Статьи

Как работает теплоаккумулятор?

Что такое теплоаккумулятор?

Теплоаккумулятор  это буферная емкость, которая служит для накопления избыточного тепла, возникающего в процессе работы котла, с целью дальнейшего его использования в системе отопления в периодах между загрузками топлива. Правильно подобранный теплоаккумулятор позволит снизить загрузки топлива до одного раза в сутки в наиболее холодное время суток, а также сэкономить до 50% ваших средств на топливо. Вместе с тем существует возможность  автоматизировать подачу тепла в систему отопления из буферной емкости, установив необходимые датчики температуры, что позволит существенно повысить теплоотдачу и сократить количество загрузок топлива в камеру сгорания котла.

Конструктив

Теплоаккумулятор представляет собой, как правило, цилиндр с двумя донышками, патрубками подачи теплоносителя, теплоизоляцией и внутренними теплообменниками для передачи тепла иным контурам.  В зависимости от конструкции буферные емкости бывают:

  • пустыми;
  • с теплообменником;
  • с внутренней накопительной емкостью для нужд горячего водоснабжения;
  • с ТЭНом.

Исполнение буферной емкости может быть любого вида. Как правило, оно зависит от размеров топочной (комната, где находится котел) и особенностей работы системы. Внутреннее покрытие теплоаккумулятора должно быть устойчиво к водной среде, и не вызывать коррозии внутренних поверхностей емкости. На стадии проектирования топочной необходимо учитывать место расположения и сторону обслуживания теплоаккумулятора, толщину теплоизоляции, высоту емкости, подвод дренажной канализации и организацию отопления топочной. Это снизит теплопотери и сохранит тепло внутри емкости на протяжении более длительного времени.

Емкость

Теплоаккумуляторы Termico изготавливаются с минимальным количеством сварных швов, что обеспечивает надежность конструкции. Емкость состоит из 2-х днищ и обечайки, которая варится 1 швом. Толщина металла, используемого в емкости строго регламентирована и должна соответствовать следующим требованиям:

На емкости предусматривается стандартное количество резьб (выходов, патрубков) для подключения. Обычно это:

  • 2 входа/выхода подключение системы отопления;
  • 2 входа/выхода подключение системы отопления;
  • 2 входа/выхода для подключения датчиков температуры;
  • 1 сливной выход;
  • 1 выход под группу безопасности.

Стандартные диаметры подключений – ½, 1, 1 ½, 2 дюйма. Диаметр подключения котла должен совпадать с диаметром выхода на емкости.  Выходы для подключения датчиков температуры расположены в нижней и верхней части емкости. Такое расположение позволяет точно снимать данные температуры, так как на баках выше 2 метров разница температуры может быть больше 20 градусов.

Варианты подключения емкости:

Варианты подключения теплоаккумулятора к системе отопления

Кроме стандартных вариантов подключения, возможно индивидуальное изготовление по чертежам заказчика емкости.

Днища

При покупке либо самостоятельном изготовлении емкости следует обязательно обращать внимание на форму днища. Торцевые днища (другое название – донышки) являются важным конструктивным элементом емкости для отопления. Любой сосуд, работающий под давлением, должен соответствовать требованиям ГОСТ 52630-2012, согласно которому днища емкости должны быть эллиптические, торосферические, полусферические, сферические. Не допускаются ровные донышки. Рекомендуем ознакомиться с нормами, установленными ГОСТ 6533-78 касательно формы и толщины стенки днищ для емкостей, работающих под давлением.

Внимание! Толщина стенки днища должны быть равной либо больше толщины стенки обечайки емкости. Пример: если толщина стенки вашего теплоаккумулятора 3 мм, то толщина днища (верхнего и нижнего) должна быть 3 мм либо больше, толщина в 2 мм недопустима.

Часть производителей предлагает теплоаккумуляторы в форме прямоугольника или других формах с плоскими днищами. Установка и эксплуатация таких баков прямо запрещена действующими нормами законодательства и небезопасна для системы отопления.

Теплообменники

Теплообменник представляет особой навитую внутри бака спираль из трубы. Мощность теплообменника зависит от материала, толщины стенки, диаметра и длины трубы. Теплообменник может изготавливаться из углеродистой или нержавеющей стали. Установка змеевика из нержавеющей стали подойдет для нужд ГВС; для съема тепла или нагрева емкости достаточно установить змеевик из углеродистой стали.

Верхний теплообменник служит для теплосъема. Он предназначен для обеспечения горячего водоснабжения, снятия тепла на другие контуры системы отопления.

Нижний теплообменник греющий. Он предназначен для подключения дополнительного отопительного контура: теплового насоса, солнечного коллектора, электрического котла. Кроме того, через нижний змеевик подключают теплые полы.

Также с особенностями работы теплоаккумулятора с теплообменниками можно ознакомится в отдельной статье.

