100% ККД не буває. Закони фізики просто не дають жодного шансу на такий результат. А дуже шкода, погодьтеся. Адже дуже хочеться, щоб опалювальний котел працював не з заявленим ККД, наприклад, 75%, а 80% і навіть більше. Як це зробити? Звичайно існує безліч варіантів, які залежать і від типу палива, від самої системи та іншого. Однак є ще один безпрограшний варіант - установка теплоаккумулятора. Навіщо він потрібен, як система працює разом з ним, а також багато інших питань ми розглянемо в цій статті.
роль теплоаккумулятора
Звичайно, перший виникає питання - а навіщо в опалювальній системі взагалі потрібен цей невідомий агрегат? Які проблеми він вирішує?
По-перше, почнемо з того, що теплоаккумулятор - це величезний бак з відмінною теплоізоляцією.
У нього надходить гаряча вода від котла і зберігається там до тих пір, поки система не буде потрібно приплив теплоносія. Взагалі установка цього обладнання практикується найчастіше з твердопаливними котлами. І справа тут полягає в специфіці згоряння палива: тверде паливо згорає не відразу, а по закінченні якогось проміжку часу. А це означає, що після завантаження чергової партії палива котел не зможе нагрівати воду для системи опалення якийсь час. Будинок почне остигати, і цей процес буде тривати якийсь час, поки дрова або вугілля не почнуть віддавати свій жар теплоносія.
Щоб уникнути таких перепадів і не залишитися без тепла на тривалий час, і потрібен теплоаккумулятор.
Які ще функції виконує цей пристрій?
- Запобігає перегріванню котла - можливо таке, що завантажена партія палива догрівали теплоносій до потрібно температури, але не прогоріла повністю і триває нагрів системи. Якщо надлишок води нікуди не діти, котел може перегрітися, а труби - лопнути. У теплоаккумулятор якраз і зливається цей надлишок.
- Підвищує ККД котла до 85% - це стосується котлів на твердому паливі. Один з варіантів запобігання перегріву - слив окропу в каналізацію. Тільки уявіть скільки палива було куплено і спалено просто так, тому що таким котлом досить важко керувати. Цей бак не дозволяє ваших грошей витікати в каналізацію. Коли система не потребує припливу гарячої води, вона направляється в цей бак.
- Спрощується управління котлом - як ми вже сказали, котла на твердому паливі важкий в контролі. Установка бака вирішує ці проблеми - вам не потрібно буде постійно бігати і довантажувати невелику порцію дров, щоб теплоносій нагрівся ще трохи.
- Завжди під рукою гаряча вода - ви в будь-який момент часу будете забезпечені обсягом гарячої води для всіх своїх потреб (душа, ванни, миття посуду та ін.)
Вигода при використанні теплоаккумулятора
Наскільки виправдана покупка такого пристрою і його установка? Чи ефективний цей акумулятор тепла? Це ми дізнаємося, розглянувши просту ситуацію.
Отже, у вас будинок і твердопаливний котел підходящої потужності - 11 кВт, в який потрібно завантажувати дрова, вугілля або пелети кожні 3-3,5 години. Погодьтеся, встати 3 рази за ніч - не найприємніша перспектива, тому потрібно якось збільшити інтервали між завантаженнями палива. Як це зробити?
Варіант №1 - купити котел більшої потужності, щоб в нього можна було покласти більше дров і вони прогоряли б довше. Але це не оптимальний варіант, так як котел буде виробляти таку кількість теплої води, яке просто не зможе використовуватися системою в потрібний час. А це говорить про перегрів і закипании теплоносія.
Варіант №2 - встановити теплоаккумулятор на 280 літрів. Він дозволить накопичити близько 150 кВт енергії, якщо ви будете деякий час завантажувати котел повністю. Той запас гарячої води, яку він накопичить за час роботи котла, вам вистачить на 10-12 годин. В цей час в котел не потрібно підкидати паливо.
Коли потрібен теплоаккумулятор?
У цьому розділі ми розглянемо, а в яких випадках власникам варто задуматися про установку теплоаккумулятора, а кому він не буде потрібно.
- Якщо у вас велика потреба в гарячій воді - під великий мається на увазі сім'я з 5 чоловік і більше і кілька санвузлів. В такому випадку вам не доведеться чекати покааааа там вода нагріється.
- Якщо у вас твердопаливний котел - в такому випадку установка ємності практично обов'язкова, якщо ви не хочете кожні кілька годин бігати закладати дрова.
- У вашому регіоні діють пільгові тарифи на електроенергію - тоді теплоаккумулятор дозволить зберігати гарячу воду, нагріту в нічний час за дешевшим тарифом.
