Буферная емкость для твердотопливного котла: назначение, способы подбора

Нужен ли теплоаккумулятор для твердотопливного котла

С каждым днем все больше людей переходит на автономную систему отопления. Ее установка связана с большими затратами и силами, однако результат не заставит себя ждать и окупится за несколько лет. Наибольшим спросом пользуются твердотопливные котлы. Они экономичны, более эффективны и не требуют разрешения на установку. Однако сам процесс монтажа связан с множеством дополнительных нюансов, одним из которых является необходимость установки буферной емкости. Многие пользователи задаются вопросом – нужна она или нет, и какая функция возложена на теплоаккумулирующий бак?

Что такое буферная емкость

Буферная емкость – это тот же теплобак или теплоаккумулятор. Зачем данный прибор нужен в системе отопления, и какое место занимает в работе твердотопливного котла? Перед тем купить и установить буферную емкость, ознакомьтесь с ее назначением.

Назначение

Теплоаккумулирующей емкостью называют бак большого размера, который выполняет ряд важных функций в отопительной системе. Главная его цель – это накапливать избыток перерабатываемой энергии котлом и использовать при необходимости, например, когда снизится температура или твердотопливный котел и вовсе приостановит свою работу. Роль теплоаккумулятора намного шире энергосберегающей функции. Поэтому ознакомьтесь со всеми его возможностями:

  • Буферная емкость позволяет использовать несколько источников тепла и подключать их к единой системе.
  • Используя энергозапасы котла, вы сможете экономить на топливе до 50%.
  • Теплоаккумулятор выступает стабилизатором температурного режима и помогает избежать перегрева системы.
  • Благодаря контролю температуры с помощью теплобака можно избежать остывания помещения и наладить автоматизированный процесс обогрева.
  • Наличие буферной емкости позволяет правильно наладить работу отопительной системы и продлить срок службы котла.
  • Вам не нужно постоянно подкидывать дрова или уголь в котел, с помощью теплоаккумулятора вы сможете освободить себя от подобной задачи на более длительное время.
  • Эксплуатация котла станет удобной и безопасной.

Это далеко не все преимущества, которые вы получите, если подключите к котлу буферный бак. Так как при работе с тепловым стабилизатором топливо будет сгорать в котле до конца, то в нем будет меньше грязи, а значит, его придется намного реже чистить. То же самое касается и отложения сажи в дымоходе. Правильное использование отопительной системы является залогом ее безопасности и долговечности, не говоря уже о существенной экономии.

Использование твердотопливного котла

Твердотопливные котлы – это агрегаты, направленные на выработку энергии при использовании твердого топлива. Зачастую используется древесина любой породы или уголь. Такой вид котлов работает с высокой инерционностью. Они очень экономичны и позволяют длительное время сохранять тепловую энергию. Однако чтобы постоянно поддерживать нужную температуру в помещении, требуется регулярно подкидывать в топку твердое топливо. Вот здесь как раз-таки и имеет смысл установка буферной емкости. Например, в процессе сгорания топлива температура достигает критически высоких значений, которые слишком велики для отопления частного дома или помещения, теплоаккумулятор забирает на себя разницу и сохраняет ее, чтобы использовать в подходящий момент, соответственно вся вырабатываемая энергия не будет просто сгорать или тратиться впустую.

Накопленная энергия за счет теплоаккумулятора будет тратиться в моменты, когда температура отопления будет падать, например, когда вы забудете подкинуть очередную порцию топлива или в то время, когда котел работает с меньшей эффективностью. То есть буферный бак не только забирает на себя часть тепловой энергии и позволяет сжигать топливо в котле до конца, но и сохраняет нужный уровень температуры в помещении при снижении интенсивности. Обычно это происходит в ночное время, когда топливо никто не подкидывает в топку. За счет вышеописанного функционала теплоаккумулятора исключается риск перегрева котла, что может привести к взрыву, а также есть возможность поддерживать нужный режим отопления даже в момент нехватки топлива в котле.

Работа в комплексе твердотопливного котла с аккумулирующей емкостью – это правильное решение, которое позволит бесперебойно отапливать помещение с надежным уровнем безопасности.

Плюсы и минусы

В целом предназначение буферной емкости понятно, однако стоит отдельно рассмотреть все преимущества и недостатки, чтобы оценить целесообразность данной установки. Итак, какие плюсы добавит теплоаккумулятор в системе отопления?

  • Твердотопливный котел будет работать в более экономичном режиме, а загрузка топлива сократится до 50%
  • Уменьшает регулярность загрузки топлива.
  • Теплоаккумулятор можно использовать с другими видами источников и совмещать.
  • Позволяет летом применять буферную емкость для системы ГВС.
  • Добавляет удобство и обеспечивает безопасность системе отопления.
  • Сохраняет и продлевает срок службы котла.
  • Не требует специального обслуживания.
  • Технически можно установить котел высокой мощности для небольших помещений.
  • Может работать в статичном режиме, позволяя полностью автоматизировать процесс отопления.

Но, помимо всех приведенных преимуществ, главная цель теплосберегающей емкости – это обезопасить котел от перегрева. Твердотопливные котлы постоянно нуждаются в контроле, так как вырабатываемый высокий уровень энергии может стать причиной сильного перегрева. Из наименьших последствий – просто выход из строя котла, а из серьезных – это взрыв. Теплоаккумулятор забирает на себя избыток вырабатываемой энергии и исключает подобные последствия.

Ну а что касается недостатков, то они тоже присутствуют. Они не настолько существенны, как достоинства буферной емкости, однако их также необходимо рассмотреть перед покупкой агрегата.

  • Нельзя не сказать о дороговизне теплоаккумулятора, который добавит существенных финансовых вложений при монтаже отопительной системы.
  • Установка отопительной системы, в том числе и с емкостью для сбережения тепловой энергии, требует большой площади в части нежилого помещения.
  • При полном остывании котла и длительном неиспользовании системы отопления, чтобы запустить ее в работу и прогреть дом, потребуется до 4 часов, что не совсем комфортно.
Читайте также:
Газовый котел Жуковский: популярные модели, инструкция по эксплуатации

По сравнению с огромным количеством преимуществ, недостатки кажутся не такими явными, да и для некоторых пунктов имеется альтернативные пути решения. Например, если вы хотите, чтобы в момент остывания ваш дом быстрее прогрелся, то можно установить в систему дополнительный электрический ТЭН, на который возложена функция быстрого, однако кратковременного подогрева. А что самое важное, при помощи твердотопливного котла и теплоаккумулятора вы сможете сделать пребывание в помещении комфортным и при этом безопасным, а вложенные средства в отопительную систему быстро себя оправдывают.

Как рассчитать нужный объем

Перед покупкой сберегающей емкости сначала необходимо определить ее объем в зависимости от площади помещения и потребляемого тепла. Расчет производится по стандартному алгоритму на основе нижеприведенной формулы.

Q = c × m × (T1-T2), где
Q — общее количество затратной энергии;

c — удельная теплоемкость жидкости;

m — масса теплоносителя;

T1-T2 — разница температур, в градусах.

На рынке представлено огромное многообразие теплоаккумуляторов. Вы сможете выбрать для себя нужный объем – от 20 до 3000 литров. Также они отличается формой и высотой.

Рассчитанное значение в конце должно быть скорректировано с учетом дополнительных факторов, которые влияют на систему отопления, а именно: наличие других источников тепла, степень утепления, климатический пояс и прочее. Если обратиться к практике, то опыты показали, что оптимальным значением при выборе объема теплоаккумулятора стало соотношение: для площади в 200 кв. метров емкость 1 тонна. Исходя из подобного соотношения и площади помещения вы сможете правильно подобрать объем емкости. В случае возникновения трудностей лучше обратиться к специалисту.

Способы подключения

Если вы рассчитали необходимый объем емкости и приобрели подходящий теплоаккумулятор, тогда остается только его установить. Лучше всего доверить это дело профессионалам, так как любая неточность может привести к неправильной работе системы отопления, не говоря уже о повреждении отдельных агрегатов или перегреве котла. Но на предварительном этапе вы можете ознакомиться с несколькими способами подключения твердотопливного котла к аккумулирующей емкости, а также дополнительными элементами, которые также будут обязательными в отопительной системе и в сохранении ее безопасности.

