Теплоаккумулятор для котлов отопления

    0
    766

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

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

    Что это такое

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

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

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

    Схема ГВС с использованием теплоаккумулятора

    Принцип работы

    В ТА встроены патрубки, через которые происходит теплообмен между котлом, буферной емкостью и радиаторами. Остывшая вода поступает в котел отопления через нижнюю трубу под действием насоса. Горячая вода набирается в бак теплоаккумулятора через верхнюю трубу, тем самым вытесняя холодную. После этого под действием насоса резервуар начинает вновь заполняться холодной водой, а горячая — поступает в отопительные радиаторы.

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

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

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

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

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

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

    В пользу установки ТА говорят такие факты:

    • нет необходимости постоянно следить за работой твердотопливного оборудования;
    • при использовании электрического водяного отопления — дневные тарифы зачастую отличаются от ночных, поэтому теплоаккумулятор можно включать днем в целях экономии;
    • высокий риск перегрева котла

    Преимущества и недостатки

    • загружать топливо можно в любое удобное время, не боясь резкого падения уровня температуры;
    • периоды между обслуживанием котла можно увеличивать;
    • существенная экономия на закупках топлива благодаря «интеллектуальным» датчикам;
    • мягкие колебания температуры не причинят дискомфорта жильцам;
    • возможность подключить емкость к двум котлам одновременно;
    • применяя дополнительные конструктивные решения, ТА можно использовать как накопительный водонагреватель или в целях подпитки теплого пола;
    • исключен перегрев котла и растрескивание его чугунных частей. Прибор может работать на полную мощность до окончательного выгорания топлива.
    • большие габариты, вследствие чего размещение ТА может стать проблемой;
    • значительный вес агрегата — может потребоваться отдельный фундамент

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

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

    Принцип работы ТА можно посмотреть на видео

    Как сделать своими руками

    1. Подготовьте необходимые детали:
    • лист стали или готовый бак объемом не менее 150 л;
    • нагревательный элемент;
    • датчик температуры;
    • клапаны;
    • краны;
    • муфты;
    • скотч;
    • минвата в качестве термоизолятора.
    1. Сделайте герметичную металлическую бочку. Проверьте надежность швов: любая неточность может спровоцировать утечку воды из бака.
    2. Если вы берете уже готовую емкость, перед началом работы ее нужно тщательным образом очистить. Нелишним будет нанести антикоррозионное покрытие на участки бака с признаками повреждений.
    3. В верхней и нижней частях бака вырежьте по два патрубка с каждой стороны. В верхнюю трубу вварите кран для спуска воздуха.
    4. Врежьте две муфты в верхнюю часть корпуса будущего теплоаккумулятора. В них вставляются термодатчик и взрывной клапан.
    5. В нижней части корпуса или в исходящей нижней трубе располагается дренажный кран для слива жидкости.
    6. Для организации проточного обеспечения горячей водой используйте змеевик, который можно сконструировать из медной трубы диаметром 2-3 см и длиной 10-15м. Спираль располагается в верхней части емкости, из которой будет выходить отводной патрубок.
    7. Утеплите бак, обмотав его минеральной ватой, а затем обмотайте скотчем.

    Схема подключения

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

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

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

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

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

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

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

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

    Теплоаккумулятор для котлов отопления: устройство, виды, принципы подключения

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

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

    Установка теплоаккумулятора позволяет:

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

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

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

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

    Как устроен теплоаккумулятор?

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

    В зависимости от конструкции буферные емкости бывают:

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

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

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

    Как быстро расходуются запасы энергии?

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

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

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

    Как подобрать подходящую модель?

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

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

    Как работает теплоаккумулятор будучи в системе?

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

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

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

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

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

    После прогорания всего топлива, заложенного в топку котла, происходит отключение оборудования. Первый циркуляционный насос прекращает свою работу, а второй продолжает функционировать, обеспечивая подачу горячего теплоносителя, припасенного в емкости, в трубопроводную и радиаторную разводку системы отопления. Назад возвращается в термоаккумулятор охлажденный теплоноситель, который каждый раз понижает температуру воды, находящейся в емкости-термосе.

    Что еще можно подключить, кроме котла?

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

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

    Собираем теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками

    Теплоаккумулятор для котлов отопленияОднажды установив теплоаккумулятор в основное отопление загородного дома, будут достигнуты следующие цели:

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

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

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

    Конструктивные особенности теплоаккумулятора

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

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

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

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

    Как быстро расходуется тепловая энергия?

    Теплоаккумулятор для котлов отопления

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

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

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

    Собираем тепловой аккумулятор своими руками

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

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

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

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

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

    Варианты подключения теплоаккумулятора

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

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

    Работа теплоаккумулятора в системе отопления

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

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

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

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

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

    Практические рекомендации специалистов

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

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

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

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

    • Автор: Андрей Витальевич Васильев

    Источники: http://www.portaltepla.ru/kotli-i-kotelnoe-oborudovanie/teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya/, http://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotelnaya/teploakkumulyator.html, http://kotel.guru/truby/teploakkumulyatory/sobiraem-teploakkumulyator-dlya-kotlov-otopleniya-svoimi-rukami.html

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here