Връзка и принцип на работа на топлинния акумулатор за котела

В домовете, където няма газ или централно отопление, се използват индивидуални отоплителни системи, включително котли на твърдо гориво и електричество или слънчеви системи, които работят на слънчева енергия. Тези системи имат важен недостатък - неравномерна отоплителна среда поради основните характеристики на функционирането или влиянието на външни фактори. Те могат да бъдат оптимизирани с помощта на топлинен акумулатор за отопление, който ще играе ролята на буфер между източника на топлина и потребителите.

Предназначението на акумулатора на топлина

Резервоарът за съхранение на топлина може да бъде свързан към всеки тип котел

Топлинният акумулатор за различни видове отоплителни котли е впечатляващ резервоар, напълнен с вода, който ви позволява да решите проблеми, възникващи по време на работа на отоплителния котел:

• превишаване на енергията;
• излишна мощност за отопление;
• прегряване на водата в котела;
• периодични колебания в температурата на отопление поради неравномерността на самия процес на горене и ненавременното полагане на дърва за огрев, въглища;
• несъответствие на пикове в производството и потреблението на топлинна енергия.

Някои от проблемите могат да бъдат решени чрез инсталиране на пиролизен котел за продължително изгаряне, но в последния случай това няма да помогне. Особеността на работата на котела е, че след полагането на гориво, мощността на топлопредаване постепенно се увеличава, достигайки максимални стойности, а след това също постепенно намалява. Ако навреме не се добави гориво към котела, той спира, охлаждащата течност започва да се охлажда и с нея температурата в къщата спада. По време на пиково производство на топлина системата не е в състояние ефективно да разпределя цялата енергия, тъй като е снабдена с регулатори на температурата, така че част от топлината се губи. Ако котелът е електрически, е много по-изгодно да акумулирате топлина през нощта, когато електричеството се изчислява с намалена нощна норма, така че да се консумира възможно най-малко електроенергия през деня.

Резервоарът за съхранение на топлина за отоплителната система е изработен от неръждаема или обикновена стомана и може да бъде покрит със защитен лак отвътре. Стените отгоре са боядисани с топлоустойчива боя, след което се затварят с топлоизолационен материал и кожа. В действителност, когато е свързан топлинен акумулатор, обемът на топлоносителя в отоплителната система се увеличава, което дава възможност да се компенсира пиковата мощност на котела и в същото време да се натрупа топлина за предаването му на топлоносителя, когато котелът генерира топлинна енергия. Благодарение на висококачествената изолация водата в акумулатора на топлина се охлажда за дълго време. Той се съхранява в загрято състояние в продължение на няколко часа и дори дни и се подава в системата чрез помпа. Принципът на работа на топлинния акумулатор се основава на различен топлинен капацитет на различни среди, по-специално вода и въздух. Намаляването на температурата на 1 литър вода с един градус води до повишаване на температурата на въздуха от 1 м3 с 4 градуса.

Ако използвате котли на твърдо гориво и електрически инсталации, инсталирането на топлинен акумулатор е желателно, но не е необходимо, тогава наличието на топлинен акумулатор в слънчевата система е необходимо условие за функционирането, тъй като не е възможно получаването на слънчева енергия вечер и нощ, а през есента и зимата в облачни дни използването на системата е много ограничено.

Предимства и недостатъци

Можете да инсталирате топлинен акумулатор, в който има функции на котела

Плюсове на използването на топлинен акумулатор:

• Запазва топлинната енергия в продължение на няколко часа и дни.
• Прегряването на котела е изключено.
• Топлинната енергия не се губи, а се натрупва, за да се използва в бъдеще, поради това ефективността на котела и отоплителната система като цяло се увеличава.
• Позволява ви да спестите финансови ресурси.
• Температурата на въздуха в помещенията се поддържа лесно на оптимално ниво, изключени са резки скокове на температурата.
• Няма нужда от чести изтегляния на гориво.
• В допълнение към котела на твърдо гориво можете да инсталирате слънчева система, която е безплатен източник на топлинна енергия.
• Някои модели термични акумулатори за отопление могат да комбинират функциите на бойлер.