Итак, начнем с самой простой схемы. Она больше подходит для небольших помещений или домов с маленькой площадью, где не требуется установка мощного котла. Данный способ является не только самым простым, но и самым дешевым. Итак, система состоит из следующих элементов:

  • Твердотопливный котел
  • Буферная емкость
  • Трубопровод
  • Циркуляционные насосы (для перемещения тепла от источника к потребителю).

При этом подобный вариант является уместным, если давление по всей системе одинаковое, иначе могут происходить сбои в работе. Если вы хотите более надежную отопительную систему и при этом быть уверенным, что необходимого количества тепла хватит даже в самое холодное время или при расширении площади, тогда лучше изначально прибегнуть к более сложной схеме подключения. Она включает в себя такой набор элементов:

  • Твердотопливный котел.
  • Буферная емкость среднего или большого объема.
  • Теплообменник из металлических нержавеющих трубочек.
  • Манометр – для стабилизации давления.
  • Термометр – датчик температуры воды.
  • Магниевый анод – для предотвращения накипи в теплобаке.

В последней схеме к теплоаккумулятору котел будет подключаться через верхнюю точку – для подачи тепла, а через нижнюю – для входа холодной воды. Для более корректного использования накопленной тепловой энергии в вышеприведенную схему добавляется смесительный блок, он позволит контролировать уровень температуры и сохранить на долгое время тепло, выработанное твердотопливным котлом. Смесительный блок подключается к возвратному и подающему трубопроводу. А если у вас стоит цель автоматизировать отопление в жилом доме, тогда здесь используются более сложные конструкции и подключением занимаются только ответственные службы.

Твердотопливный котел с буферной емкостью: в чем его польза?

Установка в жилом доме твердотопливного котла — задача одновременно проста и понятно, однако при детальном рассмотрении, связана с многочисленными техническими и технологическими сложностями. Сегодня многие граждане стремятся оборудовать свой дом нагревательным прибором, работающим на твердом топливе. Это объясняется хорошими эксплуатационными характеристиками отопительного оборудования данного вида, отсутствием необходимости получать разрешение на монтаж твердотопливного нагревательного прибора. Не последнюю роль в плане выбора отопительной техники играет стоимость топливного ресурса и его относительная доступность.

Однако выбрать котел и установить его в доме – этого мало. Для нормальной работы системы автономного отопления потребуется дополнительная установка различных устройств, приспособлений и механизмов. Большая часть таких приспособлений обеспечивают нормальное функционирование всего отопительного комплекса и его безопасность. Буферная емкость или теплоаккумулятор, для твердотопливного котла как раз относится к разряду таких устройств, без которых ни один нагревательный агрегат не сможет полноценно работать. Что же такое буферная емкость, разберемся детально?

Место буферной емкости в автономной системе отопления

Не каждый из нас в состоянии осмыслить и представить, как должна выглядеть в оптимальном варианте домашнее отопление и как должен работать тот или иной механизм. Отопительные приборы являются только источником тепловой энергии, с помощью которой происходит нагрев теплоносителя, расходящегося уже по отопительному контуру. Для того, что бы весь процесс протекал максимально эффективно и при этом, была обеспечена безопасность работы нагревательного агрегата, в обвязку обязательно включается буферная емкость.

Без этого устройства ваш твердотопливный котел (любой нагревательный аппарат) будет представлять собой бомбу замедленного действия, которая при малейшем сбое в системе, может доставить массу хлопот и неприятностей.

Ответить на вопрос, для чего дома нужно устанавливать такой большой по размеру агрегат, поможет анализ принципа работы твердотопливного котла.

На заметку: установка твердотопливных агрегатов, эксплуатация котлов без буферной емкости в США, во многих странах Европы запрещена.

По сути, название устройства, объясняет его назначение. Его основная задача, играть роль буфера между работающим котлом и системой отопления. Задача буфера заключается в снижении или в повышении теплоемкости теплоносителя, циркулирующего в отопительном контуре. За счет своего объема, емкость в состоянии влиять на температурный режим степени нагрева котловой воды.

Читайте также:
Дровяной котел для отопления: установка котла на дровах и его эксплуатация

С точки зрения механики, емкость является обычным термосом, т.е. металлический целостный сосуд, утепленный снаружи изоляционным материалом. По месту расположения, это устройство неразрывно связано с нагревательным прибором. Устанавливается накопитель в непосредственной близости от котла. Для чего нужен этот громоздкий агрегат в системе отопления? Все объясняет режим работы отопительных аппаратов и особенности их конструкции.

Принцип действия устройства

Каждый отопительный прибор имеет свой, особый принцип действия. Одни котлы отличаются равномерным режимом работы (газовое и электрическое нагревательное оборудование), другие, наоборот, отличаются нестабильным процессом. Интенсивность нагрева зависит от способа подачи топлива и наличию устройств, контролирующих процесс горения. С приборами, работающими на природном газе или от электричества, все обстоит просто и понятно. Что бы регулировать температуру нагрева теплоносителя достаточно уменьшить или вообще прекратить подачу газа, отключить электропитание. Постоянное энергоснабжение обеспечивает бесперебойную работу котельного оборудования. И днем и ночью котел работает в автоматическом режиме, самостоятельно регулируя температуру нагрева теплоносителя.

Твердотопливные котлы — агрегаты с большой инерционностью. Заложенное в топку топливо горит постоянно, и быстро прекратить этот процесс физически невозможно. Получаемая в процессе горения тепловая энергия не должна тратиться впустую. Избыток тепла накапливается вместе с теплоносителем в специальной емкости, которая выступает в роли аккумулятора тепловой энергии.


Аналогично обстоит ситуация со снижением интенсивности работы котла. При сгорании топливной массы, котел резко теряет свою производительность, котловая вода в отопительном контуре начинает стремительно остывать. Без очередной порции топлива возникает угроза снижение температуры в отапливаемых помещениях. Выход конечно есть. Новая закладка дров или угля решит проблему. Другой вопрос, как часто вы сможете заниматься подобной процедурой, особенно если топка оказалась пустой в ночное время.

Твердотопливный котел, соединенный с буферной емкостью — комплекс, способный за вас решить проблему теплоснабжения жилых помещений. Установка буферной емкости освобождает вас от частой и тяжелой работы по загрузке камеры сгорания нагревательного прибора очередным количеством дров.

На заметку: подсчитано, правильно рассчитанный теплоаккумулятор (буферная емкость) существенно уменьшает количество загрузок топки топливным материалом. В среднем число загрузок уменьшается, зависимости от модели и типа котла, в 2 раза. Налицо реальная экономия вашего личного времени и топливного ресурса (на 30-50%).

Понять принцип действия буферной емкости можно на примере работы автомобильного аккумулятора. Пока в машине включен двигатель, параллельно работает генератор электрического тока. Вырабатываемая генератором электроэнергия накапливается в аккумуляторе. При остановке основных двигателей, аккумулятор отдает обратно в автомобильные системы необходимую энергию.

Аналогично работает и буферная емкость. Есть тепло, теплоаккумулятор его накапливает, как только нагревательная установка перестает вырабатывать тепло, из накопительной емкости горячая вода расходуется на обогрев все системы отопления.

В чем еще польза буферной емкости. Основные преимущества

Помимо своего прямого назначения, накопитель горячей воды выполняет целый ряд других, не менее полезных функций. Отопительные агрегаты, работающие на твердом топливе, как правило, имеют различные стадии горения. Это момент розжига, интенсивное горение и соответственно, процесс затухания. На второй стадии, во время интенсивного горения котел вырабатывает максимальное количество тепловой энергии, больше, чем необходимо для обогрева. В начальной и в конечной стадии, когда топливе только начинает гореть или заканчивается, нагревательные приборы далеки от своей номинальной мощности.

Подобный режим работы твердотопливных аппаратов без дополнительного оборудования обычно вызывает ряд бытовых неудобств. О том, что возможны перепады с температурой теплоносителя в отопительном контуре уже было сказано.

Важно! Накопитель горячей воды не позволит при длительном отсутствии топлива в топке, разморозиться ни самому котлу, ни всей системе отопления. Некоторые модели буферных емкостей способны обеспечивать подачу теплой воды в котел и в отопительный контур на протяжении 12-24 часов. Что немаловажно для жителей отдаленных районов.

