Výpočet a schéma zapojenia tepelného akumulátora pre kotol na tuhé palivo

Vlastnosti inštalácie tepelných akumulátorov

Všetky inštalačné práce sa vykonávajú podľa predtým schváleného projektu v súlade s odporúčaniami výrobcu vykurovacích zariadení.

V takom prípade by sa mali brať do úvahy vlastnosti inštalačných prác:

1. Povrch akumulačnej nádrže musí byť bezpodmienečne izolovaný od tepelných strát.
2. Teplomery by mali byť inštalované na potrubiach, cez ktoré cirkuluje voda (výstup a prívod).
3. Akumulačné nádrže s objemom viac ako 500 litrov vo väčšine prípadov neprechádzajú dverami. V takýchto prípadoch by ste mali použiť skladací dizajn alebo vložiť niekoľko batérií menšieho objemu.
4. V najnižšom bode nádrže nebude prekážať inštalácia odtokového kanála. Príde to vhod, keď musíte úplne vypustiť vodu.
5. Na potrubie, cez ktoré voda vstupuje do nádoby, sa odporúča inštalovať sitká. Zabránia prenikaniu veľkých inklúzií (vodný kameň zo zvárania, minerály, ktoré sa dostali do systému atď.).
6. Ak nie je v hornej časti nádrže umiestnený výfukový ventil, potom by mal byť namontovaný v hornom bode výstupného potrubia.
7. Na vedení vedľa batérie musí byť nainštalovaný manometer a poistný ventil.

Ak ste majiteľom kotla na tuhé palivo a ešte ste si nezakúpili tepelné akumulačné zariadenie, zamyslite sa. Predĺžite nielen životnosť vášho vykurovacieho zariadenia, ale aj výrazne ušetríte na palive.

TOP-2: HAJDU PT 300

Prehľad

Najnovší z najnovších trendov v TOP-10 je na 2. mieste. Zariadenie uchováva ohrievanú vodu pre uzavretý vykurovací systém. Kompatibilné s kotlami na rôzne druhy paliva, s tepelnými čerpadlami a solárnymi panelmi.

Podlahový nepriamy ohrievač vody je pripojený k vykurovacím zariadeniam, napríklad k plynovým kotlom. Voda sa počas prevádzky zahrieva, hromadí sa v nádrži a slúži na domáce potreby.

Tieto kotly sa inštalujú priamo na podlahu a spolupracujú s ďalšími zariadeniami, tiež inštalovanými na podlahe alebo pripevnenými k stene.

Rovnako ako už opísané modely, aj tento je potrebný na vyrovnanie časového rozdielu v akumulácii a využití tepla. Objem nádrží sa môže pohybovať v rozmedzí 300 - 1 000 litrov.

Parametre

• Krajina - Maďarsko;
• Výška - 1595 mm;
• Hmotnosť - 87 kg;
• Cisterna s objemom 300 litrov.

Zariadenie

Výmenník tepla nie je súčasťou balenia vyrovnávacej nádrže. Na vnútorný povrch nie je nanášaná antikorózna vrstva, preto je možné nádrž naplniť iba vodou na ohrev.

Rubáš

Na jej výrobu bola vybraná umelá koža. Rozmery zariadenia sú také, aby umožňovali bezproblémový prechod dverami.

Tepelná izolácia

O jeho kvalite sa hovorí ako o mimoriadne vysokej. Vďaka tomu sa teplo akumuluje v akumulátore niekoľko dní, čo zaisťuje rovnomerné vykurovanie domu.

Vlastnosti

• Môže byť použitý pre uzavreté kúrenie;
• Umožňuje inštaláciu vykurovacích telies;
• Ľahko sa používa a inštaluje.
• Jednoduchá inštalácia a údržba
• Využívanie obnoviteľnej energie
• Vyhovuje európskym bezpečnostným požiadavkám
• Dodávané bez výmenníka tepla.

Náklady

Funkčnosť tepelných akumulátorov

Princíp činnosti zariadenia spočíva v tom, že počas prevádzky kotla sa časť tepla používa na ohrev chladiacej kvapaliny z prídavnej nádrže. Pripojená nádrž má dobrú tepelnú izoláciu a perfektne udržuje prijaté teplo.Po vypnutí kotla sa voda vo vykurovacom systéme ochladí a regulačné prístroje zapnú čerpadlo dodávajúce teplú vodu zo zásobníka.

Tieto cykly pokračujú dovtedy, kým teplota vody v prídavnej nádrži zostáva dostatočne vysoká. Celková doba prevádzky systému bez zapnutia kotla závisí od objemu prídavnej nádrže. V praxi to umožňuje vykurovať miestnosti od niekoľkých hodín do 2 dní.

Akumulátor tepla vykonáva nasledujúce funkcie:

1. Akumuluje teplo prichádzajúce zo systémového kotla a časom ho uvoľňuje na vykurovanie miestností v miestnosti.
2. Zabraňuje možnosti prehriatia kotla odoberaním prebytočného tepla z výmenníka.
3. Umožňuje vám ľahko kombinovať rôzne vykurovacie zariadenia (elektrické, plynové, na tuhé palivo) do spoločného systému.
4. Pomáha zlepšovať výkon vykurovacích zariadení, znižovať spotrebu paliva a zvyšovať účinnosť.
5. V systémoch s kotlami na tuhé palivá umožňuje vylúčiť neustále sledovanie stavu vykurovacieho zariadenia. Pri ohreve chladiacej kvapaliny v ďalšej nádrži môžu majitelia domov zabudnúť na potrebu neustáleho doplňovania paliva do kotla.
6. Je zdrojom teplej vody pre domáce potreby.

Schéma vykurovacieho systému

Na tomto príklade možno považovať ziskovosť vykurovacieho systému s tepelným akumulátorom.