Бак ГВС

Внутрь теплоаккумулятора возможно установить второй бак (тем самым получить конструкцию «бак в баке») для обеспечения домохозяйства горячей водой. В отличие от теплообменника, внутренний бак нагревается накопительным, а не проточным способом от контакта стенок внутреннего бака с теплоносителем внутри емкости. Внутренний бак может быть различного литража от 50 до 150 литров. Материал бака для ГВС – углеродистая сталь с покрытием термостойкой пищевой эмалью.

Внутри бака ГВС обязательно должен быть соответствующим образом подобранный магниевый анод, который подлежит ежегодной замене. Важным моментом является наличие дополнительного вывод из бака для установки группы безопасности либо подрывного клапана. Максимальное давление внутри ёмкости должно быть установлено на отметке 3 атм.

Внимание! При расчете необходимого объема теплоаккумулятора следует помнить, что при наличии внутреннего бака в ёмкости следует вычитать объем вытесняемого теплоносителя. Пример: теплоаккумулятор на 1000 литров с внутренним баком на 150 литров. Рабочий объем емкости равен 1000 – 150= 850 литров.

Также с особенностями работы теплоаккумулятора с баком ГВС можно ознакомится в отдельной статье.

ТЭН

Во многих заводских моделях предусмотрена установка резьбового ТЭНа для нагрева теплоносителя. Мощность ТЭНа должна подбираться в соответствии c литражом емкости и поставленной задачей. Рассчитать необходимый ТЭН достаточно просто по формуле:

Литраж ёмкости*1,2*55/желаемое время нагрева в часах.

Также с особенностями работы теплоаккумулятора с ТЭНом можно ознакомиться в отдельной статье.

В теплоаккумуляторах Termico возможна установка ТЭНа на 2, 3, 4,5, 6, 9, 12 кВт.

Магниевый анод

В большинстве буферных емкостей установка магниевого анода не нужна. Анод устанавливается исключительно в баке для ГВС внутри теплоаккумулятора либо, при желании заказчика, в сам теплоаккумулятор. Установка магниевого анода оправдана при условии большого количества кислорода в теплоносителе.

Теплоизоляция

Буферная емкость обязательно нуждается в качественной теплоизоляции. Теплоизоляция емкости может быть выполнена заводом-производителем либо изготовлена самостоятельно. Оптимальное решение изоляции – вторично-вспененный пенополиуретан. Термическое сопротивление такой теплоизоляции составляет 3,5 Вт на 1 метр Кельвина, что в пересчете на ориентировочные теплопотери составляет 10 градусов в сутки.

В качестве материала изоляции также может использоваться минеральная вата, поролон,  каучук и другие материалы.

Следует помнить, что оптимальная толщина изоляции емкости составляет 100 мм слоя изоляции плюс декоративный чехол.

Теплоаккумуляторы Termico утеплены 100 мм вторично-вспененным пенополиуретаном с защитным чехлом из флизелина. Чехол черного цвета из флизелина предназначен для быстрого монтажа или демонтажа изоляции. На него монтируется чехол из кожзаменителя красного цвета, который обеспечивает дополнительную изоляцию и простой уход за внешней поверхностью бака.

Внутреннее покрытие

Теплоаккумулятор может обрабатываться внутри антикоррозионным покрытием для увеличения срока службы. Баки Termico покрываются слоем бакелитового лака, который запекается в камере покраски и обеспечивает защитное покрытие. Данная технология уникальна и позволяет обеспечить срок службы емкости до 30 лет!

Преимущества установки теплоаккумулятора Termico:

  • существенное снижение затрат на отопление (до 50%);
  • уменьшение периодичности загрузки топлива;
  • выравнивание перегрева и недостаточного прогрева помещений в единый рабочий цикл с постоянной температурой;
  • удобная и безопасная эксплуатация котла;
  • упрощение обслуживание котла;
  • увеличение срока службы котла и системы отопления.

Варианты подключения теплоаккумуляторов Termico

Существует несколько вариантов подключения теплоаккумулятора в систему:

    в системе с твердотопливным котлом

     В этом случае теплоаккумулятор Termico принимает избыток тепла от сгорания топлива, который образуется после того, как помещения прогрелись до требуемой температуры, а в камере сгорания еще осталось несгоревшее топливо, после чего отдает его системе отопления по мере остывания помещений. Это наиболее распространенный вариант использования теплоаккумуляторов. Избыточное тепло от сгорания топлива аккумулируется в верхней части емкости, после чего передается системе отопления. В данном варианте аккумулирующий бак может работать как компенсатор давления. Давление образуется внутри котла и по трубопроводу передается системе. Компенсируя давление, теплоаккумулятор предохраняет котел от возможного взрыва. Обязательным условием установки является организация контура обвязки между твердотопливным котлом и буферной емкостью, который включает в себя трехходовой термосмесительный клапан, циркуляционный насос, байпас, а также расширительный бак для компенсации температурного расширения теплоносителя и поддержания постоянного давления в контуре. В таком варианте емкость можно устанавливать как в открытой, так и в закрытой системе отопления. Для более безопасного использования в закрытой системе отопления (с мембранным расширительным баком) необходимо в верхней части теплоаккумулятора установить группу безопасности, включающую в себя: сбросной клапан, автоматический воздухоотводчик и манометр для контроля давления в системе.