При отсутствии теплоаккумулятора, когда в доме интенсивно используется горячая вода на бытовом уровне, проблем не избежать. Буферная емкость, как раз призвана устранять возникающие перепады с обогревом жилых помещений и обеспечивать нормальную работу системы ГВС.

Преимущества использования накопителя очевидны, и зная о них, вы уже не будете скептично смотреть на громоздкий бак, стоящий в вашей котельной. Монтаж буферной емкости в системе домашнего отопления дает следующие преимущества:

  • работа нагревательных агрегатов на твердом топливе в экономичном режиме;
  • увеличение временных промежутков между загрузками топлива в котел;
  • возможность использовать отопительные приборы летом для работы системы ГВС;
  • техническая возможность использовать нагревательные агрегаты большой мощности в помещениях с низкой теплопотерей;
  • простая и понятная конструкция устройства не требует специального обслуживания и отличается длительными сроками эксплуатации;
  • статичное состояние устройства, не создающее бытовых неудобств;

Монтаж емкости достаточного объема позволяет осуществить установку в жилых помещениях других отопительных приборов.

К примеру: когда в систему автономного отопления включены сразу несколько нагревательных агрегатов разного вида. Нередко в частных домовладениях устанавливаются твердотопливные котлы в паре с электрическими приборами. Оба агрегата можно свободно подсоединить к одному теплоаккумулятору, причем для этой цели не потребуется установка дополнительных деталей в системе. Благодаря буферной емкости оба агрегата можно настроить на работу в плане приоритетности, сбалансировать их работу по мере необходимости.

*
Оценивая преимущества, которые дает системе отопления установка буферной емкости, не стоит забывать о безопасности.

Читайте также:
ПСБ утеплитель: особенности, характеристики, достоинства и недостатки

Для любых нагревательных приборов основной опасностью является перегрев. Работающий котел на твердом топливе постоянно нуждается в контроле. Большая инерционность оборудования этого типа часто становится причиной перегрева, в результате чего агрегат может выйти из строя, а в худшем случае, привести к крайне неприятным последствиям. Накопитель горячей воды легко устраняет эту проблему, снимая избыточную нагрузку на обогревательный прибор.

Как правильно выбрать тепловой аккумулятор для своей системы отопления

Перед тем, как осуществлять монтаж системы отопления, определяются с видом основного источника тепла. От мощности твердотопливного котла и того объема задач, который прибор будет решать в процессе эксплуатации, зависит и объем теплоаккумулятора. Размеры и объем накопителя определяется еще и вашими бытовыми потребностями. Приоритетным при выборе буферной емкости становится модель нагревательного агрегата, обладающая лимитом мощности и ограниченным временным ресурсом.

  • при работе в паре с твердотопливным котлом буферная емкость должна обеспечить аккумуляцию тепловой энергии во время разовой загрузки топливом, хватающей на раздачу горячего теплоносителя по системе до последующей загрузки топочной камеры.

Здесь уместно сказать несколько слов о расчетных данных, которые влияют на выбор оптимального объема буферной емкости. С помощью расчетов можно определить реальную аккумулирующую способность конкретно взятого объема теплоносителя, оказывающую значение на теплоемкость.

Принято считать: теплоемкость котловой воды составляет 4,187 кДж кг/ 0 С, что в свою очередь означает. Для нагрева 1 кг. воды всего на 1 0 С, потребуется количество тепловой энергии в эквиваленте 4,187 кДж. Для нагревательных приборов это значение составляет 1 ккал = 1,163 Вт/ч.

Для полноты картины считаем. При установке теплового аккумулятора объемом в 1000 л. (1000 кг.), для нагрева воды до температуры 50 0 С, количество тепловой энергии сохраненной в баке составит 1000 х 50 = 50000 ккал или 58 тыс. кВт/ч.

При расходе горячей воды из буферной емкости и снижении температуры воды на 50 градусов, количество тепла соответственно уменьшится на аналогичное значение. Каждая схема подключения имеет свою методику расчетов емкости теплоаккумулятора, однако существуют следующие общие требования, которые необходимо учитывать:

  • накопительный бак должен быть способным аккумулировать максимальное количество избыточной тепловой энергии за время горения топлива при разовой загрузке;
  • чем выше пиковый расход тепловой энергии в отопительном контуре и чем длительнее максимальный расход тепла, тем больший объем потребуется для буферной емкости;
  • при высокой интенсивности горения котла в короткие промежутки времени потребуется установить дополнительный теплообменник, или отдельно, или интегрированный в буферную емкость;
  • накопитель должен иметь номинальное давление внутри большее, чем в точке подключения устройства к системе;
  • в накопителях горячей воды с двумя и более встроенными теплообменниками, система с меньшим рабочим давлением подключается к нижним теплообменным устройствам, а с сильным рабочим давлением, наоборот, к теплообменникам, расположенным вверху;
  • установка теплового аккумулятора обязывает монтаж в системе расширительного бака и предохранительного, термосмесительного клапана.

Заключение

Правильный расчет тепловой емкости теплоносителя, аккумулируемого в накопители, позволит работать твердотопливному котлу в нормальном режиме. Буферная емкость в комплекте к другими предохранительными элементами не только обеспечивает бесперебойную работу отопительной системы, но и нормальное горячее водоснабжение. Буферная емкость, она же теплоаккумулятор, гарантирует не только безопасную работу нагревательных приборов, но и экономически целесообразна.

Единственный нюанс, на который придется обращать внимание при оборудовании системы отопления дома, заключается в выборе места под котельное помещение. Монтаж емкости большого объема потребует от вас технологического решения. В ряде случаев теплоаккумуляторы собираются прямо на месте.

Как рассчитать теплоаккумулятор для твердотопливного котла и выполнить его обвязку

Использование аккумуляторов тепла для системы отопления позволяет оптимизировать сжигание твердых видов топлива в котлах. Простыми словами, при наличии буферной емкости – теплоаккумулятора домовладельцу не нужно часто посещать котельную, а дрова будут сгорать в оптимальном режиме. Но для этого емкость нужно правильно подобрать, а потом и состыковать с отопительным оборудованием, что обязательно вызовет затруднения у несведущего человека. Поэтому стоит подробно разобраться, что собой представляет теплоаккумулятор для твердотопливного котла, как его подобрать и подключить к отоплению частного дома.

  • 1 Что такое буферная емкость
  • 2 Расчет буферной емкости
  • 3 Подбор теплоаккумулятора
  • 4 Схемы подключения
    • 4.1 Альтернативная схема
  • 5 Заключение

Что такое буферная емкость

На самом деле теплоаккумулятор, предназначенный для системы отопления, — это обычный металлический бак расчетной вместительности, укрытый теплоизоляционным слоем. В простейших моделях заводского изготовления есть только патрубки для подключения теплоносителя, да гильзы под установку термометров. В буферных емкостях подороже термометры уже встроены, а самые дорогие изделия оснащаются теплообменниками в виде змеевиков. Устройство такого теплоаккумулятора показано на рисунке:

Как видно, конструкция буферной емкости не отличается особой сложностью, оттого разные мастера — умельцы приспособились ее делать своими руками, о чем рассказано в отдельной теме.

Назначение змеевиков – подогрев воды для обеспечения ГВС и присоединение альтернативных источников тепловой энергии – солнечных коллекторов. Понятно, что данная функция востребована лишь при благоприятных погодных условиях в регионе проживания. В целом же буферная емкость для котла отопления призвана решать такие задачи:

  1. Создание условий для работы ТТ-котла с максимальным КПД и минимальными выбросами в атмосферу.
  2. Комфортная эксплуатация теплогенератора, когда не нужно подбрасывать дрова в топку каждые 4—6 часов, включая ночное время.
  3. Подогрев и подача воды питьевого качества 1—2 потребителям (опция).
Читайте также:
Регистры отопления: виды, расчёт нужного количества, установка своими руками

Большинство производителей отопительного оборудования, работающего на твердом топливе, в прилагающейся документации указывают, что крайне желательно выполнить подключение к ТТ-котлу теплоаккумулятора. Причина такова: агрегат достигает наибольшей эффективности при режиме работы, близком к максимальному. А поскольку излишек вырабатываемого тепла нужно куда-то поместить до подачи в систему отопления, понадобится буферная емкость с водой.