Predpokladajme, že vo vykurovacom systéme je nainštalovaný kotol s výkonom 10 kW. Každé 3 hodiny je potrebné naložiť palivové drevo. To nijako nezapadá do plánov majiteľov domov. Na predĺženie intervalov medzi zaťaženiami je potrebné použiť kotol s vyššou kapacitou. Ale v tomto prípade je možné varenie chladiacej kvapaliny, pretože systém nebude mať čas odoberať všetko vyrobené teplo.

Pripojenie tepelného akumulátora s objemom asi 200 litrov problém ľahko vyrieši. Zariadenie umožňuje akumuláciu 110 kW energie za predpokladu, že je kotol plne a často zaťažený. Následne bude akumulované teplo udržiavať príjemnú teplotu v miestnosti asi 10 hodín. Plnenie kotla palivom nie je po celú dobu potrebné.

Výhody použitia zariadenia na akumuláciu tepla

Zvláštnosťou činnosti kotlov na tuhé palivá je, že najvyššia účinnosť spaľovania paliva sa dosahuje v režime menovitého výkonu. V takom prípade sa chladiaca kvapalina často zahrieva viac, ako je potrebné.

Prebytočné teplo je možné akumulovať pomocou akumulačnej nádrže, ktorá sa má použiť po odstavení kotla. Princíp činnosti je nasledovný:

• počas prevádzky kotla, keď chladiaca kvapalina dosiahne požadovanú teplotu, sa kvapalina ohrieva v prídavnej nádobe;
• akumulačná nádrž, ktorá má spoľahlivú tepelnú izoláciu, udržuje prichádzajúce teplo;

• po zastavení kotla a ochladení chladiacej kvapaliny v systéme je horúca kvapalina z akumulátora tepla nasmerovaná čerpadlom do vykurovacieho systému.

Ak je to potrebné, kotol sa niekoľkokrát spustí s veľkým výkonom, kým sa nedosiahne požadovaný stupeň ohrevu vody v zásobníku. Potom môže vykurovací systém fungovať bez zapnutia kotla, pokiaľ je udržiavaná dostatočná teplota nosiča tepla.

V závislosti od objemu tepelného akumulátora a plochy vykurovaného domu môže tento proces trvať až dva dni. Okrem schopnosti znižovať frekvenciu pravidelného zaťaženia paliva poskytuje skladovacia nádrž ďalšie výhody:

• zadržiavanie prebytočného tepla pre neskoršie použitie;
• ochrana kotla pred prehriatím;
• možnosť paralelného použitia vykurovacích kotlov rôznych typov;
• zvýšenie účinnosti kotla;
• predĺženie životnosti vykurovacích zariadení;

• znížená spotreba paliva;
• vykurovacia voda pre domáce potreby.

Poradenstvo! Použitie záložného zásobníka znižuje obmedzenie používania teplej vody počas špičiek.

Čo je to akumulačná kapacita akumulátora tepla a aký je jeho účel.

Účel akumulátora tepla (TA) bude možné ľahšie opísať pomocou niekoľkých príkladov úloh.

Prvá úloha. Vykurovací systém je postavený na báze kotla na tuhé palivo. Nie je možné neustále monitorovať teplotu chladiacej kvapaliny na prívode a včas vyhadzovať palivové drevo, v dôsledku čoho teplota prívodu buď prekračuje tú, ktorú potrebujeme, alebo klesá pod normu. Ako udržiavať požadovanú teplotu chladiacej kvapaliny?

Druhá úloha. Dom je vykurovaný elektrickým kotlom. Dodávka elektriny je dvojtarifná. Ako znížiť náklady na energiu znížením spotreby energie počas dňa a zvýšením v noci?

Tretia úloha. Existuje vykurovací systém, v ktorom teplo generujú tepelné generátory pracujúce napríklad na rôzne druhy paliva a energie. plyn, elektrina, solárna energia (slnečné kolektory), zemská energia (tepelné čerpadlo). Ako zabezpečiť ich efektívnu prevádzku bez straty generovaného tepla, keď to nie je potrebné, a zároveň zabezpečiť domu teplo počas obdobia špičkovej spotreby energie?

Bez toho, aby sme zachádzali príliš ďaleko k teórii tepelnej techniky, navrhuje sa pre všetky problémy riešenie v podobe inštalácie vyrovnávacej nádrže do systému, ktorá by slúžila ako zásobník chladiacej kvapaliny a v ktorej by sa udržiavala jej teplota na danom mieste úrovni. Je to presne taká akumulačná kapacita, akou je tepelný akumulátor. Na riešenie týchto problémov je tepelný akumulátor zvyčajne zahrnutý „do prerušenia“ systému s tvorbou kotla a vykurovacích okruhov. Konvenčná schéma zapojenia tepelného akumulátora do vykurovacieho systému je znázornená na obrázku nižšie.

Obr. Schéma zapojenia vyrovnávacieho zásobníka (tepelného akumulátora)

Rôzne spôsoby pripojenia vyrovnávacej nádrže k vykurovaciemu systému nájdete v článku „Schémy zapojenia tepelného akumulátora“.

V súčasnosti sa akumulátory tepla najčastejšie používajú vo vykurovacích systémoch s kotlami na tuhé palivá. V týchto systémoch umožňuje použitie tepelného akumulátora menej časté plnenie paliva, aby sa zabezpečil pohodlný prísun tepla bez ohľadu na kolísanie teploty chladiacej kvapaliny na výstupe z kotla. Vyrovnávacie nádrže sú často inštalované s elektrickými kotlami, aby sa ušetrili peniaze v dôsledku zníženej nočnej sadzby, a v kombinovaných systémoch so súčasným používaním tuhých palív a elektrických kotlov. Akumulátor tepla (TA) je užitočný v systémoch as plynovými kotlami, najmä ak minimálny tepelný výkon kotla presahuje tepelné zaťaženie zariadenia. Z dôvodu dlhšej doby „zaťaženia“ TA (ohrev chladiacej kvapaliny) je možné vyhnúť sa „hodinám“ kotla.