Теплоаккумулятор с твердотопливным котлом

  – в гелиосистеме

В гелиосистеме теплоаккумулятор устанавливается тогда, когда пики выработки тепла не совпадают с пиками его потребления. Принимая избыток тепла, которое образуется в наиболее солнечные дни, бак отдает его системе отопления ночью либо в те дни, когда мощности гелиоколлектора недостаточно для полной компенсации теплопотерь из помещений. Такой подход существенно экономит денежные затраты на энергоносители и увеличивает срок эксплуатации гелиоколлектора. Объем теплоаккумулятора в такой системе подбирается в зависимости от максимального избытка тепла при минимальной потребности.

Теплоаккумулятор с гелиосистемой

 – в комбинированной системе

В комбинированной системе буферная емкость распределяет потоки движения теплоносителя, служит передаточным устройством между различными контурами теплоснабжения, а также компенсирует тепловой дисбаланс в системе за счет сохранения тепла внутри теплоаккумулятора. В таком варианте подключения возможно добиться максимального КПД теплоаккумулятора, так как в этом случае есть возможность в полном объёме принимать весь избыток тепла и отдавать его различным контурам по мере необходимости.

Теплоаккумулятор в комбинированной системе отопления

Теплоаккумулятор  целесообразно использовать в комбинации с электрическим котлом и двухтарифным счетчиком, который позволит накапливать тепло ночью по минимальному тарифу и использовать его днем в системе отопления непосредственно из буферной емкости. Аналогичного эффекта можно добиться, установив в емкость ТЭН. Емкость может также выполнять функцию гидравлического разделителя в системах отопления, разделив гидравлически контуры систем отопления, горячего водоснабжения или теплых полов, работать как в закрытых, так и открытых системах, передавать тепло путем теплообмена через спиральный теплообменник, обеспечив тем самым разделение потоков теплоносителей, а также независимость давлений в различных системах. Теплоаккумулятор  обеспечивает равномерный временной прогрев помещений с постоянной температурой внутри помещений на протяжении суток.

Периодичность загрузки котла

Периодичность загрузки топлива в котел зависит от многих факторов, основные из которых это:

  • емкость теплоаккумулятора (чем больше емкость, тем больше воды вы сможете нагреть до требуемой температуры, увеличить ее теплосодержание и в дальнейшем использовать это тепло в системе отопления);
  • размер топки котла (чем больше топка, тем больше вы можете загрузить топлива и тем больше тепла вы сможете накопить в теплоаккумуляторе до следующей загрузки);
  • теплопотери здания (снизив тепловые потери через стены, окна, чердак и пол, вы снизите тепловую потребность здания и, как следствие, увеличите запас мощности теплоаккумулятора);
  • высокое КПД котла (дает возможность в полной мере использовать тепло от сгорания топлива в системе отопления, минимизировав выбросы тепла через дымоход);
  • качество топлива (высокая калорийность топлива дает возможность получать большее количества тепла от его сгорания. На теплотворную способность топлива также влияет его влажность, зольность, дисперсность).

Сравнение работы котла с теплоаккумулятором и без

К чему приводит работа котла без теплоаккумулятора

Зачастую покупатели экономят средства и не устанавливают буферную емкость, что в итоге негативно сказывается на эксплуатации твердотопливного котла и ведет к ряду проблем, среди которых:

  • засорение теплообменных поверхностей внутри котла, появления сажи в дымоходе, регулярные чистки, снижение КПД работы котла;
  • частое срабатывания предохранительного клапана в результате перетопки котла и, как следствие, слитие теплоносителя из системы;
  • неэффективное использование топлива, что ведет к удорожанию тепла, отсутствие возможности аккумулирования избытка тепла, которое появляется в процессе работы котла в номинальном режиме;
  • частые загрузки топлива, невозможность обслуживания котла в любое время

Зачем нужны баки аккумуляторы для отопления Последствия отсутствия аккумулирующей емкости для котла

Как правильно подобрать теплоаккумулятор к котлу?

Правильный расчёт и подбор емкости зависит от ряда факторов, а именно: типа отопительного прибора, отапливаемой площади, количества воды в системе отопления, теплопотерь дома на единицу времени, необходимости получения горячей воды от теплоаккумулятора для бытовых нужд.  Типовые коэффициенты расчета емкости теплоаккумулятора на мощность отопительного прибора:

Тип котла Коэф. расчета
Твердотопливный котел прямого горения 35-50 литров на 1 кВт
Котел длительного горения 20 литров на 1 кВт
Пиролизный котел 25 литров на 1 кВт
Шахтный котел 20 литров на 1 кВт
Электрический котел 100 литров на 1 кВт
Пеллетный котел 10 литров на 1 кВт

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.