Не имея термоаккумулятора, мы стараемся всячески «придушить» тепловой агрегат, ограничивая подачу воздуха для горения. Мало того что это снижает его КПД до 40% (как у буржуйки), но и вызывает выброс в атмосферу токсичного угарного газа. Из-за этого часть европейских стран запретили сжигание древесины и угля в котлах отопления без буферной емкости.

С более редкими посещениями помещения топочной все понятно: накопленное в баке тепло еще долгое время будет расходоваться на обогрев дома при условии, что его объем правильно рассчитан. Кроме того, при совместной работе твердотопливного котла в паре с теплоаккумулятором вероятность перегрева и закипания воды в рубашке агрегата сводится практически к нулю.

Помимо взаимодействия с дровяными теплогенераторами, можно использовать теплоаккумуляторы и с электрическими котлами. Это имеет смысл, когда ночью потребляемая электроэнергия считается по тарифу, что в 2—3 раза ниже обычного. За промежуток времени, пока действует этот тариф, электроустановка сможет полностью «зарядить» тепловой аккумулятор, а он станет отдавать эту энергию на обогрев дома в течение дня.

При таком варианте результаты предыдущего расчета мощности электрического котла придется удвоить, чтобы его теплоотдачи хватило на обогрев дома и загрузку бака по ночному тарифу.

Расчет буферной емкости

Основной критерий, по которому выбирается буферная емкость для твердотопливного котла, — это ее объем, определяемый расчетом. Его величина зависит от таких факторов:

  • тепловая нагрузка на отопительную систему частного дома;
  • мощность котла отопления;
  • предполагаемая длительность работы без помощи источника тепла.

Перед тем как рассчитать вместительность теплоаккумулятора, нужно прояснить все перечисленные моменты, начиная со средней тепловой мощности, что потребляет система в течение зимнего периода. Максимальную мощность принимать для расчета не следует, это приведет к увеличению размеров бака, а значит, и к повышению стоимости изделия. Лучше несколько дней в году претерпеть неудобства и загружать топку чаще, нежели платить сумасшедшую цену за большой теплоаккумулятор, который будет использоваться нерационально. Да и места он займет слишком много.

Мнение эксперта. Для обеспечения тепловой энергией дома площадью 200 м² достаточно буферной емкости, вмещающей 1 т теплоносителя, а это объем 1 м³. Утверждение верно для средней полосы Российской Федерации, в более южных или северных регионах расклад будет другим.

Невозможна нормальная работа системы отопления с теплоаккумулятором, когда источник тепла имеет малый запас по мощности. В этом случае «зарядить» батарею полностью не удастся никогда, поскольку теплогенератор должен одновременно обогревать дом и загружать емкость. Помните, что подбор твердотопливного котла для обвязки с теплоаккумулятором предполагает двукратный запас по тепловой мощности.

Алгоритм расчета предлагается изучить на примере дома площадью 200 м² при длительности простоя котла 8 часов. Предполагается, что вода в баке нагреется до 90 °С, а в процессе работы отопления остынет до 40 °С. Для обогрева такой площади в наиболее холодное время понадобится 20 кВт теплоты, а среднее ее потребление составит около 10 кВт/ч. Значит, батарея должна накопить 10 кВт/ч х 8 ч = 80 кВт энергии. Дальше расчет объема теплоаккумулятора для твердотопливного котла ведется через формулу теплоемкости воды:

m = Q / 1.163 х Δt, где:

  • Q – расчетное количество тепловой энергии, которое надо накопить, Вт;
  • m – масса воды в резервуаре, кг;
  • Δt – разница между начальной и конечной температурами теплоносителя в баке, равна 90 – 40 = 50 °С;
  • 163 Вт/кг °С или 4.187 кДж/ кг °С – удельная теплоемкость воды.

Для рассматриваемого примера масса воды в теплоаккумуляторе составит:

m = 80000 / 1.163 х 50 = 1375 кг или 1.4 м³.

Как видите, в результате вычислений размеры буферной емкости выходят больше, чем рекомендует эксперт. Причина проста: для расчета были взяты неточные исходные данные. На практике, особенно когда дом хорошо утеплен, средний расход теплоты на площадь 200 м² будет меньше, чем 10 кВт/ч. Отсюда вывод: чтобы правильно рассчитать размеры теплоаккумулятора для твердотопливного котла, необходимо использовать более точные исходные данные по потреблению тепла.

Для справки. Существует и укрупненный способ расчета, согласно которому на каждый кВт тепловой мощности котла приходится 25 л объема теплоаккумулятора.

Подбор теплоаккумулятора

Остальные критерии выбора емкости не столь важны и в основном касаются разных опций. Одна из них – встроенный змеевик, нагревающий воду для хозяйственных нужд. Может оказаться полезной, если нет других средств подогрева, но для больших расходов в сети ГВС этот способ точно не подойдет. Кроме того, теплообменник отнимет часть «заряда» теплоаккумулятора, уменьшив время автономной работы отопления.

Полезная опция – встроенный в верхнюю часть бака ТЭН, способный поддерживать температуру теплоносителя на определенном уровне. Благодаря электрическому подогреву система не разморозится в случае аварии и даже сможет обогревать дом какое-то время после того, как аккумулятор «разрядился», а котел еще не запущен.

Второй змеевик для подключения гелиосистемы полезен лишь в южных регионах, где солнечная активность позволит загрузить теплоаккумулятор. А вот на что стоит обратить внимание при подборе, так это рабочее давление резервуара. Надо учитывать, что большинство твердотопливных котлов рассчитано на давление в рубашке до 3 Бар, значит, и буферная емкость должна спокойно выдерживать столько же.

Читайте также:
Котёл Ферроли: особенности, виды, плюсы и минусы, инструкция по эксплуатации

Схемы подключения

Способов обвязки котла твердотопливного с теплоаккумулятором и системой отопления существует немало. Но все они производные от базовой схемы, изображенной ниже. С ее помощью легко разобраться, как эти агрегаты работают в паре, а после все смонтировать своими руками.

Источник тепла, работающий на твердом топливе, имеет традиционный котловой контур со смесительным узлом, чья задача – не допустить подачу холодного теплоносителя в котел. Затем подающий и обратный трубопроводы подключены к буферной емкости, соответственно, сверху и снизу. Таким же образом к теплоаккумулятору присоединяется система отопления, тоже оснащенная узлом смешивания. Его цель – поддерживать в системе требуемую температуру воды, подмешивая часть горячего теплоносителя при необходимости.

Важный момент. Фактическая производительность циркуляционного насоса котлового контура должна быть немного выше, чем у насосного агрегата отопительной сети. Соблюдение этого условия позволит потокам внутри теплоаккумулятора двигаться в правильном направлении (показаны на схеме белыми стрелками).

На самом деле сетевой насос будет мощнее котлового и вот почему. Сопротивление сети трубопроводов и радиаторов выше, нежели 3—5 м трубы от твердотопливного котла до теплоаккумулятора. Более высокая мощность и напор нужны агрегату, чтобы преодолеть это сопротивление. Поэтому более слабый насос котлового контура сможет обеспечить больший расход, надо только верно настроить оба агрегата. Есть 2 варианта решения вопроса:

  1. При использовании 3-скоростных насосов можно настроить их производительность переключением скоростей.
  2. Поставить на входе обратки из системы в буферную емкость балансировочный вентиль, которым и производить регулировку.

Одновременный прогрев отопительных приборов и послойная загрузка теплоаккумулятора возможна, когда потоки внутри бака движутся по горизонтали с небольшим преобладанием со стороны твердотопливного котла. Возникает вопрос – как это проверить? Возникает ответ: на обеих вводах обратки в бак надо поставить термометры (как на схеме) и выполнять регулировку, переключая скорости насосов или вращая балансировочный вентиль. Важное условие: трехходовой клапан отопительной сети нужно полностью открыть вручную.

Регулировкой необходимо добиться, чтобы температура на входе в теплоаккумулятор (Т1) была меньше, чем на его выходе (Т2). Это означает, что часть горячей воды идет на «зарядку» батареи. Подробнее обо всех моментах вы сможете узнать от эксперта, просмотрев видео:

Альтернативная схема

Данная схема обвязки буферной емкости и твердотопливного котла предложена одним из участников популярного форума. Ее особенность состоит в том, что при отключении электроэнергии работоспособность схемы сохраняется, хотя за это приходится расплачиваться увеличенными диаметрами стальных труб. Ниже на рисунке изображено подключение теплоаккумулятора к закрытой системе отопления, но при монтаже ее лучше сделать открытой, о чем говорит и сам автор.

