Як встановити тепловий акумулятор для опалення різними видами котлів

Зміст:

Особливості конструкції пристрою
Твердопаливні котли
Електричний казан
Багатоконтурні системи теплопостачання
Підключення тепла від гідроакумуляторів
Розрахунок теплової місткості

Тепловий акумулятор - це спеціальний пристрій, який призначається для накопичення тепла з метою його подальшого використання. Застосовується в житловому секторі - у квартирах та індивідуальних будинках, а також у промисловості.

Особливості конструкції пристрою

Акумуляторний бак для системи теплопостачання в найпростішому виконанні виглядає як висока місткість, що має циліндричний або квадратний перетин і декілька розташованих на різній висоті від основи патрубків. Його об'єм може бути в межах від 200 до 3000 літрів, при цьому найбільш популярні вироби на 0,3 – 2,0 кубометра.

Перелік варіантів теплового акумулятора, що випускається для опалення, та властивих йому опцій наступний:

Кількість патрубків може становити від чотирьох до декількох десятків. Ця обставина залежить від конфігурації теплопостачальної системи та числа незалежних опалювальних контурів.
Накопичувальний бак буває теплоізольованим. Нанесення 5 - 10-сантиметровим шаром спіненого пінополіуретану здатне багаторазово знизити втрати тепла у випадках, коли обладнання встановлено поза опалювальним приміщенням. Навіть коли бак змонтований в будинку, теплоізоляція йому не буде перешкодою. Річ у тому, що обладнання об'ємом 0,3 - 2 кубометри віддає значну кількість тепла.
Для виготовлення стінок використовують як чорну, так і нержавіючу сталь. Термін експлуатації бака у другому випадку буде більше, але й вартість стане вище. До речі, перебуваючи в закритій системі вода набуває хімічну інертність, в результаті чого корозійний процес у такого металу, як чорна сталь, значно сповільнюється.
Накопичувальний бак для опалення може мати кілька внутрішніх горизонтально розташованих перегородок, що розділяють його на з'єднані секції. На пристрої бувають фланці для встановлення трубчастих електричних нагрівачів. Якщо вони володіють достатньою продуктивністю, гідроакумулятор для систем теплопостачання зможе виконувати функцію повноцінного електрокотла.
Місткість, що акумулює тепло, інколи оснащують теплообмінником для нагріву питної води, функцію якого може виконувати накопичувальний бак, який знаходиться всередині основної місткості, а також проточний пластинчастий елемент. Витрати на підігрів рідини в такому випадку в порівнянні з кількістю теплової енергії, акумульованої баком, будуть незначними.
У нижній частині теплового акумулятора також може знаходитися додатковий теплообмінник, призначений для приєднання сонячного колектора. Його встановлюють виключно внизу, оскільки так забезпечується максимально висока тепловіддача від колектора навіть при незначній його ефективності.

Наявність теплоакумулятора в системі обігріву житла дозволяє накопичувати запасну теплову енергію. Його використання виправдане лише у певних випадках.

Твердопаливні котли

Порада: Використовуйте наші будівельні калькулятори онлайн, і ви виконаєте розрахунки будівельних матеріалів або конструкцій швидко та точно.

Для агрегатів, що функціонують на твердому паливі, оснащених водяним контуром і без нього, найбільш ефективним є режим, при якому після згоряння дров, вугілля і т. д. спостерігається максимальний ККД і залишається мінімальна кількість золи, кислот і дьогтю.

Регулювання такого параметра як продуктивність котла виконують шляхом обмеження доступу повітря в топкову камеру. Утилізувати зайву теплову потужність можна тільки якщо розжарити до максимуму радіатори, а потім дати їм охолонути.

Але подібний режим функціонування відрізняється неефективністю, він призводить до швидкого зносу труб і місць їх з'єднань, а також створює в приміщеннях мало комфортний температурний режим.

У подібній ситуації може виручити опалення будинку з теплоакумулятором:

коли котел виробляє тепло на повній потужності, а потім воно утилізується в місткість;
після того, як паливо повністю прогорає, вода циркулює між накопичувальним баком і батареями, поступово забираючи у нього теплову енергію.

Електричний казан

Коли джерелом тепла є електрична енергія, теплоакумулюючий обігрів також виявляється вигідним, попри те, що сучасні нагрівальні агрегати можуть ступенево або плавно коригувати потужність і їм не потрібно постійне обслуговування.

Але існування нічного тарифу дозволяє економити гроші, оскільки вартість кіловат-години, коли встановлений двотарифний лічильник, відрізняється в набагато меншу сторону. Програмований котел буде включатися вночі згідно з таймером, і нагрівати бак-акумулятор в системі опалення до максимальної робочої температури, що досягає 90 градусів.

Після цього накопичену в нічний час теплову енергію використовують для теплопостачання житла. Щоб дозувати витрати гарячої води для системи опалення використовують регулювання потужності циркуляційного насосного обладнання.

Багатоконтурні системи теплопостачання

У накопичувального бака є ще один корисний функціонал – одночасно з акумуляцією тепла є можливість застосовувати його в якості гідрострілки. Річ у тому, що на високому корпусі теплоакумулятора зазвичай налічується більше ніж чотири патрубки. Завдяки наявності їх на різних рівнях накопичувальної місткості з'являється можливість відбирати рідину з різною температурою нагріву.

У результаті виходить високотемпературний контур з батареями та низькотемпературний обігрів шляхом облаштування теплої підлоги. Але при цьому все одно буде потрібно встановлення насосів за схемами теплоконтролю.

У різний час протягом доби на одній і тій самій висоті місткості температура може сильно відрізнятися. Парубки використовують не тільки як відводи для опалювальних контурів. Також можна приєднувати до теплоакумулятора кілька котлів різного типу.

Підключення тепла від гідроакумуляторів

Систему теплопостачання з тепловими накопичувальними баками облаштовують наступним чином: підключають їх аналогічно тому, як це роблять з гідрострілками. Відрізняються теплові батареї від них виключно об'ємом і наявністю теплоізоляції.

Теплоакумулятори комплектують подавальним і зворотним трубопроводами, приєднаними до котла. Подачу підключають до верхньої частини накопичувальної місткості, а зворотку – до нижньої.

Підживлення вторинних контурів залежить від того, яка їм необхідна температура рідини. Для високотемпературного теплопостачання відбір води здійснюється у верхній частині бака, а для низькотемпературного обігріву – в нижній.

Розрахунок теплової місткості

Згідно з інструкцією теплову місткість розраховують, користуючись нескладною формулою:

Q = mc(T2-T1), де:

Q – кількість накопиченої теплоти;
m – маса води, що знаходиться в баку;
с – питома тепломісткість, рівна для води 4200 Дж/(кг·град);
Т2 - Т1) – різниця між початковою і кінцевою температурою робочого середовища.

Наприклад, теплоакумулятор має об'єм 2 кубометри, дельта температур становить 20 градусів і він може накопичити 2000 кг. В результаті обчислень виходить, що бак здатний буде віддати за одну секунду 168 мегаватів теплової потужності або 5 кіловатів протягом 9,3 години.