Okrem toho, že je TA používaný ako vyrovnávacia nádrž, vykonáva funkciu zberača s nízkymi stratami. Táto vlastnosť tepelného akumulátora je zvlášť požadovaná v systémoch s generátormi tepla pracujúcimi na rôznych druhoch energie (vrátane alternatívnych). Spravidla tieto zdroje tepla pracujú na špeciálnych nosičoch tepla, ktoré neumožňujú zmiešanie s inými typmi, vyžadujú jedinečnú teplotu a hydraulický režim, ktorý je často nekompatibilný s režimami vykurovacieho okruhu (radiátor, podlahové kúrenie). Napríklad teplotný rozsah tepelného čerpadla je zvyčajne

5 ° C a v slučke rozvodu tepla môže byť teplotný rozsah oveľa väčší (10-20 ° C). Na oddelenie okruhov môže byť tepelný akumulátor vybavený ďalšími zabudovanými výmenníkmi tepla.

Čo je vyrovnávacia nádrž pre kotol na tuhé palivo

Vyrovnávacia nádrž (tiež zásobník tepla) je nádrž určitého objemu naplnená chladiacou kvapalinou, ktorej účelom je akumulovať prebytočnú tepelnú energiu a potom ju racionálnejšie distribuovať s cieľom vykurovať dom alebo zabezpečiť dodávku teplej vody (TÚV). ).

Na čo to slúži a aké efektívne je

Vyrovnávacia nádrž sa najčastejšie používa u kotlov na tuhé palivá, ktoré majú určitú cyklickosť, a to platí aj pre kotly TT s dlhým spaľovaním. Po zapálení sa prestup tepla paliva v spaľovacej komore rýchlo zvyšuje a dosahuje svoje špičkové hodnoty, po ktorých sa generovanie tepelnej energie utlmí a po odumretí, keď nie je naložená nová dávka paliva, sa úplne zastaví .

Výnimkou sú iba zásobníkové kotly s automatickým napájaním, kde kvôli pravidelnému rovnomernému prísunu paliva dochádza k spaľovaniu pri rovnakom prestupe tepla.

Pri takomto cykle nemusí počas obdobia ochladzovania alebo rozpadu stačiť tepelná energia na udržanie príjemnej teploty v dome. Zároveň je v období špičkového tepelného výkonu teplota v dome oveľa vyššia ako komfortná a časť prebytočného tepla zo spaľovacej komory jednoducho vyletí do komína, čo nie je najefektívnejšie a hospodárne využitie paliva.

Vizuálna schéma zapojenia vyrovnávacej nádrže, ktorá ukazuje princíp jej činnosti.

Účinnosť vyrovnávacej nádrže je najlepšie pochopiteľná na konkrétnom príklade. Jeden m3 vody (1 000 l), keď sa ochladí na 1 ° C, uvoľní 1-1,16 kW tepla. Zoberme si ako príklad priemerný dom s klasickým murovaním z 2 tehál s rozlohou 100 m2, ktorého tepelné straty sú približne 10 kW. 750 litrový tepelný akumulátor, vyhrievaný niekoľkými záložkami na 80 ° C a ochladený na 40 ° C, dodá vykurovaciemu systému asi 30 kW tepla. Pre vyššie uvedený dom sa to rovná ďalším 3 hodinám tepla z batérie.

Niekedy sa vyrovnávacia nádrž používa aj v kombinácii s elektrickým kotlom, čo je opodstatnené pri nočnom vykurovaní: pri znížených tarifách za elektrinu. Takáto schéma je však zriedka oprávnená, pretože na akumuláciu dostatočného množstva tepla na denné vykurovanie počas noci nie je potrebná nádrž na 2 alebo dokonca 3 tisíc litrov.

Zariadenie a princíp činnosti

Akumulátor tepla je spravidla utesnená zvislá valcová nádrž, niekedy dodatočne tepelne izolovaná. Je sprostredkovateľom medzi kotlom a vykurovacími zariadeniami. Štandardné modely sú vybavené spojením 2 párov trysiek: prvý pár - prívod a návrat kotla (malý okruh); druhý pár je dodávka a spätná väzba vykurovacieho okruhu, rozvedená okolo domu. Malý okruh a vykurovací okruh sa neprekrývajú.

Princíp činnosti tepelného akumulátora v spojení s kotlom na tuhé palivo je jednoduchý:

1. Po zapálení kotla obehové čerpadlo v malom okruhu (medzi výmenníkom tepla kotla a nádržou) neustále prečerpáva chladiacu kvapalinu. Napájanie kotla je pripojené k hornému odbočnému potrubiu tepelného akumulátora a spätnému toku k spodnému. Vďaka tomu je celá vyrovnávacia nádrž hladko naplnená ohrievanou vodou, bez výrazného vertikálneho pohybu teplej vody.
2. Na druhej strane je prívod vykurovacích radiátorov pripojený k hornej časti vyrovnávacej nádrže a spätný prúd je pripojený k spodnej časti. Nosič tepla môže cirkulovať ako bez čerpadla (ak je vykurovací systém navrhnutý na prirodzenú cirkuláciu), tak aj násilne. Takáto schéma zapojenia opäť minimalizuje vertikálne miešanie, takže vyrovnávacia nádrž prenáša akumulované teplo na batérie postupne a rovnomernejšie.

Ak je správne zvolený objem a ďalšie vlastnosti vyrovnávacej nádrže pre kotol na tuhé palivo, je možné minimalizovať tepelné straty, čo ovplyvní nielen úsporu paliva, ale aj pohodlie pece. Akumulované teplo v dobre izolovanom tepelnom akumulátore sa uchováva 30 - 40 hodín alebo viac.

Navyše, vďaka dostatočnému objemu, ktorý je oveľa väčší ako vo vykurovacom systéme, sa akumuluje absolútne všetko uvoľnené teplo (v súlade s účinnosťou kotla). Už po 1-3 hodinách pece je aj pri úplnom tlmení k dispozícii plne „nabitý“ akumulátor tepla.