Недостатъците на системата:

• Дълго отопление - оптимална инсталация в домове, предназначени за постоянно пребиваване. В летни вили, които се посещават през зимата през почивните дни, такова устройство няма да донесе полза.
• Висока цена - струват приблизително същото като бойлер, а понякога и по-скъпи.
• Значителни размери и тегло - поради това възникват определени трудности по време на транспортиране и монтаж. В допълнение, в непосредствена близост до котела е инсталиран топлинен акумулатор, трябва да се намира допълнително оборудване, така че често е необходимо да се отдели специално помещение за инсталиране на устройства и да се подготви по специален начин: оборудвайте поддържаща платформа, която може да поддържа теглото на акумулатора. Когато се напълни, резервоарът може да тежи 3-4.
• Необходим е котел с висока мощност - закупуването на задвижване е оправдано, ако мощността на котела не се използва напълно, има поне двоен резерв на мощност, в противен случай устройството ще бъде неактивно.

Топлинният акумулатор може да бъде направен със собствените си ръце от неръждаема стомана и медна тръба

При производството на топлинен акумулатор със собствените си ръце можете да спестите значително количество. Най-простият дизайн е направен от неръждаема стомана или дори лист от неръждаема стомана с дебелина най-малко 3 мм. Ще е необходима и медна тръба с диаметър 3 см и дължина 14 м. Тя е огъната в спирала и поставена вътре в резервоара. Отдолу направете подаване на студена вода, отгоре кран за гореща, инсталирайте спирателни кранове на крановете. Абсолютно е необходимо да изолирате направен от вас акумулатор на топлина за котел на твърдо гориво, в противен случай той ще бъде неефективен. Необходимо е също така да инсталирате сензори за налягане и температура.

Ако не е възможно да заварявате цилиндричен контейнер, можете да направите топлинен акумулатор за отопление под формата на паралелепипед - по-лесно е да направите резервоар с тази форма със собствените си ръце. Ъглите допълнително се подсилват, отвън допълват дизайна с усилватели - те са заварени на разстояние 30-35 см един от друг. Съотношението на диаметъра и височината на устройството е 1: 3 (4).

Критерии за подбор

Изберете акумулатор на топлина, като вземете предвид параметрите на отоплителната система и вида на охлаждащата течност

Необходимо е да изберете топлинен акумулатор в съответствие с точни изчисления, които отчитат параметрите на отоплителната система за дома. Въпреки това, в допълнение към изчислените стойности, се вземат предвид общите характеристики на термичните устройства за съхранение.

• Налягане в отоплителната система. Според този параметър топлинният акумулатор трябва да съответства на отоплителната система. Във всеки случай стойността може да е по-висока, но не по-ниска. На какво налягане може да издържи задвижването, зависи от дебелината на стената, формата на резервоара и материала на производство. Топлинните акумулатори за котли, издържащи повече от 4 бара, имат изпъкнали долни и горни капаци.
• Обемът на буферния резервоар. Този параметър се счита за най-важния и те се опитват да изберат капацитет с такъв обем, така че устройството да може да акумулира цялата излишна топлина. Но в същото време не е необходимо прекалено обемно устройство.
• Външни размери и тегло. Трябва да се обърне внимание на транспортирането и поставянето на оборудване, така че трябва внимателно да изчислите всичко: дали резервоарът ще премине във вратата, ще издържат ли подовете на резервоара, когато е напълно напълнен с вода.
• Оборудване с допълнителни топлообменници.Те ви позволяват да оптимизирате допълнително функционирането на системата. Моделите се избират в съответствие със сложността на цялата система.
• Възможност за инсталиране на допълнителни устройства. Заедно с клипборда на батерията са инсталирани допълнителни нагревателни елементи, сензори и регулатори на температурата. Ако всички елементи на системата са избрани правилно, можете да намалите разхода на гориво наполовина.

Резервоарите са изработени от въглеродна стомана или неръждаема стомана. Последните са по-скъпи и издържат по-дълго, а първите задължително имат антикорозионно покритие. Трябва да се уверите в неговото качество.