Вкратце суть такова: благодаря Т-образному вводу сверху бака происходит одновременный нагрев радиаторов и «зарядка» термоаккумулятора, сделанного своими руками. Насосом котлового контура управляет накладной датчик на подающей магистрали, включая агрегат по достижении в нем температуры 60 °С. Циркуляция в сети зависит от комнатного термостата, с которым связан сетевой насос.

Примечание. Предложенная схема обвязки проверена ее создателем на собственном опыте. Все подробности ее монтажа и эксплуатации описаны автором на форуме

Заключение

Нельзя отрицать тот факт, что теплоаккумулятор улучшает условия эксплуатации обычного твердотопливного котла. Последний сжигает топливо с максимальным КПД, а после прогрева число походов в котельную сокращается до минимума. Другое дело, что данное удовольствие – не из дешевых, из-за чего львиная доля работающих в частных домах аккумуляторов – самодельные.

Устройство буферной ёмкости для твердотопливного котла

Каждый владелец частного дома мечтает о том, чтобы установленная отопительная система работала максимально слаженно и не требовала особых условий ухода. Важную роль играет экономичная сторона используемого оборудования. Чтобы система не страдала от ярко выраженной неравномерности поступления энергии, а заложенное заранее топливо создавало необходимый запас тепла, необходимо использовать буферную ёмкость для твердотопливного котла.

  • 1. Функциональные возможности
  • 2. Преимущества и недостатки
  • 3. Комплектующие элементы
  • 4. Расчёт необходимой ёмкости
  • 5. Правила выбора качественного агрегата

В установленном теплоаккумуляторе расположена специальная буферная ёмкость, которая является мощным накопителем излишков тепла. Само устройство представлено в виде бака для воды с небольшим змеевиком, который полностью укрыт теплоизоляционным материалом.

Пока котёл сжигает загружённые в него дрова, ёмкость постепенно накапливает вырабатываемые системой избытки тепла. В тот момент, когда котёл перестает выдавать необходимую пользователю температуру, всё излишнее тепло из бака направляется в батареи. Огромное преимущество состоит в том, что вода в радиаторах совершенно не остывает.

Вне зависимости от площади дома отопительная система должна быть снабжена мощным электрическим насосом, который сможет обеспечить непрерывную циркуляцию теплоносителя. Но после отключения электроэнергии такая установка прекращает свою работу. Заложенные дрова горят, тепло выделяется, а вот вода неподвижно стоит в трубах, закипая в котле.

Если пользователь упустит момент, то система взорвется, что может угрожать жизни людей. Установленный теплоаккумулятор предотвращает возникновение таких последствий. Огромное преимущество буферной ёмкости для твердотопливного котла состоит ещё и в том, что она увеличивает время между закладками дров в несколько раз. Устраняется опасность размораживания системы из-за затухания котла.

Качественный буферный агрегат выполняет несколько полезных функций в автоматическом режиме:

  • В нужный момент отдаёт накопленное тепло заправленному теплоносителю.
  • Обеспечивает стабильную работу системы без вмешательства человека.
  • Беспрерывно накапливает всё излишнее тепло.
  • В случае отключения электроэнергии предотвращает закипание воды.

Каждый специалист согласится, что у современных автономных твердотопливных котлов с буферными ёмкостями есть свои преимущества и недостатки.

Все нюансы обязательно должны быть учтены будущим владельцем, чтобы выбранная им отопительная система работа исправно.

Читайте также:
Термоизоляция для труб дымохода: плюсы и минусы, материалы, тонкости утепления

Среди положительных сторон можно отметить:

  • Установленное оборудование надёжно защищено от перегрева.
  • Энергетический потенциал котла используется в полном объёме. Благодаря этому существенно возрастает уровень КПД.
  • Система работает более плавно, что гарантирует дифференцированный подход к обогреву различных помещений.
  • Проблема горячего водоснабжения дома решается без особых трудностей.
  • Работа котла требует гораздо меньше вмешательств человека.
  • У пользователя есть множество вариантов модернизировать отопительную систему, сделав её более эффективной.

Недостатков не так уж и много, но все они весьма своеобразны. Каждый пункт требует внимания со стороны владельцев отопительного оборудования.

К минусам относятся следующие факторы:

  • Буферные ёмкости — это довольно громоздкие и тяжёлые изделия. Для их монтажа нужно подготовить вместительное помещение, что не всегда удобно. Помимо этого, могут возникнуть определённые сложности с доставкой.
  • Котёл с теплоаккумулятором отличается большой инерционностью. Именно поэтому от первичного розжига котла до выхода на стандартные показатели уйдёт достаточно много времени. Такая ситуация может доставлять особые трудности владельцам загородных домов.
  • Довольно высокая цена оборудования, которая может превосходить стоимость самого котла.

Буферная ёмкость для котла представлена в виде обычной металлической бочки, с наружной теплоизоляцией. Несмотря на весьма простую конструкцию, этот агрегат обладает высокой эффективностью и экономичностью, что очень важно в отопительной системе.

Чтобы такой аппарат функционировал правильно, нужно знать, из каких элементов он состоит и какую функцию все они выполняют:

  • Спиральный теплообменник. Этот элемент установлен только в тех моделях, которые подключаются к системе отопления сразу с несколькими типами теплоносителей (мощные солнечные коллекторы, тепловой насос). Для его изготовления используется исключительно нержавеющая сталь.
  • Вместительный бак. Выпускается из листового металла с эмалированным покрытием либо из нержавеющей стали. От бака отходят специальные патрубки, которые предназначены для подключения к системе отопления и теплогенератору. Важно понимать, что от материала, из которого изготовлен бак, зависит продолжительность его эксплуатации.
  • Встроенный змеевик для ГВС. Некоторые современные модели, помимо поддержания температуры нагрева заполненного теплоносителя, подогревают воду для бытовых целей.

Каждая модель оснащена специальным ревизионным окном, которое помогает обслуживать бак. Благодаря этому мастер может своевременно устранить мусор, а также провести ремонтные работы.

Когда с устройством буферной ёмкости для системы отопления всё понятно, можно приступать к расчётам требуемых параметров. Этот показатель напрямую зависит от мощности отопительного котла.

Если был установлен агрегат, который вырабатывает 35 кВт/час, тогда объем используемой ёмкости должен превышать эту цифру минимум в 30 раз. Помимо этого, важно учесть ряд дополнительных факторов:

  1. 1. Не стоит делать никаких надбавок на то, что тепловой аккумулятор будет впитывать всё тепло, а сама система будет работать плохо. Когда на улице температура опускается ниже -30˚С, то котёл может спокойно работать в обход буферной установки. А вот когда становится теплее, то в действие входит теплоаккумулятор, а всё лишнее тепло в нем накапливается.
  2. 2. Мощность должна быть рассчитана исключительно для погодных условий, когда дом теряет максимальное количество вырабатываемой тепловой энергии. К примеру, если котёл теряет 33 кВт/час при температуре окружающей среды от -29˚С, то и мощность всей системы должна быть такой же. Конечно, нужно учитывать и небольшой запас. Для качественного подогрева существующей схемы должно создаваться минимум 35 кВт/час.
  3. 3. Обязательно учитывается размер помещения, где будет установлен сам агрегат вместе с теплообменником и другими элементами схемы. В некоторых случаях может возникнуть такая ситуация, когда установить большой теплоаккумулятор просто не получится.

Если же мастер обладает всеми необходимыми навыками, то изготовить ёмкость можно и своими руками. Лучшим вариантом считается цилиндрический агрегат, обладающий следующими параметрами:

  • Диаметр — 1 метр. Стоит учесть, что если объём теплового аккумулятора равен 1750 л, то его диаметр должен составлять минимум 1,06 м.
  • Высота — 2 метра.

Подобрать наиболее подходящий теплообменник всегда помогут опытные инженеры-теплотехники. Но если нет возможности обратиться к профессионалам за помощью, тогда выбор нужно делать самостоятельно.