Typy štruktúr

Foto	Zariadenie vyrovnávacej nádrže	Opis charakteristických znakov
	Štandardná, predtým popísaná vyrovnávacia nádrž s priamym pripojením zhora a zdola.	Takéto vzory sú najlacnejšie a najčastejšie sa používajú. Vhodné pre štandardné vykurovacie systémy, kde všetky okruhy majú rovnaký maximálny povolený prevádzkový tlak, rovnaký nosič tepla a teplota vody ohrievanej kotlom nepresahuje maximálnu povolenú hodnotu pre radiátory.
Vyrovnávacia nádrž s prídavným vnútorným výmenníkom tepla (zvyčajne vo forme špirály).	Zariadenie s prídavným výmenníkom tepla je potrebné pri vyššom tlaku malého okruhu, čo je pre vykurovacie radiátory neprijateľné. Ak je pripojený ďalší výmenník tepla so samostatnou dvojicou trysiek, je možné pripojiť ďalší (druhý) zdroj tepla, napríklad kotol TT + elektrický kotol. Môžete tiež oddeliť chladiacu kvapalinu (napríklad: voda v prídavnom okruhu; nemrznúca zmes vo vykurovacom systéme)
	Zásobník s prídavným okruhom a iným okruhom pre TÚV. Výmenník tepla na dodávku teplej vody je vyrobený zo zliatin, ktoré neporušujú hygienické normy a požiadavky na vodu použitú na varenie.	Používa sa ako náhrada za dvojkruhový kotol. Okrem toho má výhodu takmer okamžitého zásobovania teplou vodou, zatiaľ čo dvojokruhový kotol vyžaduje na jeho prípravu a dodávku do miesta spotreby 15 až 20 sekúnd.
Konštrukcia je podobná ako pri predchádzajúcom, avšak výmenník tepla TÚV nie je vyrobený vo forme špirály, ale vo forme samostatného vnútorného zásobníka.	Okrem vyššie popísaných výhod vnútorná nádrž odstraňuje obmedzenia v objeme teplej vody. Celý objem zásobníka TÚV je možné využiť na neobmedzenú súčasnú spotrebu, potom je potrebný čas na ohrev. Zvyčajne je objem vnútornej nádrže dostatočný pre najmenej 2 až 4 osoby kúpajúce sa za sebou.

Ktorýkoľvek z vyššie opísaných typov vyrovnávacích nádrží môže mať väčší počet párov dýz, čo umožňuje odlíšiť parametre vykurovacieho systému podľa zón, dodatočne pripojiť podlahu ohrievanú vodou atď.

Ako vypočítať objem tepelného akumulátora

Ak je to žiaduce, je ľahké nájsť metódy na výpočet objemu tepelného akumulátora na internete, ale žiadny z nich mi nevyhovoval.

Niektorí „odborníci“ odporúčajú vynásobiť maximálny výkon existujúceho kotla v kilowattoch určitým faktorom a tento faktor sa na rôznych stránkach líši dvakrát alebo viac - od 25 do 50. Podľa môjho názoru je to úplný nezmysel. Jednoducho preto, že získaný výsledok nemá nič spoločné s vaším konkrétnym domom alebo s vašimi želaniami, ako často chcete vykurovať kotol.

Bežná technika zohľadňuje všetky faktory: klímu vo vašej oblasti a tepelnú izoláciu domu a vaše predstavy o pohodlí. Priateľským spôsobom bude potrebné tento výpočet tiež vykonať mnohokrát pre rôzne teplotné podmienky a zvoliť maximálny objem tepelného akumulátora. A mimochodom, výkon kotla pri správnej metóde sa získava na základe výpočtov, a nie podľa zásady „čo to bolo, bol dodaný takto“. Ale to všetko je dosť komplikované a je vhodnejšie pre kotolne, a nie pre súkromné ​​domácnosti.

Urobil som to oveľa jednoduchšie. Výpočet tepelného akumulátora pre kotol na tuhé palivo som urobil nasledovne.

1. Je potrebné odhadnúť množstvo tepla, ktoré dom potrebuje za deň. Toto je najťažšia a najzodpovednejšia časť práce. Opäť sa môžete zahĺbiť do výpočtov (v učebniciach pre stavebné univerzity nájdete všetky potrebné techniky). Ak je to však možné, je jednoduchšie a spoľahlivejšie vykonať priame meranie - jednoducho vykurovaním domu v chladnom počasí a meraním množstva použitého paliva. Môj dom je relatívne malý - o niečo menej ako 100 štvorcových. m, a celkom teplo. Preto sa ukázalo, že pri vonkajšej teplote okolo 0 stupňov je na udržanie príjemnej teploty potrebných 50 kW * h s pevnou rezervou, pre - 10 stupňov - 100 kW * h, pre - 20 stupňov - 150 kW * h.
2. Výber kotla je veľmi jednoduchý. Najčastejšie kotly majú výkon asi 25 kW a od jedného maximálneho zaťaženia dávajú tento výkon asi 3 hodiny. Jedno podpaľovanie preto dáva asi 75 kWh tepla. Na nulovú teplotu bude preto na mňa aj jedno plné zaťaženie priveľa. A na -20 stupňov bude stačiť kúrenie 2 krát denne. S touto možnosťou som bol celkom spokojný.
3. Teraz skutočný objem akumulátora tepla. Tepelná kapacita vody je 4,2 kJ na liter a stupeň. maximálna teplota v tepelnom akumulátore je 95 stupňov, pohodlná teplota vody vo vykurovacom systéme je 55 stupňov. Teda 40 stupňov rozdielu. Inými slovami, 1 liter vody v tepelnom akumulátore môže uchovávať 168 kJ tepla alebo 46 Wh. A 1 000 litrov - 46 kWh. Z toho vyplýva, že na udržanie tepla z jedného plného zaťaženia kotla potrebujem tepelný akumulátor na 1500 litrov. To všetko s rezervou. V skutočnosti to trvá o niečo menej, ale po preštudovaní cien vyrovnávacích nádrží som sa rozhodol to ignorovať.