Изчисляване на обема на буферния капацитет на котела

Според изчисленията, топлинният акумулатор трябва да поема цялата енергия от един раздел гориво в котела

Обемът на буферния резервоар обикновено се изчислява така, че по време на изгарянето на една отметка на гориво, топлинният акумулатор задържа цялата топлина, генерирана от котела. Само приблизителни изчисления могат да се правят самостоятелно, без да се вземат предвид загубите на топлина от отоплителните радиатори и влиянието на стайната температура. Основна формула за изчисляване на обема на топлинния акумулатор:

W = k × m × s × Δtкъдето

• W - излишна топлина;
• m - маса на течността;
• с - топлинен капацитет на охлаждащата течност;
• ATi, - броят градуси, с които да се загрява топлоносителят;
• к - ефективност на котела.

От тук трябва да изчислите масата на охлаждащата течност:m = W / (k × s × Δt).

Като W се дефинира като разликата в стойностите на енергията, генерирана от котела и изразходвана за отопление на къщата, също така е необходимо да се изяснят тях и времето за изгаряне на отметката за гориво. Ако мощността на котела е посочена в сертификата на устройството, трябва да се изчисли консумацията на топлинна енергия за отопление. Времето за изгаряне на горивото се определя емпирично. Да речем, че е 3 часа, а за отопление на къща са необходими 10 кВт / ч. Така че за 3 часа ще бъде изразходвано:10 × 3 = 30 кВт.

Производството на топлина от бойлер с мощност 22 кВт / ч е:22 × 3 = 66 kW.

Според резултатите от изчисленията, излишната топлина ще бъде:Ш = 66 - 30 = 36 кВт. Превеждаме във ватове, получаваме 36000 вата.

Използвайки формулата m = W / (k × s × Δt), определете желаната стойност на масата на водата. Ефективността е посочена в паспорта като процент. Тази стойност трябва да бъде преобразувана в десетична, разделена на 100. Например, 80/100 = 0,8, Топлинният капацитет на водата е 4.19 kJ / kg × ° C или 1.164 W × h / kg × ° C или 1,16 kW / m³ × ° C.

ATi, определя се чрез измерване на температурата на тръбите за подаване и връщане, изваждане на по-малката от по-голямата стойност. Например:Δt = 88 - 58 = 30 ° C.По този начин,m = 36000 / (0,8 × 1,164 × 30) = 1,288,7 kg.

За да се запази цялата излишна енергия, генерирана от котела, е необходим капацитет от най-малко 1,288,7 м3. Подходящ е топлинният акумулатор от 1500 литра Jaspi GTV Teknik. С по-скромни стойности за изчисление можете да се ограничите до резервоар, например, до 750 литра.

Направи си сам методи и схеми

Топлинният акумулатор с празен резервоар е инсталиран, ако налягането в системата е ниско

Сложността и характеристиките на връзката зависят от вида на акумулирането на топлина. Затова трябва да разберете какви са те.

• Най-простият дизайн е празен резервоар вътре. Котелът и потребителите са свързани директно. Използването е оптимално, ако във всички вериги се използва един и същ топлоносител, налягането в системата не надвишава допустимите стойности на акумулатора, а температурата на охлаждащата течност от котела не надвишава допустимите стойности за отоплителния кръг. Ако първите две изисквания не са изпълнени, когато се свързвате към системата, трябва да използвате допълнителни външни топлообменници. В последния случай трябва да се монтират смесителни единици с трипътни клапани.
• Буферен резервоар с вътрешен топлообменник - един или повече. Топлообменникът е спирална тръба, изработена от мед или неръждаема стомана. В такава среда за съхранение охлаждащата течност се смесва. Намотката, разположена в долната част, загрява топлоносителя, горещата вода се втурва нагоре като по-малко гъста.Отгоре е друга намотка, която отнема енергия и я подава към отоплителните кръгове. Устройство от този тип е оптимално при използване на различни видове охлаждащи течности, при високо налягане и температура на охлаждащата течност и свързване на няколко топлинни генератора.
• Резервоарът с течаща верига за подаване на топла вода. Топлообменникът се намира най-вече в горната част на резервоара. Тя трябва да бъде направена от метал, който отговаря на стандартите за консумация на хранителна вода. Веригите са свързани директно. Такава система е за предпочитане с равномерен поток гореща вода.
• Топлинен акумулатор с вътрешен бойлер. Отоплената вода за битова консумация се съхранява в резервоара за съхранение. Този тип акумулатор на топлина може лесно да се интегрира в отворени и затворени отоплителни системи, оборудвани с твърдо гориво, електрически котли и слънчеви колектори. Буферните резервоари от този тип са особено подходящи при използване на електрически котли, когато топлоносителят се нагрява през нощта, а през деня се консумира вода. Котел от 150 литра е достатъчен за среднодневна консумация на вода от средно семейство.

Има няколко изпускателни тръби за топлинния акумулатор, предназначени за отоплителната система, и те са разположени по протежение на резервоара вертикално, тъй като има височина на температурата по височината. Това се прави така, че да е възможно да се свързват вериги с различни изисквания за температурата на охлаждащата течност, за да се намали натоварването на регулаторите на температурата. В резултат на това топлинната енергия се използва максимално ефективно.

В система с трипътни клапани е възможно по-прецизно регулиране на температурата.

Други видове системи:

1. Проста схема за пристягане, която ограничава възможността за настройка. Топлата вода се издига и се отвежда от горната точка, след като изстине, пада и отново влиза в котела. Използва се, ако налягането и температурата в топлогенератора и отоплителните кръгове са еднакви. Температурата се регулира само чрез метода за увеличаване / намаляване на потока на охлаждащата течност.
2. В системата има смесителни единици, байпас, поради което е възможно по-прецизно регулиране на температурата на охлаждащата течност. Ефективността на оборудването се постига чрез инсталиране например на трипътни клапани.
3. В системата е включен допълнителен резервоар, благодарение на който има малък обем гореща вода веднага след стартиране на котела. Потребителят не трябва да чака, докато системата се загрее напълно, но водоснабдяването не е голямо и системата се загрява по-бавно от класическата.
4. В буферния резервоар има една бобина, топлинната енергия от източника преминава през нея, а охлаждащата течност в резервоара за съхранение на топлина вече се нагрява от намотката. В система от този тип се използват различни топлоносители. Можете да изберете такива, които не могат да се смесват поради несъвместимост на химичните характеристики. Чрез намотката може да се подава отопление или гореща вода или охлаждащата течност от източника ще циркулира в този кръг.
5. В системата е инсталиран допълнителен външен топлообменник. Тя ви позволява да поддържате желаната температура в батерията.
6. Система с течаща верига за подаване на топла вода. Оптимално е, ако горещата вода се използва равномерно. В противен случай се препоръчва да закупите енергиен акумулатор с вграден бойлер.
7. Система с една намотка и алтернативен източник на енергия, като слънчев колектор. Нарича се двувалентна. Свързването се осъществява по такъв начин, че колекторът играе водеща роля в отоплението на системата, а котелът е свързан, когато няма достатъчно топлинна енергия.
8. Многовалентна система, при която основното отопление се осъществява от източници с ниска температура, например слънчев колектор и геотермална термопомпа.Те са свързани в долната част на акумулатора на топлина. Като спомагателен източник на топлинна енергия се използва високотемпературен котел.

При наличието на различни отоплителни кръгове и източници на топлинна енергия се оформя сложна разклонена система с множество допълнителни настройки, оборудване, сензори и групи за сигурност. Препоръчва се да се повери проекта му на професионалисти, тъй като ще се изискват изчисления с висока точност.

Снабдяване на батерията за топлина

Контейнерът трябва да е добре изолиран. Ако това е закупен акумулатор на топлина, трябва да оцените дебелината и качеството на външната изолация. Колкото по-добър и по-дебел е топлоизолаторът, толкова по-дълго ще остане топлината. Благодарение на специалната структура на топлоизолатора, топлинният акумулатор работи като термос. Дебелината на топлоизолацията при висококачествените модели е около 10 см. Тя покрива тялото, боядисано с термоустойчива боя. Отгоре на изолацията е слой от изкуствена кожа. Самоизолацията се извършва по същата схема. Първо резервоарът се боядисва с боя, устойчива на висока температура, след това се изолира с базалтова памучна вата с дебелина най-малко 150 мм, а горната част е покрита с фолио.