- Є циркуляційні насоси в системі опалення.
- Змонтовані батареї альтернативних джерел тепла (вітряні, сонячні).
- Вам потрібно скоординувати роботу кількох опалювальних пристроїв (наприклад, твердопаливного і електричного котлів).
Як працює система з теплоаккумулятором?
Тепер давайте розберемо як буде працювати опалювальна система з котлом і вбудованим теплоаккумулятором.
- Після включення системи активується циркуляційний насос (розташовується на лінії між котлом і теплоаккумулятором). Він починає працювати, і холодна рідина з нижньої частини ємності починає надходити в котел. Після досягнення заданої температури ця вода назад подається в теплоаккумулятор, але вже в верхню частину. Змішування води не відбувається через різницю в щільності у гарячої та холодної води. Так поступово гаряча вода заповнює весь простір ємності.
- Далі активізується циркуляційний насос, який розташовується на «обратке». Він накачує холодний теплоносій в нижню частину теплоаккумулятора (ТА). Це призводить до того, що надійшла холодна вода витісняє гарячу, змушуючи її текти по магістралі до радіаторів опалення.
- Коли завантажена порція палива прогорить, то гаряча вода з ємності буде продовжувати надходити в прилади опалення, підтримуючи задану температуру повітря в будинку. Трохи пізніше в котел потрібно завантажити ще порцію дров / вугілля / пелетів, щоб після повного витрачання запасів встигла нагрітися чергова порція води. Час роботи системи на теплоносії з ТА залежить як від потужності котла, опалювальної площі, так і від кількості приладів опалення.
Плюси і мінуси теплоаккумулятора
Тепер потрібно дізнатися все «за» і «проти» по установці теплоаккумулятора. Що ми отримаємо, купивши і вмонтувавши його в систему, а також за чим потрібно буде більш уважно стежити.
- Збільшується експлуатаційний термін опалювального обладнання. Це цілком логічний наслідок, адже теплоаккумулятор виключає перегрів системи.
- Виключений режим пікових і надмірних навантажень на котел. Це зменшує знос устаткування і також підвищує термін його служби.
- Стабілізується температура опалення у всьому будинку.
- Економія палива до 30% і збільшення ККД.
- Комфорт для користувача. Як ми вже встигли відзначити раніше, збільшується період завантаження палива, а значить, вам не доведеться підніматися вночі, щоб закинути чергову партію дров.
- Попереджено надходження холодної рідини в гарячий теплообмінник після активації насоса. Це часто зустрічається ситуація при відключенні електрики в будівлі.
- Висока інерційність системи - вам доведеться чекати тривалий час, поки будинок нагріється, адже спочатку потрібно наповнити ТА. Тому така система не підходить для будинку, куди ви навідуєтесь періодично. Вам буде просто невигідно кожного разу витрачати таку кількість часу і ресурсів.
- Особливі вимоги до монтажу - як ви самі можете здогадатися, ємність на 200 літрів і більше вимагає багато вільного місця, а встановлюватися ТА повинен поруч з котлом. Вам доведеться подбати про відповідний приміщенні.
- Висока вартість - по суті це величезний термос з відмінною теплоізоляцією, тому промислові теплоакумулятори, зроблені на совість, коштують дуже дорого, часом навіть більше, ніж сам котел. Однак в наступній нашій статті ми розглянемо як зробити теплоаккумулятор своїми руками.
характеристики вибору
Якщо ви все ж задумалися про покупку теплоаккумулятора, то вам варто звернути увагу на наступні важливі параметри:
Вага і габарити - це врахувати вам потрібно в першу чергу. При покупці обов'язково переконайтеся, що придивились вами модель точно поміститься у вільний простір, яке ви і відвели під ємність.
Якщо розмістити ємність ніяк не вдасться, то можлива заміна на кілька теплоаккумуляторов, чий сумарний обсяг дорівнює потрібному.
Найбільший тиск рідини в опалювальній системі - цей параметр безпосередньо впливає на форму ємності, а також на товщину її стінок. Якщо тиск становить близько 3 Бар або менше, то форма і товщина не грають ніякої важливої ролі. А ось якщо тиск вже більше, наприклад, 4-6 Бар, то буде краще, якщо ТА матиме тороидальную форму з круглими опуклими кришками.
Найбільша допустима для ТА температура - вона не повинна бути менше, ніж максимальна температура, до якої може нагрітися теплоносій у вашій системі.