Tento výpočet znamená, že pri silných mrazoch musím kotol vykurovať dvakrát denne, pri veľmi silných mrazoch trikrát. Toto by sa malo robiť rovnomerne po celý deň: ráno a večer alebo ráno, na začiatku večera a pred spaním. A keď nie je veľký mráz, kotol vypálim iba raz - kedykoľvek počas dňa.

Ak si vložíte ešte väčší tepelný akumulátor, môžete si svoj život samozrejme ešte pohodlnejšie. Tu sa ale musíme vyrovnať s tým, že veľká hlaveň potrebuje veľa priestoru.

Výhody a nevýhody

Vykurovací systém s akumulátorom tepla, v ktorom slúži ako zdroj tepla zariadenie na tuhé palivá, má veľa výhod:

• Zlepšenie komfortných podmienok v dome, pretože po spálení paliva vykurovací systém pokračuje v ohrievaní domu teplou vodou z nádrže. Nie je potrebné vstávať uprostred noci a nakladať časť palivového dreva do kúreniska.
• Prítomnosť nádoby chráni vodný plášť kotla pred varom a zničením. Ak dôjde k náhlemu prerušeniu dodávky elektriny alebo k odpojeniu termostatických hlavíc nainštalovaných na radiátoroch chladiacou kvapalinou z dôvodu dosiahnutia požadovanej teploty, potom bude zdroj tepla ohrievať vodu v nádrži. Počas tejto doby sa môže obnoviť dodávka elektriny alebo sa spustí dieselový generátor.
• Dodávka studenej vody zo spätného potrubia do liateho liatinového výmenníka tepla po náhlom spustení obehového čerpadla je vylúčená.
• Akumulátory tepla je možné použiť ako hydraulické rozdeľovače vykurovacieho systému (hydraulické šípky). Toto robí činnosť všetkých vetiev obvodu nezávislou, čo poskytuje ďalšie úspory tepelnej energie.

Vyššie náklady na inštaláciu celého systému a požiadavky na umiestnenie vybavenia sú jedinými nevýhodami používania skladovacích nádrží. Po týchto investíciách a nepríjemnostiach však budú z dlhodobého hľadiska nasledovať minimálne prevádzkové náklady.

Odporúčame:

Ako urobiť vykurovanie v súkromnom dome - podrobný sprievodca Ako zvoliť expanznú nádrž pre vykurovací systém Ako zvoliť a pripojiť membránovú expanznú nádrž

Výpočet kapacity tepelného akumulátora

Metodika výpočtu sa môže líšiť v závislosti od schémy aplikácie. Tu je hrubý výpočtový graf:

1. Stanovenie maximálneho zaťaženia paliva. Napríklad kúrenisko pojme 20 kg palivového dreva. 1 kg palivového dreva je schopný uvoľniť 3,5 kWh energie. Pri spaľovaní jednej záložky palivového dreva teda kotol poskytne 20 3,5 = 70 kWh tepla. Čas potrebný na vypálenie celej záložky je možné určiť empiricky alebo vypočítať. Ak je výkon kotla napríklad 25 kW 70: 25 = 2,8 h.
2. Teplota nosiča tepla vo vykurovacom systéme. Ak je systém už nainštalovaný, stačí zmerať teplotu na vstupe a výstupe a určiť tepelné straty.
3. Stanovenie požadovanej frekvencie sťahovania. Napríklad zaťaženie je možné ráno a večer, ale nie je možné prevádzkovať kotol cez deň a v noci.

Výpočet tepelného akumulátora

Ak je napríklad na hodinu tepelná strata miestnosti 6,7 kW, potom to bude 160 kW. V tomto príklade je to o niečo viac ako dve palivové náplne. Ako bolo definované vyššie, jedna záložka palivového dreva horí asi 3 hodiny a uvoľňuje 70 kWh tepelnej energie.

Potreba vykurovania domu je 6,7 3 = 20,1 kWh, rezerva akumulačnej nádrže bude 70-20,1 = 49,9, to znamená približne 50 kWh. Táto energia bude stačiť na obdobie 50: 6,7 - to je asi 7 hodín. To znamená, že sú potrebné dve plné občerstvenia a jedno neúplné denne.

Na základe týchto výpočtov, berúc do úvahy niekoľko možností, sa zastavíme pri tomto: o 23 hodine sa vykoná neúplné načítanie, o 6,00 a 18,00 - plné. Ak nakreslíte graf úrovne nabitia tepelného akumulátora, uvidíte, že maximálny náboj klesne o 9:00 na 60 kWh.

Pretože 1 kWh = 3600 kJ, rezerva by mala byť 60 3600 = 216000 kJ tepelnej energie. Teplotná rezerva (rozdiel medzi indikátorom maximálnej vody a požadovaným prietokom) je 95-57 = 38 ° С. Tepelná kapacita vody 4,187 kJ. Teda 216000 / (4,18738) = 1350 kg. V takom prípade bude požadovaný objem tepelného akumulátora 1,35 m3.

Uvažovaný príklad poskytuje všeobecnú predstavu o tom, ako sa počíta kapacita zásobníka. V každom jednotlivom prípade je potrebné vziať do úvahy zvláštnosti vykurovacieho systému a podmienky jeho prevádzky.

Vlastnosti inštalácie tepelného akumulátora

Pred inštaláciou zariadenia je potrebné vypracovať podrobný návrh. Je potrebné vziať do úvahy všetky požiadavky výrobcov vykurovacích zariadení. Pri inštalácii zásobníka je potrebné dodržiavať nasledujúce pravidlá:

• Povrch nádoby musí mať spoľahlivú tepelnú izoláciu.
• Na vstupe a výstupe by mali byť inštalované teplomery na sledovanie teploty vody.
• Objemové nádrže sa najčastejšie nezmestia do dverí. Ak nie je možné tank priviesť pred koncom stavby, budete musieť použiť skladaciu verziu alebo niekoľko menších tankov.
• Na vstupnom potrubí je žiaduci hrubý filter.
• V blízkosti nádrže by mal byť namontovaný poistný ventil a manometer. V samotnej nádrži by mal byť tiež odvzdušňovací ventil.
• Musí byť možné vypustiť vodu z nádrže.

Použitie tepelného akumulátora v systéme s kotlom na tuhé palivá zvyšuje účinnosť generátora tepla a jeho životnosť a umožňuje tiež ekonomickejšiu spotrebu paliva. Vďaka možnosti menej častého doplňovania paliva je pre spotrebiteľa pohodlnejšie použitie vykurovacieho kotla. Výpočet požadovanej kapacity akumulačnej nádrže musí brať do úvahy typ kotla, vlastnosti vykurovacieho systému a podmienky jeho prevádzky.

Napriek jednoduchosti zariadenia a zjavným výhodám používania tepelných akumulátorov nie je tento typ zariadenia ešte veľmi častý. V tomto článku sa pokúsime hovoriť o tom, čo je to tepelný akumulátor a aké výhody prináša jeho použitie v vykurovacích systémoch.

Schéma zapojenia tepelného akumulátora

Spôsob pripojenia tepelného akumulátora k vykurovaciemu systému je uvedený na strane 19 pasu kotla "Stropuva". Vyrovnávacia nádrž je pripojená podľa nasledujúceho princípu:

Okruh kotla je vždy pripojený k zásobníku tepla paralelne, to znamená, že prívodné potrubie je pripojené zhora a spätné potrubie je pripojené zdola. Súčasne je okruh, aby sa zabránilo prívodu studenej chladiacej kvapaliny do kotla, vybavený prísadovým blokom (zmiešavacia jednotka).

Sieťové čerpadlo cirkuluje vykurovacie médium v ​​systéme a obehové čerpadlo kotla slúži na čerpanie spätného toku do kotla.Pri normálnom zaťažení akumulátora tepla a súčasnom ohreve radiátorov sa musí chladiaca kvapalina, ktorá prúdi vo vnútri vyrovnávacej nádrže, pohybovať vodorovne. Aby bolo možné tento proces riadiť, sú na obidvoch spätných vstupoch do nádrže nainštalované snímače teploty. Regulácia prietoku sa vykonáva ručne pomocou vyvažovacieho ventilu. V takom prípade je potrebné zabezpečiť, aby teplota na vstupe spiatočky do nádrže bola nižšia ako na výstupe.

Aplikácia tepelných akumulátorov

Existuje niekoľko spôsobov výpočtu objemu nádrže. Praktické skúsenosti ukazujú, že v priemere je na každý kilowatt výkonu vykurovacieho zariadenia potrebných ďalších 25 litrov vody. Účinnosť kotlov na tuhé palivá, ktorých súčasťou je vykurovací systém s akumulátorom tepla, sa zvyšuje na 84%. Vyrovnaním špičiek spaľovania sa ušetrí až 30% energetických zdrojov.

Pri použití zásobníkov na dodávku teplej úžitkovej vody nedochádza počas špičiek k prerušeniu prevádzky. V noci, keď sú potreby znížené na nulu, chladiaca kvapalina v nádrži akumuluje teplo a ráno opäť poskytuje všetky potreby v plnom rozsahu.

Spoľahlivá tepelná izolácia zariadenia penovým polyuretánom (polyuretánová pena) pomáha udržiavať teplotu. Ďalej je možné inštalovať vykurovacie telesá, ktoré v prípade núdze pomáhajú rýchlo „dohnať“ požadovanú teplotu.

Pohľad na akumulátor tepla

Skladovanie tepla sa odporúča v prípadoch:

• veľká potreba dodávky teplej vody. V chate, kde žije viac ako 5 ľudí a sú v nich nainštalované dve kúpeľne, je to skutočný spôsob, ako zlepšiť životné podmienky;
• pri použití kotlov na tuhé palivá. Akumulátory zabezpečujú plynulý chod vykurovacieho zariadenia v čase najväčšieho zaťaženia, odoberajú prebytočné teplo, bránia varu a tiež predlžujú čas medzi naplnením tuhého paliva;
• pri použití elektrickej energie za samostatné tarify pre dennú a nočnú dobu;
• v prípadoch, keď sú na ukladanie elektrickej energie nainštalované solárne alebo veterné batérie;
• pri použití v systéme zásobovania teplom obehových čerpadiel.

Tento systém je ideálny pre miestnosti vykurované radiátormi alebo podlahovým kúrením. Jeho výhodou je, že je schopný ukladať energiu z rôznych zdrojov. Kombinovaný systém napájania vám umožňuje zvoliť si najoptimálnejšiu možnosť výroby tepla pre dané časové obdobie.

Vlastnosti konštrukcie tepelného akumulátora

Zariadenie je valcovitá nádoba vyrobená z nehrdzavejúcej ocele alebo čiernej ocele. Rozmery nádoby závisia od jej objemu, ktorý sa pohybuje od niekoľko stoviek do desaťtisíc litrov. Kvôli veľkým objemom je také zariadenie ťažké umiestniť do existujúcej kotolne, takže sa musí často dokončiť. Existujú modely s továrenskou tepelnou izoláciou a kontajnery bez nej.

Pri inštalácii tepelného akumulátora je potrebné mať na pamäti, že hrúbka izolácie je 10 cm, potom sa na vrch nádrže umiestni kožený obal. Vo vnútri nádrže sa nachádza chladiaca kvapalina, ktorá sa pri spaľovaní paliva v kotle rýchlo ohrieva a dlho udržuje teplo vďaka vrstve izolácie. Po zastavení činnosti kotla akumulátor odovzdáva svoje teplo do miestnosti a ohrieva ju. Z tohto dôvodu nebude potrebné kotol zapaľovať tak často ako predtým.