Реализовать это вовсе не трудно, главное, тщательно изучить основные параметры:

  • Объём ёмкости.
  • Давление в отопительной системе.
  • Оснащение вспомогательными теплообменниками.
  • Вес и наружные размеры.
  • Возможность установки дополнительных элементов.

Специалисты утверждают, что основным параметром является показатель давления в системе. Чем выше эта цифра, тем теплее будет в обогреваемом помещении.

При выборе наиболее подходящей модели обязательно нужно учитывать показатель максимального давления, так как от этого зависит его эксплуатационный срок. Отличными характеристиками обладает тот термоаккумулятор, который изготовлен из нержавеющей стали.

Опытные мастера используют несколько проверенных способов подключения теплообменника к твердотопливному котлу. Но вне зависимости от выбранного варианта специалист должен соблюдать ряд элементарных правил.

Чтобы отопительная система правильно функционировала, необходимо учесть следующие нюансы:

  1. 1. На входах должны быть установлены качественные фильтры для очистки воды.
  2. 2. На магистрали обязательно монтируется специальная запорная арматура.
  3. 3. Абсолютно все соединения в отопительной системе должны быть фланцевыми или же резьбовыми.
  4. 4. Система не сможет стабильно функционировать без клапана воздухоотводчика.
  5. 5. На теплообменник должен быть установлен манометр и предохранительный клапан.

Тщательное соблюдение этих элементарных правил сможет обеспечить полную безопасность и работоспособность всей отопительной установки.

Качественная обвязка твердотопливного котла с буферным устройством может осуществляться по самым разным схемам. Среди специалистов существует самая упрощённая модель, с которой прекрасно справится даже начинающий мастер. Но приступить к самостоятельному монтажу можно только после ознакомления с принципом действия выбранной схемы.

Многие решают изготовить эту разновидность буферной установки своими руками. Такой подход позволяет существенно сэкономить финансовые сбережения.

Читайте также:
Двухтрубная система отопления в частном доме

Для реализации этой идеи необходимо выполнить следующие действия:

  • На начальном этапе рисуется схема будущей конструкции, а также определяются размеры каждой стенки. Мастер обязательно должен учитывать толщину сварочных швов. Чаще всего этот показатель варьируется в пределах от 1 до 3 мм (всё зависит от используемого аппарата и электродов).
  • Заранее подготовленный листовой металл нужно разрезать на куски.
  • Две стороны заготовки необходимо прижать друг к другу, чтобы они образовали прямой угол. Те предметы, которые имеют большой вес, должны быть надёжно зафиксированы.
  • В нескольких местах металла используют точечную сварку, после чего проверяют правильность размещения всех листов.
  • Мастер должен выполнить внутренний и внешний сварочный шов.
  • По аналогичной схеме привариваются все стенки, а также дно.
  • В верхней части аккуратно приваривают угол, сверлят все необходимые дырочки.
  • К каждой стороне крепят несколько рёбер жёсткости.
  • Остаётся только изготовить ножки и приварить их.

Многие мастера привыкли выполнять стандартную типовую обвязку твердотопливного котла полипропиленом, с малым контуром и узлом смешивания. Основная задача смесительного узла состоит в том, чтобы не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в специальную водяную рубашку буферной ёмкости.

Когда используется трёхходовой клапан, который настроен на температуру +45˚С, то движение теплоносителя замыкается по малому кругу до тех пор, пока не будет достигнуто установленное значение. Только после этого агрегат подмешивает воду из системы в обратный трубопровод.

Чтобы очистить жидкость от накипи и другого мусора, перед трёхходовым краном необходимо установить очистительный фильтр, который опытные мастера называют грязевиком. Монтировать его нужно в горизонтальном положении.

В больших частных домах обвязка твердотопливного котла осуществляется при помощи гидрострелки. Основное отличие этой схемы состоит в том, что теплообменник не служит накопителем тепла, а выполняет функцию гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления.

Преимущество такой системы неоспоримо, так как владелец может подключить тёплые полы, радиаторное отопление, а также бойлер косвенного нагрева воды. Для слаженной работы таких установок нужна разная температура основного теплоносителя в каждой ветви.

Подключение и расчет буферной емкости к твердотопливному котлу

Часто в загородных домах и на дачах, где нет централизованного газа, используется автономная система, в которой источником тепла является твердотопливный котел. Это оборудование имеет множество достоинств, однако у него есть и минусы, например, неравномерная выработка тепловой энергии при сгорании и потребность в частой дозагрузке топлива. Чтобы сделать отопление эффективным, можно использовать дополнительное приспособление. Буферная емкость для твердотопливного котла – это агрегат, накапливающий излишки тепловой энергии и отдающий их при остывании. Конструктивно устройство представляет собой водяной бак со змеевиком и теплоизоляционным слоем.

  1. Назначение буферной емкости
  2. Использование теплоаккумулятора
  3. Специфика работы буферной емкости
  4. Преимущества и недостатки
  5. Расчет объема теплоаккумулятора
  6. Выбор модели

Назначение буферной емкости

Буферная емкость необходима для аккумуляции избытка тепла и создания безопасного режима работы котла

Основной задачей теплоаккумулятора является сохранение энергии в отопительной системе. Другие задачи, которые решает устройство:

  • Одновременное подключение нескольких тепловых источников.
  • Экономия твердого топлива до 45-50% от исходного количества.
  • Стабилизация обогрева, снижение риска перегрева металлических компонентов.
  • Защита от остывания помещения, автоматизация отопления, что особенно важно, если владелец уезжает из дома на продолжительный срок и не хочет, чтобы здание промерзло.
  • Увеличение срока службы твердотопливного котла.
  • Отсутствие необходимости частого пополнения топлива, интервал между подбрасыванием дров или угля в топку увеличивается.

Использование буфера делает отопительную автономную систему более безопасной. Твердое топливо сможет полностью сгорать в топке, количество сажевых отложений снижается, обслуживать оборудование требуется реже.

Использование теплоаккумулятора

Схема обвязки твердотопливного котла с теплоаккумулятором

Буферная емкость для отопления позволяет отрегулировать термальный режим, не допуская падения атмосферной температуры до слишком низких значений. Эффективность отопления с помощью твердотопливного котла снижается по мере сгорания дров либо угля; при подбрасывании новой порции топлива, наоборот, объем вырабатываемого тепла резко возрастает. Буферная емкость принимает на себя лишнюю энергию, передавая тепло в систему в дозированном количестве. В некоторых случаях теплообменник дополнительно работает как гидрострелка, в наиболее совершенных конструкциях он используется для обеспечения горячего водоснабжения.

Как правило, отдача тепловой энергии от буфера происходит в ночные часы, когда жильцы спят, а не подбрасывают дрова или уголь в топку. Это позволяет максимально долго обогревать помещения дома, поэтому утром в комнатах не будет холодно. В некоторых случаях буферную емкость устанавливают и в системах, где источником тепла служит электрический котел: это повышает уровень пожарной безопасности.

Специфика работы буферной емкости

Все основные узлы теплоаккумулятора хорошо видны на чертежах

Конструктивно теплообменник состоит из нескольких элементов, каждый из которых выполняет отдельную функцию:

  • Спираль из нержавеющей стали. Этот компонент устанавливают в моделях, подключающихся к отопительным системам с различными теплоносителями, использующимися одновременно (солнечные коллекторы, насосы и пр.).
  • Емкость. Бак делают из листового металлопроката, поверхности имеют эмалированное покрытие, в некоторых моделях стенки сделаны из нержавеющей стали, поэтому не подвержены коррозии. От объема зависит энергоэффективность сооружения, продолжительность работы самой конструкции. От бака отходят патрубки, с помощью которых теплообменник подключают к котлу.
  • Змеевик для горячего водоснабжения входит в схему большинства современных буферных емкостей.

Устройство оснащается ревизионным окном, использующимся при ремонте оборудования. Специалист сможет вовремя определить, что технику пора чистить, и быстрее выполнит плановое или экстренное техобслуживание.

