Во время обогревания дома часто бывает, что днем суток имеется возможность генерировать тепло с излишком, а в ночное его не хватает. Бывает и прямо противоположная ситуация, при которой рентабельнее пользоваться теплоснабжением ночью. Аналогичные моменты поможет сгладить тепловой аккумулятор для отапливания. Но нужно знать, как его по правилам выбрать, установить и присоединить к системе. Детальную информацию по данной теме вы сумеете получить из этой публикации.
Когда необходим тепловой аккумулятор
Этот нехитрый компонент системы отопления в виде теплоизолированного резервуара с водой рекомендуется ставить в данных случаях:
- для очень эффективной работы котла работающего на твёрдом топливе;
- одновременно с электрогенератором тепла, функционирующим по сниженному ночному курсу.
Для справки. Также есть водяные тепловые аккумуляторы для теплиц, используемые для сохранения энергии солнца, получившейся на протяжении дня.
Работа твердотопливных котлов имеет собственные специфики. Тепловой генератор действует с большим коэффициентом полезного действия только во время работы на самых больших режимах, если закрывать ему воздух для уменьшения температуры в камере сгорания, то и продуктивность работы тоже уменьшается. Немало забот владельцу дома доставляет и периодичность камеры сгорания, дрова прогорели – нужно загружать новые, делать это среди ночи очень некомфортно. Выход прост: необходим бак-аккумулятор, накапливающий сгенерированное прежде тепло для применения его после прогорания дров в топливнике.
Противоположная ситуация появляется с котлом электрическим, подключенным к сети через многотарифный счетчик. Чтобы не потерять, необходимо получить максимум тепла ночью, когда тариф невысокий, а днем электрическую энергию не применять. И тут тепловой аккумулятор в отопительной системе даст возможность организовать подходящий рабочий график теплового источника, выдавая в систему горячую воду, пока тепловой генератор бездействует.
Важно. Для совместной работы с аккумулятором тепла котел обязан иметь не меньше чем полуторный запас по тепловой мощности. Иначе он не сумеет одновременно прогревать воду в системе отопления и емкости накопительной.
Подобная ситуация с излишками тепла появляется в теплицах, днем их даже проветривают. С целью собирания энергии солнца для применения ночью можно применять самый простой тепловой аккумулятор Лежебока для обогревания грунта. Это черный полимерный рукав, насыщенный водой и проложенный прямо по грядке, он не даёт грунту остывать в ночное время. Для поглощения большего количества тепла в середине теплицы устанавливают бочки с водой, покрашенные в черный цвет.
Расчет аккумулятора тепла
Емкость для собирания тепловой энергии можно как купить уже готовый, так и выполнить своими руками. Но появляется законный вопрос: а какой вместительности обязан быть резервуар? Ведь маленький бачок не даст долгожданного результата, а очень большой влетит в копеечку. Ответ на данный вопрос поможет найти расчет аккумулятора тепла, но сначала нужно определить исходные параметры для вычислений:
- потери тепла дома или его квадратура;
- продолжительность бездействия главного источника тепла.
Определим вместительность накопляющей емкости на примере обычного дома площадью 100 м2, для обогревания которого требуется кол-во тепла в размере 10 кВт. Предположим, что чистое время простоя котла составляет 6 часов, температура в среднем теплового носителя в системе – 60 °С. По логике, в временной промежуток, пока агрегат для отопления бездействует, аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт ежечасно, всего выходит 10 х 6 = 60 кВт. Данное количество энергии, что следует собрать.
Так как температура в бачке обязана быть повыше, для вычислений примем значение 90 °С, на большее домашние котлы все равно немогут. Потребная емкость аккумулятора тепла, выраженная в массе воды, рассчитывается так:
- m = Q / 0.0012 ?t
В данной формуле:
- Q – кол-во накапливаемой тепловой энергии, у нас это 60 кВт;
- 0.0012 кВт / кг ?С – это удельная теплоемкость воды, в намного привычных единицах измерения — 4.187 кДж / кг ?С;
- ?t – разница между самой большой температурой теплового носителя в резервуаре и системе отопления, ?С.
Итак, водяной аккумулятор должен вмещать 60 / 0.0012 (90 – 60) = 1667 кг воды, по объему это приблизительно 1.7 м3. Но здесь есть один момент: расчет совершается при самой малой температуре на улице, что бывает редко, исключая северные регионы. Более того, по окончании 6 часов вода в бачке остынет только до 60 ?С, значит, при отсутствии холодов аккумулятор можно «разряжать» и дальше, пока температура не упадет до 40 ?С. Поэтому делаем вывод: для дома площадью 100 м2 хватит емкости накопительной объемом 1.5 м3, если котел будет бездельничать 6 часов.
Рекомендации по изготовлению
Из прошлого раздела следует, что обыкновенной бочкой на 200 л отделаться не удастся, неужели только ее вместительность — не меньше полкуба. Этого будет достаточно для домика площадью 30 м2, и то на какое-то время. Чтобы не расходовать время и силы напрасно, нужно в
С точки зрения расположения в котельной установке лучше делать емкость четырехугольной формы. Размеры – произвольные, основное, чтобы их творение равнялось расчетному объему. Достойный вариант – бачок из нержавеющей стали, но подойдёт и традиционный металл.
Вверху и внизу аккумулятор тепла, изготовленный собственными руками, необходимо снабдить патрубками для присоединения к системе. Чтобы давлением воды стальные стенки не выпирало наружу, конструкцию нужно ужесточить ребрами или перемычками.
Бачок–аккумулятор необходимо хорошенько теплоизолировать, также снизу. Для данной цели подойдёт пенополистирол плотностью 15—25 кг/м3 либо минвата в плитах не меньше 105 кг/м3 плотности. Хорошая толщина слоя теплоизоляции – 100 мм. Получившийся прибор, насыщенный носителем тепла, станет иметь большой вес, так что для его монтажного процесса понадобится фундамент.
Совет. Если требуется емкость для самотечной системы отопления, то ее необходимо установить собственными руками на железную подставку, помня теплоизолировать нижнюю часть. Цель – поднять резервуар выше уровня батарей.
Схема подсоединения
После того как произошла установка резервуара на место нужно его правильно подсоединить к трубопроводные сети. Очень популярна классическая схема подсоединения аккумулятора тепла, показанная на рисунке:
Для ее реализации потребуется 2 циркуляционных насоса и так же трехходовых клапанов. Насосы дают циркуляцию в разных контурах, а клапаны – нужную температуру. В котловом контуре она не должна спускаться ниже 55 ?С, чтобы избежать возникновения конденсата в котле работающем на твёрдом топливе, этим и занимается клапан в левой части схемы.
Тепловой носитель в трубопроводах теплоснабжения нагревается в зависимости от необходимости в тепле, а поэтому подключение аккумулятора тепла с другой стороны выполняется также через смесительный узел. Клапан может управлять водной температурой в автоматизированном режиме, смотря на датчик или при помощи внешнего водяного термостата. Одна из схематик отопительной системы с тепловым аккумулятором (буферной емкостью) предоставлена на видео.
Заключение
Емкость, накопляющая тепло, может ощутимо упростить жизнь хозяевам котлов на твердом топливе. Им не придется волноваться о топливной загрузке в ночное время, а это огромный плюс. Да и сам тепловой генератор станет работать в экономичном режиме, развивая самый большой КПД. Что же касается котлов электрических, то здесь выгода во время установки накопителя объяснима.