Podľa ich konštrukcie sú kapacity tepelného akumulátora:

• s kotlom umiestneným vo vnútri. Tento dizajn bol navrhnutý na zabezpečenie bývania teplou vodou z autonómneho zdroja;
• s jedným alebo dvoma výmenníkmi tepla;
• prázdny (bez chladiacej kvapaliny).

Na pripojenie zásobníka k kotlu a vykurovaciemu systému domu sú určené otvory so závitom.

Odrody modelov akumulácie tepla

Všetky vyrovnávacie nádrže vykonávajú takmer rovnakú funkciu, ale majú niektoré konštrukčné prvky.

Výrobcovia vyrábajú skladovacie jednotky troch typov:

• dutý (bez vnútorných výmenníkov tepla);
• s jednou alebo dvoma cievkamizabezpečenie efektívnejšej prevádzky zariadení;
• so zabudovanými nádržami na kotol malý priemer, určený na správnu činnosť individuálneho komplexu dodávky teplej vody pre súkromný dom.

Akumulátor tepla je pripojený k vykurovaciemu kotlu a komunikačným vedením domáceho vykurovacieho systému cez závitové otvory umiestnené vo vonkajšom plášti jednotky.

Ako funguje dutá jednotka?

Zariadenie, ktoré nemá vo vnútri ani špirálu, ani zabudovaný kotol, patrí k najjednoduchším typom zariadení a je lacnejšie ako jeho „sofistikovanejšie“ náprotivky.

Je pripojený k jednému alebo viacerým (v závislosti od potrieb majiteľov) zdrojov napájania cez centrálnu komunikáciu a potom cez 1 ½ odbočky je pripojený k miestam spotreby.

Plánuje sa inštalácia ďalšieho vykurovacieho telesa pracujúceho na elektrickú energiu. Jednotka zaisťuje vysokokvalitné vykurovanie bytových nehnuteľností, minimalizuje riziko prehriatia chladiacej kvapaliny a zaisťuje úplnú bezpečnosť prevádzky systému pre spotrebiteľa.

Ak má obytný dom už samostatný systém zásobovania teplou vodou a vlastníci neplánujú na vykurovanie miestnosti využívať slnečné zdroje tepla, je vhodné ušetriť peniaze a namontovať dutý vyrovnávací zásobník, v ktorom je celá úžitková plocha nádrž je plnená chladiacou kvapalinou a nie je obsadená špirálami

Skladovacia jednotka tepla s jednou alebo dvoma špirálami

Akumulátor tepla vybavený jedným alebo dvoma výmenníkmi tepla (špirálami) je progresívnou verziou zariadenia pre širokú škálu aplikácií. Horná špirála v konštrukcii je zodpovedná za výber tepelnej energie a dolná vykonáva intenzívne ohrievanie samotnej vyrovnávacej nádrže.

Zariadenie vybavené výmenníkmi tepla má vyššiu cenu ako dutá jednotka, ale náklady sú tu celkom oprávnené. Zariadenie významne rozširuje funkčnosť systému a výrazne zefektívňuje jeho prácu

Prítomnosť jednotiek na výmenu tepla v jednotke umožňuje nepretržitý príjem teplej vody pre domácnosť, ohrievanie nádrže zo solárneho kolektora, ohrievanie chodníkov domu a čo najefektívnejšie využitie využiteľného tepla pre akékoľvek iné zariadenie. vhodné účely.

Interný modul kotla

Akumulátor tepla so zabudovaným kotlom je progresívna jednotka, ktorá nielen akumuluje prebytočné teplo generované kotlom, ale zaisťuje aj dodávku teplej vody do vodovodného kohútika pre domáce účely.

Vnútorný zásobník kotla je vyrobený z nehrdzavejúcej oceľovej ocele a je vybavený horčíkovou anódou. Znižuje tvrdosť vody a zabraňuje usadzovaniu vodného kameňa na stenách.

Majitelia si sami vyberú vhodný objem vyrovnávacej nádrže, odborníci však tvrdia, že nemá praktický zmysel kupovať nádrž nižšiu ako 150 litrov.

Jednotka tohto typu je pripojená k rôznym zdrojom energie a pracuje správne s otvoreným aj uzavretým systémom. Reguluje úroveň teploty prevádzkovej chladiacej kvapaliny a chráni vykurovací komplex pred prehriatím kotla.

Optimalizuje spotrebu paliva a znižuje počet a frekvenciu sťahovania. Kompatibilný so všetkými slnečnými kolektormi a môže fungovať ako náhrada za hydraulické ukazovátko.

Pozadie

Stalo sa, že som pred časom kúpil v istej vzdialenosti od civilizácie súkromný dom. Odľahlosť od civilizácie určuje hlavne skutočnosť, že tam vôbec nie je plyn. A povolený výkon elektrickej prípojky neposkytuje technickú spôsobilosť na vykurovanie domu elektrickou energiou.Jediným skutočným zdrojom tepla v zime je použitie tuhých palív. Inými slovami, dom bol vybavený sporákom, ktorý bývalý majiteľ vykuroval drevom a uhlím.

Ak má niekto skúsenosti s používaním sporáka, nemusí mu byť vysvetlené, že táto činnosť vyžaduje neustále sledovanie. Aj v nie príliš chladnom počasí je nemožné vložiť palivové drevo do kachlí a „zabudnúť“ na ne. Ak dáte príliš veľa dreva, v dome bude horúco. A po dohorení paliva sa dom aj tak rýchlo ochladí. Willy-nilly, na udržanie príjemnej teploty je potrebné neustále pridávať trochu palivového dreva. A pri silných mrazoch nemôže byť rúra ponechaná bez dozoru ani po dobu 3-4 hodín. Ak sa vám nechce ráno vstávať v chladnej miestnosti, buďte láskaví a choďte aspoň raz za noc k sporáku ...