Преимущества и недостатки

Буферная емкость защищает котел от перегрева и взрыва

Читайте также:
Котел Будерус: популярные модели, особенности и технические характеристики

Применение буфера обладает множеством положительных качеств:

  • Повышенная надежность, защита отопительного оборудования от перегрева, способного спровоцировать возгорание или взрыв.
  • Увеличение КПД котла, максимально эффективное расходование вырабатываемой при сгорании топлива энергии.
  • Сравнительно простой принцип работы, за счет чего оборудование обладает продолжительным ресурсом, редко требует обслуживания и ремонта.
  • Плавная регулировка температуры, поддержание оптимальных микроклиматических условий в помещениях на протяжении 7-9 часов.
  • Возможность подключения к системе водоснабжения, отсутствие необходимости монтировать отдельный водонагреватель для ванной либо кухни.
  • Минимизация усилий человека для обслуживания котельной.
  • Возможность подключения нескольких источников тепла, грамотного распределения отопления по нескольким комнатам.

Установка буфера имеет и ряд минусов, которые требуется учитывать, проводя расчет оборудования и покупку устройства. Емкость весит немало и достаточно габаритна, для транспортировки необходим грузовой транспорт, а монтаж требует большой площади и высоты помещения. Другая проблема – повышенная инерционность котельного оборудования: прогрев комнат займет долгое время, что особенно неприятно, когда дом отапливают после окончания зимнего сезона. Еще один недостаток – повышенная цена самого теплообменника: сумма может оказаться больше затрат на сам твердотопливный котел.

Расчет объема теплоаккумулятора

Объем емкости подбирают в зависимости от мощности котла

Прежде чем покупать устройство, требуется грамотно рассчитать объем бака. Стандартная формула – Q = c × m × (T1-T2), в которой:

  • Q – общее количество затрачиваемой энергии;
  • c – показатель удельной теплоемкости;
  • m – масса теплоносителя;
  • под показателями Т1-Т2 понимают температурную разницу.

Полученный результат требуется скорректировать с учетом дополнительных нюансов, включая наличие вспомогательных источников, качество утепления, площадь дома и т.д. Если с расчетами возникают сложности, требуется обратиться к специалистам, которые изучат чертеж отопительной системы и определят объем с учетом всех факторов.

Выбор модели

Чтобы подобрать емкость, требуется обратить внимание на предельное давление, материал изготовления внутренних элементов, возможность подсоединения ТЭНов для резервного подогрева, качество теплоизоляции.

Готовая конструкция должна отвечать критериям безопасности, энергоэффективности и быть практичной в обслуживании.

Желательно при покупке предпочесть модели, предлагаемые проверенными производителями, поскольку в этом случае риск возникновения проблем с качеством минимален.

Расчет и подключение теплоаккумулятора для твердотопливного котла

Равномерность работы системы отопления и минимальное время за ее присмотром – мечта каждого владельца собственного дома. Не на последнем месте стоит экономичность. Теплоаккумулятор для отопления (ТА) объединяет и выполняет вышеуказанные функции. Данное специальное устройство самостоятельно в нужный момент уменьшает или увеличивает температуру теплоносителя. В результате достигается тепловой комфорт в отапливаемых помещениях. Вмешательство человека в этом процессе исключается. О том, как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу будет рассказано далее.

Теплоаккумулятор для домашней системы отопления

Назначение теплоаккумулятора

Установленный в системе отопления он в автоматическом режиме:

  • накапливает излишнее тепло;
  • отдает накопленное тепло теплоносителю в нужный момент;
  • предотвращает закипание воды в котле при отсутствии электроэнергии;
  • обеспечивает работу котла без вмешательства человека.

Буферная емкость предназначена для работы в автоматическом режиме

В теплоаккумуляторе накопителем излишков тепла является буферная емкость для воды. (На фото красная). Представляет собой ёмкость для воды со змеевиком, укрытую теплоизоляцией. Пока горят дрова, она накапливает избытки тепла. Как только котел перестает выдавать нужную температуру, излишнее тепло из этой емкости отдается в систему отопления. Вода в радиаторах не остывает. Система отопления в домах не устанавливается без электрических насосов, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя. Не трудно представить, что происходит в момент перебоев с электроэнергией. Дрова горят, тепло выделяется, а вода неподвижно стоит в трубах. Начинается ее закипание в котле.

Если этот момент упустить, то возможен взрыв со всеми вытекающими последствиями. Теплоаккумулятор для отопления препятствует этому. Пока горит топливо, его приходится периодически добавлять. Если не сделать это вовремя, котел потухнет. Чем это опасно в сильные морозы, знает каждый. Имея ТА процесс между закладками дров увеличивается в разы. При этом не создается опасность размораживания системы из-за затухания котла.

Выбираем теплоаккумулятор

ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла

Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие:

  • давление в системе отопления;
  • объем буферной емкости;
  • наружные размеры и вес;
  • оснащение дополнительными теплообменниками;
  • возможность установки дополнительных устройств.

Напор воды (давление) в системе отопления – основной показатель. Чем он выше, тем теплее в обогреваемом помещении. Учитывая этот параметр, при выборе теплоаккумулятора для твердотопливных котлов обращается внимание на максимальное давление, которое он способен выдерживать. Теплоаккумулятор для твердотопливного котла, показанный на фото, изготовлен из нержавеющей стали, выдерживает высокое давление воды.

Объем буферной емкости . От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.

Наружные размеры и вес . Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери. Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.

Читайте также:
Требования к установке газового котла: нормативы, расположение, особенности

Оснащение дополнительными теплообменниками . При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.

Возможность установки дополнительных устройств . Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы. В зависимости от объема обогрева помещений комфортной температуры они могут не создать, но размораживание системы предотвратят обязательно. Наличие КИП позволит своевременно обратить внимание на возможные неполадки, возникшие в системе отопления.

Важно. Выбирая теплоаккумулятор для отопления заостряйте внимание на его теплоизоляцию. От нее зависит сохранение полученного тепла.

Расчет объема буферной емкости котла

Самым оптимальным решением этой задачи станет поручение ее выполнения инженерам-теплотехникам. Расчет объема теплоаккумулятора для всей системы отопления частного дома требует учитывать различные факторы, известные только им. Несмотря на это, предварительные подсчеты можно сделать самостоятельно. Для этого кроме общих знаний физики и математики понадобятся калькулятор и чистый лист бумаги.

Находим следующие данные:

  • мощность котла, кВт;
  • время активного горения топлива;
  • тепловая мощность обогрева дома, кВт;
  • КПД котла;
  • температуры в трубе подачи и «обратке».

Рассмотрим пример предварительного расчета. Обогреваемая площадь – 200 м 2 , время активного горения котла – 8 часов, температура теплоносителя при нагреве – 90° С, в обратном контуре – 40° С. Расчетная тепловая мощность обогреваемых помещений – 10 кВт. При таких исходных данных тепловой прибор получит 80 кВт (10×8) энергии.

Делаем расчет буферной емкости твердотопливного котла по теплоемкости воды:

где:
m – масса воды в емкости (кг);
Q – количество тепла (Вт);
∆t – разность температуры воды в трубе подачи и «обратке» (°С);
1,163 – удельная теплоемкость воды (Вт/кг °С).

Расчет буферной емкости твердотопливного котла

Подставив цифры в формулу получим 1375 кг воды или 1,4 м 3 (80000/1,163×50). Таким образом для системы отопления дома площадью 200 м 2 надо установить ТА емкостью 1,4 м 3 . Зная эту цифру можно смело идти в магазин и смотреть, какой теплоаккумулятор приемлем.

Габариты, цена, комплектация, производитель уже легко определяемы. Сопоставляя известные факторы не трудно сделать предварительный выбор теплового аккумулятора для дома. Такой расчет актуален в случае, когда дом построен, система отопления уже смонтирована. Результат расчета покажет, нужно ли разбирать дверные проемы из-за габаритов ТА. Оценив возможность его установки на постоянное место, делается окончательный расчет теплоаккумулятора для твердотопливного котла, установленного в системе.

Собрав данные по системе отопления выполняем вычисления по формуле:

где:
W – количество необходимого тепла для нагрева теплоносителя;
m – масса воды;
c – теплоемкость;
∆t – температура подогрева воды;

Кроме этого понадобится значение k – КПД котла.

Из формулы (1) находим массу:
m = W/(c×∆t) ( 2 )

Поскольку КПД котла известен, уточняем формулу (1) и получаем
W = m×c×∆t×k ( 3 )
откуда находим уточненную массу воды
m = W/(c×∆t×k) ( 4 )

Рассмотрим, как рассчитать теплоаккумулятор для дома. В системе отопления установлен котел мощностью 20 кВт (указана в паспортных данных). Топливная закладка прогорает за 2,5 часа. Для отопления дома нужно 8,5 кВт/1 час энергии. Значит, за время прогорания одной закладки будет получено 20×2,5 = 50 кВт

На отопление помещений будет израсходовано
8,5×2,5 = 21,5 кВт

Лишнее произведенное тепло
50 – 21,5 = 28,5 кВт
сохраняется в ТА.

Температура, на которую нагревается теплоноситель составляет 35° С. (Разность температур в трубе подачи и «обратки». Определяется замером во время работы системы отопления). Подставляя искомые значения в формулу (4) получаем
28500/(0,8×1,163×35) = 874,5 кг

Эта цифра означает, что для сохранения тепла, выработанного котлом необходимо иметь 875 кг теплоносителя. Для этого понадобится буферная емкость для всей системы объемом 0,875 м 3 . Такие облегченные расчеты позволяют легко выбрать теплоаккумулятор для котлов отопления.

Совет. Для более точного расчета объема буферной емкости лучше обратиться к специалистам.

Способы подключения

Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется различными способами.

Но в любом случае существует ряд правил, соблюдение которых обязательно:

  • все соединения в системе должны быть резьбовыми или фланцевыми;
  • рекомендуется установка запорной арматуры на магистрали ТА;
  • оснащение КИП входов и выходов ТА;
  • установка фильтров очистки на входах;
  • установка манометра и предохранительного клапана на ТА;
  • предусмотреть установку клапана воздухоотводчика.

План подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

Соблюдение этих требований обеспечивает работоспособность и безопасность всей системы отопления. Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором осуществляется по различным схемам. На фото показана одна из них. По своей сути она является упрощенной базовой моделью системы отопления. Поняв принцип ее действия можно приступать к самостоятельному монтажу.

Как выполняется обвязка смотрите на видео:

Смесительный узел котлового контура предотвращает попадание холодной воды в котел. В то же время аналогичный узел контура отопления при необходимости подает часть горячего теплоносителя в систему для поддержания в ней заданной температуры.

Балансировочный вентиль позволяет обеспечить одинаковый нагрев всех приборов отопления, на каком бы удалении от котла они не находились. При наличии дополнительных змеевиков и солнечного коллектора на крыше ТА на определенное время превращается в термоаккумулятор. Это позволяет снизить расход топлива для котла. Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу практически не изменяется.

Читайте также:
Утепление кирпичной стены изнутри: пенополистиролом, современными методами

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу

К сведению. Теплоаккумулятор для котлов отопления можно не только подключить, но и изготовить своими руками, что многими уже опробовано.

Теплоаккумулятор для твердотопливного котла позволяет сжигать топливо с максимальным КПД, и увеличивает время между заброской дров. Наряду с ощутимой экономией топлива и комфортной температурой отапливаемых помещений это устройство становится востребованным в каждой системе отопления. Подключение теплоаккумулятора к твердотопливному котлу своими силами больших трудностей не создает.

Видео по теме:

Буферная емкость для котла — зачем нужна и как работает

Многие владельцы загородной недвижимости сталкиваются с проблемой экономии ресурсов при отоплении жилья в зимний период. Выходом из сложившейся ситуации станет буферная емкость для твердотопливного котла. Подобное устройство поможет эффективно распределить тепло по всему дому, а также минимизировать затраты на обслуживание отопительной системы.

  1. Зачем нужна
  2. Принцип работы
  3. Схема подключения

Зачем нужна

Буферная ёмкость, её ещё называют теплоаккумулятором, используется в отопительной системе для накапливания и сохранения тепла. По внешнему виду это устройство напоминает цилиндрический резервуар, имеет утеплённые стенки, что позволяет долгое время сохранять температуру теплоносителя. В качестве теплоизоляции используется термостойкий поролон.

По мнению экспертов, теплоаккумулятор считается одним из основных приборов в отопительной системе. С его помощью происходит распределение тепла по всем помещениям загородного дома или любого другого здания. Основной задачей буферной ёмкости считается аккумулирование тепла, которое может поступать от разных устройств, будь то электрический или твёрдотопливный котёл.

Устройство теплоаккумулятора

Основным элементом ёмкости считается теплоаккумулирующее вещество, отвечающее за сохранение и дальнейшее распределение тепла. Рассматриваемые изделия могут работать:

  • На пару;
  • С использованием жидкости;
  • С дополнительными нагревательными приборами.

Также они могут быть:

  • Термохимическими;
  • Твёрдотельными.

В большинстве систем отопления, в том числе тёплых полах, применяют антифриз, хотя для нагрева лучше всего использовать воду. Каждый из баков буферной ёмкости имеет выходы для входа в котёл и трубы отопления. Вверху ёмкости установлен специальный клапан, защищающий устройство от избыточного давления. Его основным предназначением считается вывод накопившегося воздуха.

Внизу резервуара устанавливается сливной кран для спускания жидкости в случае необходимости. В резервуаре есть гнёзда для крепления датчиков, указывающих на давление и температуру жидкости.

Принцип работы

Работа рассматриваемого устройства основана на повышении вместимости теплоносителя (воды или незамерзающей жидкости — антифриза). После закрепления бачка появляется дополнительный объём для жидкости, в результате чего повышаются показатели инертности конструкции.

Рассмотрим принцип действия теплоаккумулятора на примере твёрдотопливного котла. В данном случае между этими двумя приборами устанавливается насос, который служит для равномерного распределения тепла во всех комнатах здания. Холодная вода перемещается из нижней части бака в котёл, где происходит её прогрев.

После нагрева теплоноситель попадает в верхнюю накопительную часть резервуара. При работе насоса, который закрепляют в обратном трубопроводе, холодная вода из системы небольшими порциями поступает в нижнюю часть ёмкости, вытесняя горячую жидкость, которая направляется в систему отопления.

После отключения котла происходит беспрерывная подача тепла. Заметим, что этот процесс идет до тех пор, пока холодный теплоноситель не вытеснит полностью горячую воду из бака. Продолжительность работы буферной ёмкости после остановки отопительного прибора (котла) будет зависеть от таких факторов как объём бачка, температуры воздуха за окном дома, а также количества источников нагревания.

Принцип функционирования буферной емкости

Основными преимуществами буферной ёмкости является:

  • Равномерная подача тепла по системе. Большинство котлов неравномерно обогревают помещение, и это связано с интенсивностью горения или возможным затуханием паллетов, газа, дров. Использование буферной ёмкости позволит избежать подобного явления. Во время интенсивного горения в резервуаре накапливается лишнее тепло, которое будет подано в систему после затухания котла;
  • Независимость от графика работы отопительных приборов. Дело в том, что в твёрдотопливные котлы нужно постоянно подбрасывать дрова или другие виды топлива, делать это ночью неудобно. Использование буферной ёмкости позволит подавать теплоноситель в ночное время суток за счёт накопленных ресурсов. В данном случае увеличивается интервал между растопками котла. При использовании электрических отопительных приборов и наличии двух тарифного счётчика можно запрограммировать работу котла на ночное время суток;
  • Защита от возможного перегрева;
  • Экономия топлива (до 30% по сравнению со стандартной отопительной системой).

Схема подключения

При подключении буферной ёмкости в системе отопления должны предусматриваться следующие приборы:

  • Твердотопливный котёл или любой другой прибор для обогрева;
  • Буферный бак;
  • Насос, установленный между отопительным прибором и аккумулирующей ёмкостью;
  • Первый теплообменник, из которого подаётся горячая вода;
  • Второй теплообменник служит для подключения к дополнительным источникам тепловой энергии

Схема подключения буферной емкости для твердотопливного котла

Во время подключения верхний патрубок резервуара соединяют с выходом котла, второй выход должен соединяться с центральной магистралью системы отопления. Теперь один из нижних патрубков соединяют до входа к котлу, устанавливают циркуляционный насос между трубопроводом и отопительным прибором.

При помощи такого механизма жидкость будет попадать от котла в резервуар. Следующий патрубок выводят к обратной трубе. Здесь также нужно установить циркуляционный насос, который будет подавать горячий теплоноситель в систему.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: