Теплоаккумулятор для котлів опалення пристрій, розрахунок і підключення

Теплоаккумулятор для котлів опалення являє собою буферну металеву ємність, яка встановлюється у розтин між котлом і елементами, куди надходить гаряча вода. Як правило, бак має циліндричну форму, але зустрічаються і прямокутні. Зовні теплоаккумулятор (ТА) покритий шаром пенополиуретановой теплоізоляції. Внутрішній простір ємності заповнене теплообмінниками у вигляді змійовиків або спіралей. «Хвости» цих поверхонь виведені назовні, а до них підводиться теплоносій. Кількість штуцерів, їх діаметр і прив'язка по висоті залежить від схеми, за якою буде підключатися буферний бак.

Теплоаккумулятор, автоматика, труби, фітинги - все це коштує чимало грошей і, природно, люди хочуть розуміти, доцільність встановлення додаткового обладнання. Зрозуміти, допоможе наочний приклад.

У людини вдома стоїть котел на твердому паливі потужністю 20 кВт. При сильних морозах будинок буде втрачати 18-20 кВт тепла на годину, тобто ККД котла буде максимальним. Зовсім інакше йде справа восени і навесні. При 0 ° C теплові втрати складуть приблизно 8 кВт. Спроби споживача знизити потужність котла будуть безуспішними, так як регулювання твердопаливних теплогенераторів обмежена діапазоном ± 2 кВт. Для таких випадків і ставиться ТА. Він накопичує «зайве» тепло, а після того, як паливо прогорає і котел припиняє свою роботу, починає це тепло віддавати на обігрів приміщення і на роботу ГВС і теплої підлоги.

Є безліч схем підключення ТА в систему опалення будинку. Він комбінується з газовим і електричним котлом, сонячними колекторами та ґрунтовими насосами. Найпоширеніша і швидко окупається з усіх схем - схема з твердопаливним котлом і ТА.

Схема з твердопаливним котлом і теплоаккумулятором

У цій схемі ТА є проміжною ланкою між котельним та опалювальним контуром. Теплоносій нагрівається в твердопаливних котлі, проходить групу безпеки, яка стоїть відразу на подачі. Передбачається захист від низькотемпературної корозії: циркуляційний насос буде прокачувати теплоносій по замкнутому контуру через байпас, поки його температура на подачі в котел не досягне 65 ° C.

Якщо температура води на вході в котел буде нижче 65 ° C, то на стінках труб, що проходять всередині котла, почне виступати конденсат. Це призведе до посиленої корозії, і пристрій швидко вийде з ладу.

Після цього клапан на байпасе перекривається і теплоносій починає гріти воду в накопичувальному баці. Після вигоряння палива котельний контур перекривається. Починається паркан теплоносія в опалювальний контур з верхньої частини бака. Його температура регулюється термостатичним триходовим клапаном, який розбавляє гарячу воду холодної з обратки. Пройшовши всі радіатори опалення, вода повертається в нижню частину теплоаккумулятора. Система є замкнутої, переміщення середовища здійснюється за допомогою циркуляційних насосів.

Важливо! Будь-яка схема, яка працює під тиском, включає в себе розширювальний мембранний бак. Він потрібен для компенсації об'єму теплоносія при нагріванні. При підвищенні температури до 100 ° C обсяг збільшується на 4%. Розрахунок показує, що в системі опалення з вбудованим теплоаккумулятором ємність розширювального бачка може досягати 70 - 80 л.

Розрахунок обсягу теплоаккумулятора

Розрахувати обсяг ТА для будинку, можна двома способами. Зробити розрахунок обсягу бака за формулою:

Vбака = 13,5 * Qкотла * T, де

Qкотла - теплова потужність котла, кВт

Т - час, за яке прогорає одна закладка палива (розрахунок ведеться в годинах).

Наприклад, якщо котел потужністю 20 кВт, а паливо в ньому вигорає за 5 годин, то:

Vбака = 13,5 * 20 * 5 = 1350 л.

Розрахунок показує, що нам потрібна буферна ємність об'ємом 1350 літрів.

Другий спосіб більш точний:

Vбака = Qmax / С (T2-T1), де

С - теплоємність води, const = 4.18 Дж / (кг * К);

Qmax - загальна кількість тепла, накопичене в баку. Розрахунок його здійснюється за той час, який знадобиться для повного вигоряння однієї закладки палива, кДж (кВт * год);

Т2 - максимальна температура в теплоаккумуляторе, приймається близько 85 - 90 ° C;

Т1 - температура в обратке, для котлів на твердому паливі приймається 55 - 65 ° C;

Також можна при попередньому розрахунку прийняти наступні приблизні цифри - на кожен кВт потужності котла доводиться 30 - 50 літрів обсягу ТА.

Вибір матеріалу корпусу

Матеріал корпусу - «нержавійка» або низьковуглецевий сталь. Нержавіючої сталі не кородує і термін її експлуатації - десятки років. Чорна сталь в кілька разів дешевше, але тоді в системі бажано поставити пристрій для уловлювання іржі.

Якщо схема підключення передбачає кілька контурів: опалення, тепла підлога, сонячний колектор і т. Д. То співвідношення діаметра і висоти повинно бути не менше 1: 3.

Переваги і недоліки схеми з теплоаккумулятором:

Там, де місцевість не газифікована, застосування акумуляторного бака в комплексі з твердопаливним котлом дає суттєву економію палива - до 30%. Теплоаккумулятор для опалення згладжує температурні скачки, скорочує загальний час обслуговування системи.
Якщо стандартна схема «твердопаливний котел - буферна ємність» доповнюється резервної лінією з газовим котлом, то усувається один з головних недоліків в її роботі. Справа в тому, що бак почне роздачу гарячої води тільки після того, як нагріється сам, а на такий великий обсяг знадобиться не менше 5-6 ч. У цій же схемі, газовий котел може працювати автономно від основної лінії, нагріваючи воду для опалення та ГВП. Коли почнеться подача гарячої води з бака, газовий котел автоматично відключиться.
Будь-яка схема з теплоаккумулятором має один великий недолік - висока вартість акумуляторного бака і автоматики. Розрахунок простий: більше бак - вища ціна. Можна зробити схему без дорогих контролерів, але все одно доведеться сильно витратитися на бак і змішувально-насосні блоки. Звичайно, з часом обладнання окупиться.
Термоаккумулятор - оптимальне рішення для власників сонячних колекторів та теплових насосів. Споживач «зливає» в буферну ємність все нерегулярно отримується тепло від цих джерел плюс надлишкову теплоту котла, отримуючи натомість гарячу воду для своїх потреб.

Установка і підключення теплоаккумулятора

Акумулює бак для системи опалення, котел і обв'язка потребують великої площі під установку - бажано в окремому утепленому приміщенні. До речі, потрібно врахувати, що стандартна ширина дверних прорізів близько 800 мм. Купуючи бак більшого діаметру, доведеться знімати дверну коробку. Розмір ємності необхідно вважати не по діаметру циліндричної частини, а по крайніх точках патрубків.

На другий поверх теплоаккумулятор об'ємом більше 1 000 л краще не ставити, тому що перекриття може не витримати. Якщо бак буде монтуватися на першому поверсі або в підвалі будинку, то під його установку бажано залити бетонну плиту товщиною 40 - 50 мм.

Буферний бак, як і будь-яка ємність під тиском, повинен обладнуватися автоматичним воздушником, запобіжним клапаном і манометром. У нижній точці ємності до баку підключається дренажна лінія для зливу води при ремонті. По висоті бак комплектується температурними датчиками. Пристрій бака включає в себе лаз для внутрішнього ремонту.

Діаметр патрубків бака повинен збігатися з діаметром підвідних і відвідних трубопроводів котельного, опалювального чи будь-якого іншого контуру. Підключення, як правило, різьбове, але баки з тиском вище 6 атм з'єднуються з системою через фланці.

Щоб забезпечити природну циркуляцію в контурі при відключенні електроенергії, патрубок обратки бака потрібно зробити вище патрубка обратки котла, а висота між трубами подачі і обратки в котельному контурі повинна становити не менше 2,5 - 3 метрів.

Нюанси використання теплоаккумуляторов і поради по експлуатації