Матеріал теплоаккумулятора - тут можливі 2 варіанти: нержавіюча сталь або м'яка вуглецева сталь з покриттям, стійким до іржі. Звичайно моделі з «нержавійки» коштують дорожче своїх «побратимів».
Додаткові можливості - буде краще, якщо у вашій моделі виробник заздалегідь передбачив подальшу установку ТЕНів і додаткових вбудованих теплообмінників.
Розрахунок обсягу теплоаккумулятора
Як ми вже говорили раніше, обсяг теплоаккумулятора - найважливіше завдання, яку потрібно вирішити перед покупкою. Занадто маленький бак не зможе належним чином виконувати свою функцію, а надто великий настільки підвищить інерційність системи, що витрата палива буде невиправдано високим.
Тому є 2 способи як приблизно розрахувати обсяг бака ТА:
- Виходячи із загальної площі опалювальних приміщень. В такому випадку цю цифру потрібно просто помножити на 4. Так, для будинку на 150 кв.м. буде потрібно теплоаккумулятор об'ємом 600 літрів.
- Виходячи з потужності котла. При такому розкладі значення потужності потрібно помножити на 25. Наприклад для пристрою на 15 кВт потрібно бак ємністю 15 * 25 = 375 літрів.
Існує і верхня межа за обсягом ТА: так на 1 кВт потужності котла не повинно припадати більше 50 літрів акумулятора. Тобто для котла на 10 кВт максимально допустимий обсяг теплоаккумулятора - 500 літрів. В іншому випадку він буде вже неефективним.
Варіанти підключення теплоаккумулятора
Для ефективної роботи цей пристрій потрібно ще і підключити до системи правильно. Існує 2 найпоширеніші способи як це можна зробити. Залежно від вашої конкретної ситуації ви можете вибрати підходящий саме вам.
З підмішуванням
Це найпростіша в реалізації схема, яка підходить для гравітаційних систем. Її головна перевага в тому, що вона не припинить свою роботу навіть при відключенні електрики.
В такому випадку теплоаккумулятор встановлюють вище опалювальних приладів (радіаторів та ін.). У схемі також передбачений насос, зворотний і триходовий клапан.
На самому початку роботи, коли вода в казані ще тільки починає нагріватися, вона під впливом насоса подається від котла до радіаторів через триходовий клапан. Цей процес припиняється тільки коли температура теплоносія порівнюється із заданою, наприклад, в 55˚С.
Тоді клапан стане подавати холодну рідину з нижньої частини ємності ТА в такій кількості, щоб дотримувалися встановлені 55˚С. Через верхній патрубок ТА, який підключений до котла, в теплоаккумулятор почне подаватися гаряча вода до повного наповнення. Після закінчення якогось періоду часу паливо прогорить, вода трубі, що подає почне остигати. Як тільки її температура впаде нижче 55˚С, термостат дасть сигнал про початок подачі теплоносія вже з ємності ТА, а не з котла. Після наповнення триходовий клапан встане на місце.
Зворотний клапан підключається по паралельній схемі з триходовим і вступає в гру, коли вимикається насос. Тоді котел буде взаємодіяти з ТА безпосередньо, без «посередників», а вода з теплоаккумулятора буде надходити до радіаторів.
З гідравлічним поділом
Даний варіант є більш проблемним і дорогим у виконанні та реалізації, однак його ефективність покриває всі ці труднощі.
Така схема вимагає безперебійної подачі електрики. Тому у вас в обов'язковому порядку повинна бути автономна електростанція або джерело безперебійного живлення.
Суть цієї схеми в тому, що теплоаккумулятор є буферною ємністю, а в первинний контур монтується вузол підмішування.
Крім того група безпеки, а також інші прилади конструктивно знаходяться в одному блоці, при цьому вода тече в теплоаккумулятор, а не в опалювальну систему.
Величезна перевага такої схеми в тому, що на виході можливе підключення будь-якого кількості гілок опалення. Кожна повинна оснащуватися своїм особистим циркуляційним насосом.
Особливості установки теплоаккумулятора
Виконати цю процедуру ви можете навіть своїми руками, так як вона не дуже складна. Однак знати наступні нюанси ви просто зобов'язані:
- Обов'язкова установка запірної арматури і термометрів на всіх контурах.
- Підключати краще з використанням фланцевих з'єднань.
- У нижній частині ТА встановіть дренажний кран.
- Не забудьте про відведення повітря, який потрібно монтувати на вихідному контурі.
- Групу безпеки також ніхто не відміняв.
Робота котла і теплоаккумулятора:
У наступному ви наочно побачите як теплоаккумулятор працює в системі з 2ма котлами: твердопаливним і електричним: