устройства позволяет сохранять тепло в СО на протяжении суток, что значительно сокращает расход топлива.
  2. Бак-аккумулятор позволяет значительно увеличить срок службы ТТ котельного оборудования. Благодаря буферному баку, ТТ котел работает значительно меньше, в результате чего его срок службы увеличивается более чем вдвое.

Третьим, но не менее важным достоинством можно считать безопасность ТТ котлоагрегата которую обеспечивает теплоаккумулятор. Данная конструкция является наиболее эффективным механизмом поглощения избыточной тепловой энергии, которая часто приводит к аварийным ситуациям вследствие перегрева котла.

Принцип работы

Основным недостатком твердотопливных котлов, всегда являлась необходимость постоянного добавления топлива, в том числе и в ночное время. Установка теплоаккумулятора в корне решила эту проблему. Нагретый в котле теплоноситель, проходит через змеевики внутри аккумулирующего бака, тем самым подогревая массу воды, находящуюся в нем.

Если есть дополнительная емкость для ГВС, то находящаяся в ней вода также подогревается.

Когда топливо в топке полностью сгорает и вода в системе охлаждается до определенной температуры, автоматически начинается подмешивание теплоносителя из аккумулятора.

Принцип работы

Это позволяет поддерживать температуру в радиаторах отопления комфортной, до момента розжига котла. Сложные гидравлические системы с аккумулирующими баками, оснащены автоматикой различного типа действия, автоматически выполняющей переключение.

Нередко, можно встретить и использование самодельных устройств, где переключение осуществляется вручную.

Принцип работы таков, что циркулирующая в системе вода и подогреваемая ею в баке, не контактируют напрямую, до момента ввода аккумулятора в работу. Некоторые модели устройств оснащаются электрическим ТЭНом, что позволяет продлить работу отопительной системы при затушенном котле еще дольше.

Функциональное назначение агрегата

Теплоаккумуляторы используются совместно с источниками тепла, функционирующими на любом виде топлива, и призваны решать следующие задачи:

  • буферные емкости для твердотопливных котлов аккумулируют избыток тепловой энергии, вырабатываемой теплогенератором;
  • накапливают теплоту от электрического котла, работающего по ночному тарифу, отдавая ее днем отопительной системе;
  • используются для подогрева воды на хозяйственные нужды;
  • теплоаккумуляторы для отопления параллельно играют роль гидравлического разделителя, если это предусматривает их обвязка.

Твердотопливный котел работает наиболее эффективно в режиме интенсивного горения. В режиме тления его КПД существенно снижается. Но потребителям далеко не всегда нужна вода с температурой 80-90°С, поэтому избыток тепла передается в теплоаккумулятор для твердотопливного котла. Когда топливо сгорает и теплоноситель начинает остывать, в работу включается буферная емкость и возвращает полученную энергию системе отопления. Домовладельцу не нужно вставать среди ночи, чтобы подкинуть в топку поленьев.

Функциональное назначение агрегата

При электрическом обогреве хозяева зачастую пользуются системой оплаты, когда ночью энергия стоит в 2-3 раза дешевле, чем днем. За ночь аккумулирующий бак для системы отопления полностью «зарядится» теплом и отдаст его в течение дня. То есть в дневное время, когда тариф на электроэнергию наиболее высокий, электрокотел можно не включать, а это значительная экономия средств.

Читайте также:  Виды и правильное устройство дымохода для газового котла

Агрегат, оснащенный греющим контуром в виде змеевика, может не только действовать как аккумулятор тепла для системы отопления, но и подогревать воду для ГВС. Большинство заводских моделей имеет такой теплообменник, а некоторые снабжаются ТЭНами, обеспечивающими подогрев теплоносителя при его остывании.

Теплоаккумулятор для отопления: назначение и изготовление элементов своими руками

Когда у людей нет возможности использовать для отопления жилища газ, приходится искать другие варианты. Так например, некоторые используют твердотопливный обогрев, в иных случаях на помощь приходит электричество.

Кроме того, технологии наших дней позволяют применять солнечную энергия для получения тепла. Все варианты различны по устройству теплоаккумулятора, а это является важным нюансом для отопления.

Основным недостатком всех вышеперечисленных систем является крайне неравномерный обогрев. А в случае с электрическими обогревателями еще и высокая стоимость энергии.

Обратите внимание

Отсюда напрашивается лишь один выход – накопление тепла с последующим его использованием, и в этом очень поможет котел отопления.

О том, как выбрать хороший теплоаккумулятор и какие критерии следует учитывать мы поговорим далее.

Принцип работы теплоаккумулятора

Наиболее простая и распространенная система, основанная на использовании твердого топлива, выражена сильной цикличностью. При загрузке топлива в виде дров, энергия постепенно нарастает, далее ее нужно поддерживать, в обратном же случае тепло пойдет на убыль. По итогу теплоноситель остывает.

Получается, что вы тратите топливо, загружаете дрова, а тепло получаете лишь во время пикового горения. Так как во время самого процесса тепло либо накапливается, либо теряется, это крайне невыгодно.

В случае твердотопливных систем проблему можно немного смягчить, установив котел длительного горения. Однако, это не решает вопрос в полной мере.

В случае с солнечной энергией все обстоит еще хуже. С одной стороны это огромный и выгодный источник энергии, но эти плюсы перекрываются одним большим недостатком – периодичностью. Поступление тепла будет напрямую зависеть от погодных условий и времени суток.

Ночью поступление будет просто никакое, а пасмурная погода не пойдет ни в какое сравнение с солнечной. Становится совершенно понятно, что требуется некое накопительное устройство.

Все вышеперечисленные проблемы сходятся в одном, нерациональное использование и неравномерное распределение тепловой энергии. Тут нам и поможет аккумулятор, который станет теплоносителем и будет накапливать тепло. Крайне важно знать, как правильно рассчитать мощность теплоаккумулятора.

Принцип работы данной системы заключается в том, что вода имеет очень высокую теплоемкость. Накопив энергию от вышеперечисленных источников, она сможет сохранять ее долгое время.

Теплоаккумулятор прямого подключения

ТА является примером наиболее простой конструкции. К ней непосредственно подключаются контуры отопления и потребления.

  • Данный вид теплоаккумулятора подойдет вам в том случае, если и котел и контуры используют один теплоноситель
  • Его применение возможно только в случае одинакового давления в контуре теплоносителя и котла
  • Температура трубы подачи должна быть ниже температуры контура отопления

Теплоаккумулятор, обладающий встроенной системой теплообмена

Данный вид конструкции обладает своим внутренним теплообменом, который находится внизу котла. Его используют в следующих ситуациях:

  • Если давление в теплоносителя выше этого показателя у контура потребления
  • При подключении новых источников тепла в количестве более одного
  • При использовании разных видов теплоносителей

Теплоаккумулятор с системой проточного теплообмена

В данной конструкции теплообмен происходит в верхней части котла. Заход воды осуществляется снизу, подача, следовательно, тоже.

Этот вариант активно используется в случаях равномерного потребления воды, когда исключены большие нагрузки на систему водоснабжения. Важным нюансом при монтаже является материал, из которого изготовлен теплообменник. Он должен быть выполнен из металлов, отвечающих нормам.

В целом данный вариант аналогичен первому, с прямым подключением.

Как сделать теплоаккумулятор для твердотопливного котла из бочки

Предварительно необходимо рассчитать объем требуемой ёмкости и сделать чертёж. На чертеже нужно изобразить стандартную бочку, в которую входит два трубопровода. Один из них транспортирует теплоноситель от теплообменника котла, а второй переправляет горячую воду к радиаторам отопления. Остаётся лишь посчитать габариты бочки, точнее, её объём. Зная объём, легко определить диаметр и высоту по справочным данным.

Если вам необходимо вычислить объём ёмкости, зная высоту и один из следующих параметров: радиус, диаметр или площадь основания, то удобнее всего воспользоваться калькулятором, производящим расчёт в режиме онлайн. Найти его можно здесь: -cilindra

Начнём расчёт. Предположим, наш тепловой генератор на твёрдом топливе полностью бездействует ночью на протяжении 4 часов (после остывания), а площадь нашего небольшого дачного дома 30 кв. м. Следовательно, бочка должна отдавать в час примерно одну десятую площади — 3 кВт. Итого, 12 кВт за ночь. При этом разницу температур бочки и отопления примем максимум 40 градусов (скажем, если в ёмкости вода нагрета до 90, то в радиаторах — хотя бы до 50).

Согласно школьному курсу физики, m=Q/Ct, где

  • Q — вся тепловая энергия, у нас это 12 кВт,
  • С — удельная теплоёмкость агента, то есть воды, равная 0,0012 кВт/кг х гр. Цельсия,
  • t — разница температур.
Как сделать теплоаккумулятор для твердотопливного котла из бочки

Получаем по этой формуле: m = 12/0,0012х40 = 250 кг. Таким образом, можно принять объем воды равный 250 литров. Выходит, в качестве теплоаккумулятора для твердотопливного котла при заданных условиях нам подойдёт металлическая бочка на 250 литров. Примерные размеры такой бочки — 600х900 мм. То есть диаметр равен 0,6 м., а высота (длина) — 0,9 м.

Читайте также:  Из чего можно сделать декоративный портал для камина

Что нужно взять

Для процесса изготовления нашего теплоаккумулятора необходимо заготовить следующие материалы и инструменты.

  • Обычная металлическая бочка, её можно купить в магазине,
  • сварочный аппарат с маской и электродами,
  • электроинструмент типа «болгарки» и диски шлифовальные и отрезные, дрель и свёрла, коронка по металлу.
  • два стандартных стальных патрубка для отопления, каждый с резьбой на конце, обычно на 3/4 дюйма,
  • минвата.

Начать процедуру лучше при участии помощника. Кроме того, должен быть уже готов чертёж.

Чертёж теплоаккумулятора

Пошаговое изготовление своими руками

Это важно знать! Нельзя использовать пластиковую бочку. Она не способна выдержать рабочую температуру теплового агента, достигающую 90 градусов Цельсия. Стенки такой бочки во время работы в системе просто начнут плавиться. Исключение могут составить пластиковые ёмкости, на которых указана производителем максимальная температура содержимого выше 90 градусов. Но в этом случае ещё нужно решить, как приделать патрубки.

Ещё несколько замечаний

Как сделать теплоаккумулятор для твердотопливного котла из бочки

Вот мы и сделали простой теплоаккумулятор для небольшой системы отопления. Как итог — ещё несколько важных замечаний. Для нашего примера необходимый объём бочки получился 250 литров. Однако когда дом большой, может понадобиться накопитель гораздо большего размера. В таком случае лучше будет сварить кубический короб. К тому же, его легче утеплить специальными материалами.

Некоторые умельцы используют для такого варианта стандартный, так называемый европейский, куб объёмом 1000 литров. Он продаётся во многих магазинах. Но здесь нужно помнить, что он пластиковый. Как правило, максимальная температура воды, которую выдерживает «еврокуб», равна 70 градусам по Цельсию, если в маркировке не указано иное. Так что использовать данную ёмкость в системе отопления просто опасно.

И ещё об утеплителе. Пенопласт — это идеальный вариант для кубического короба из металла. Дело в том, что данный утеплитель легко клеить к стенкам. Минвата больше подойдёт для обычной бочки, но нужно будет придумывать, как её закреплять, ведь описанный нами метод с металлическими кольцами не обязателен к применению.

Конструкция

Конструктивно тепловой аккумулятор представляет собой резервуар, утепленный со всех сторон, с несколькими входными и выходными трубами. Теплоизоляция защищается металлическим покрытием. По сути это термос.

Предусмотрен и электрический подогрев аккумулятора. Несколько пар труб обусловлены тем, что аккумулятор может получать тепло от нескольких источников, например, от твердотопливного котла отопления или резервного, если такой имеется, от солнечных коллекторов. А отдавать тепло батареям отопления или в систему горячего водоснабжения.

Конструкция

Утепление аккумулятора сделано из специальных материалов с низкой теплопроводностью, позволяющей хранить накопленное тепло продолжительное время. По форме он обычно выполняется в виде вертикального цилиндра.

Объем резервуара колеблется от 350 до 3500 литров. Обычно выполняется из углеродистой стали, но бывает и из нержавеющей. В зависимости от давления в отопительной системе производят аккумуляторы, рассчитанные на 2-3 атмосферы и на 6-8 атмосфер.

Устройство можно сделать своими руками

При должной сноровке и знании законов физики можно соорудить теплоаккумулятор для котла своими руками. В самом простом виде это будет обычная металлическая бочка с одной входной и одной выходной трубой. Но эффективность такого устройства будет минимальной. Нужно еще провести внутреннюю теплоизоляцию, чтобы сделать невозможным теплообмен с окружающей средой.

Устройство можно сделать своими руками

Самым действенным вариантом будет сбор системы таким образом, чтобы теплообменник изначально находился в аккумуляторе, а котел прогревал его до нужной температуры. При этом часть будет идти в систему отопления, а излишек оставаться внутри и ждать своего часа. Отзывы о теплоаккумуляторах говорят, что для нормального функционирования необходимо делать расчет на 1 киловатт мощности котла — 50 литров вместимости емкости для сбора тепловой энергии.

В среднем, цена теплоаккумулятора составляет 10-12 тысяч рублей. Все зависит от емкости и использованных при производстве материалов. Изделие отличается высокой надежностью, так как состоит из минимального количества элементов и не оснащено никакой электроникой. Внутренние поверхности обработаны специальным антикоррозийным составом, чтобы агрегат мог выдерживать длительный контакт с водой.

Как изготовить и подключить теплоаккумулятор своими руками

Решить вопрос, как изготовить теплоаккумулятор для отопления своими руками, не очень сложно, особенно если вы умеете пользоваться сварочным аппаратом. Простейший конденсатор тепла, в задачи которого входит увеличение КПД системы отопления, представляет собой обыкновенную, хорошо утепленную емкость, в которую врезаны патрубки для подключения трубопроводов и некоторого оборудования в виде датчиков температуры, давления и взрывного клапана. Изготовить такое устройство можно либо из трубы большого диаметра, либо из листового железа – из этих материалов собирается полностью герметичная емкость, в которую впоследствии врезается два патрубка для подключения подающих трубопроводов (их вваривают в самой верхней точке бака) и два патрубка для обратного трубопровода (ввариваются в самой нижней точке емкости). Каждая пара резьбовых патрубков устанавливается четко друг напротив друга. Теперь вверху бака дополнительно ввариваем полудюймовые муфты (минимум 2шт.) и в них устанавливаем термометр и взрывной клапан. Последний при обвязке лучше подключить к дренажному каналу стационарным трубопроводом.

Читайте также:  Как правильно подобрать камин, работающий на газе?

Завершающим этапом изготовления теплоаккумулятора своими руками является его теплоизоляция – в заводских условиях для этого используется двухкомпонентный полиуретановый герметик (монтажная пена), но ничего страшного не произойдет, если утепление бака осуществить обычной монтажной пеной. Дело здесь только в стоимости утепления – лучше обзавестись пистолетом и производить утепление бака профессиональными баллонами монтажной пены. В принципе, бак готов к подключению и эксплуатации, но если вам не нравится его внешний вид, то можете поместить его в еще один корпус, самостоятельно изготовленный из тонколистовой стали.

Как изготовить и подключить теплоаккумулятор своими руками

В завершение темы несколько слов о рациональности использования теплового аккумулятора в системах отопления. Как и говорилось выше, его применяют в системах отопления с твердотопливными котлами или солнечными коллекторами. Но и в других ситуациях его применение будет полностью оправдано. Взять, к примеру, электрокотел и оплату за потребленную им энергию по двухтарифному счетчику – ночью энергия дешевле, и его можно включать на полную катушку. Днем же его функцию частично будет выполнять теплоаккумулятор. Экономия налицо. Точно так же обстоят дела и с газовым котельным оборудованием – здесь экономичная работа отопительной системы достигается за счет циклов поочередного использования теплоаккумулятора и самого котла. Кроме того, бак, установленный первым от котла, будет дольше поддерживать в нем высокую температуру и, как результат, перерывы между включением и выключением газовой горелки будут значительно больше

Против скачков в давлении водоснабжения

Водопроводная сеть часто бывает нестабильной, поэтому элементы системы отопления, использующие ее, могут страдать от скачков давления. Чтобы обезопасить технику, используется гидроаккумулятор для системы отопления. Часто его сравнивают с мембранным расширительным баком, но не все знают, что это не одно и то же.

Гидроаккумулятор в системе отопления

Против скачков в давлении водоснабжения

Мембранный бак используется для того чтобы сгладить расширения теплоносителя (воды). А для питьевой воды используется гидроаккумулятор для системы отопления схема установки которого служит для поддержания запаса воды, поддержания необходимого напора, защиты системы от гидроударов.

Выбираем теплоаккумулятор

ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие:

Выбираем теплоаккумулятор
  • давление в системе отопления;
  • объем буферной емкости;
  • наружные размеры и вес;
  • оснащение дополнительными теплообменниками;
  • возможность установки дополнительных устройств.

Объем буферной емкости. От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.

Наружные размеры и вес. Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери.

Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.

Оснащение дополнительными теплообменниками. При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.

Выбираем теплоаккумулятор

Возможность установки дополнительных устройств. Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы.

Teplius

Теплоаккумулятор (ТА, буферная емкость) представляет собой устройство, обеспечивающее накопление и сохранение тепла в течение длительного времени для его дальнейшего использования. Простейшим примером накопителя тепла служит обычный бытовой термос. В качестве еще одного примера можно назвать обычную печь из кирпича, которая нагревается при сжигании в ней топлива, а после окончания топки печь еще несколько часов продолжает отдавать тепло, обогревая помещение.

Использование буферной емкости в системах отопления и горячего водоснабжения обеспечивает бесперебойную подачу нагретого теплоносителя к отопительным приборам независимо от того, работает ли котел в данный момент или нет.

Тепловой аккумулятор позволяет также повысить эффективность работы всей системы, увеличить ресурс оборудования и значительно снизить расход энергоресурсов на обогрев помещений и ГВС.

Приобрести готовый бак-аккумулятор можно в магазине либо изготовить его самостоятельно. При этом важно правильно рассчитать его емкость и другие технические параметры, а также правильно подключить буферный накопитель к системе отопления.