Samozrejme, nemal som chuť pracovať ako hasič. A tak som okamžite začal uvažovať o pohodlnejšom spôsobe vykurovania. Ak by nebolo možné použiť plyn alebo elektrinu, mohlo by sa samozrejme stať len modernému vykurovaciemu systému na tuhé palivo, ktorý by pozostával z kotla na tuhé palivo, akumulátora tepla a najjednoduchšej automatizácie zapínania a vypínania recirkulačného čerpadla.

Prečo je moderný kotol lepší ako klasický sporák? Zaberá oveľa menej miesta, môžete do neho vložiť viac paliva, poskytuje lepšie spaľovanie tohto paliva pri maximálnom zaťažení a teoreticky ho možno použiť na ponechanie väčšiny tepla v dome a nie na jeho uvoľnenie do komína. Ale na rozdiel od sporáka je kotol na tuhé palivo prakticky nemožné používať bez akumulátora tepla. Píšem o tom tak podrobne, pretože poznám veľa ľudí, ktorí sa pokúsili takýmto kotlom vykurovať dom a pripájať ich priamo na vykurovacie potrubie. Nerobili nič dobré.

Čo je to tepelný akumulátor alebo, ako sa tomu hovorí, vyrovnávacia nádrž? V najjednoduchšom prípade ide iba o veľký sud s vodou, ktorého steny majú dobrú tepelnú izoláciu. Kotol ohrieva vodu v tomto sude za dve až tri hodiny jeho prevádzky. A potom táto horúca voda cirkuluje vykurovacím systémom, kým sa ochladí. Pretože sa ochladzuje, je potrebné kotol znovu zapáliť. Najjednoduchší akumulátor tepla ľahko zvládne každý zvárač. Ale ja som po krátkej úvahe od tejto myšlienky upustil a kúpil som si hotovú. Keďže žijem na Ukrajine, obrátil som sa na to a nikdy som to neľutoval: tu sa akumulačné nádrže vyrábajú profesionálne a veľmi efektívne.

V závislosti od objemu tepelného akumulátora, výkonu kotla a množstva tepla, ktoré dom potrebuje, musí byť kotol vykurovaný nie neustále, ale raz alebo dvakrát denne, alebo dokonca raz za dva alebo tri dni.

Výpočet objemu vyrovnávacej nádrže kotla

Najoptimálnejším riešením tohto problému bude zadanie jeho implementácie kúrenárom. Výpočet objemu tepelného akumulátora pre celý vykurovací systém súkromného domu vyžaduje zohľadnenie rôznych faktorov, ktoré sú im známe. Napriek tomu je možné predbežné výpočty vykonať nezávisle. K tomu budete okrem všeobecných vedomostí z fyziky a matematiky potrebovať kalkulačku a čistý list papiera.

Nájdeme nasledujúce údaje

:

• výkon kotla, kW;
• aktívny čas spaľovania paliva;
• tepelný výkon vykurovania domu, kW;
• Účinnosť kotla;
• teplota v prívodnom potrubí a „návrat“.

Uvažujme o príklade predbežného výpočtu. Vykurovaná plocha je 200 m 2. Čas aktívneho spaľovania kotla je 8 hodín, teplota chladiacej kvapaliny počas kúrenia je 90 ° C, v spätnom okruhu je 40 ° C. Odhadovaný tepelný výkon vykurovaných miestností je 10 kW. S takýmito počiatočnými údajmi prijme vykurovacie zariadenie 80 kW (10 × 8) energie.

Vypočítame vyrovnávaciu kapacitu kotla na tuhé palivo podľa tepelnej kapacity vody

:

kde: m je hmotnosť vody v nádrži (kg); Q je množstvo tepla (W); ∆t je rozdiel medzi teplotou vody v prívodnom a vratnom potrubí (° С); 1,163 je merná tepelná kapacita vody (W / kg ° С) ...

Výpočet vyrovnávacej kapacity kotla na tuhé palivo

Dosadením na čísla vo vzorci dostaneme 1375 kg vody alebo 1,4 m 3 (80 000 / 1,163 × 50). Pre vykurovací systém domu s rozlohou 200 m 2 je teda potrebné nainštalovať TA s objemom 1,4 m 3. Ak poznáte tento obrázok, môžete bezpečne ísť do obchodu a zistiť, ktorý tepelný akumulátor je prijateľné.

Rozmery, cena, výbava, výrobca sú už ľahko identifikovateľné. Pri porovnaní známych faktorov nie je ťažké vykonať predbežný výber tepelného akumulátora pre domácnosť. Tento výpočet je relevantný v prípade, keď je dom postavený, vykurovací systém je už nainštalovaný. Výsledok výpočtu ukáže, či je z dôvodu rozmerov CK potrebné demontovať vchodové dvere. Po vyhodnotení možnosti jeho inštalácie na trvalom mieste sa vykoná konečný výpočet tepelného akumulátora pre kotol na tuhé palivo inštalovaný v systéme.

Po zhromaždení údajov o vykurovacom systéme vykonáme výpočty pomocou vzorca

:

kde: W je množstvo tepla potrebné na ohrev chladiacej kvapaliny; m je množstvo vody; c je tepelná kapacita; ∆t je teplota ohrevu vody;

Okrem toho potrebujete hodnotu k - účinnosť kotla.

Z vzorca (1) nájdeme hmotnosť: m = W / (c × ∆t) (2)

Pretože je známa účinnosť kotla, spresníme vzorec (1) a získame W = m × c × ∆t × k (3), z ktorého nájdeme aktualizovanú hmotnosť vody m = W / (c × ∆t × k) ( 4)

Zvážme, ako vypočítať tepelný akumulátor pre domácnosť. Vo vykurovacom systéme je nainštalovaný kotol s výkonom 20 kW (uvedený v údajoch o pase). Poistka paliva vyhorí za 2,5 hodiny. Vykurovanie domu vyžaduje 8,5 kW / 1 hodinu energie. To znamená, že počas vyhorenia jednej záložky sa získa 20 × 2,5 = 50 kW

Vykurovanie priestorov bude mať spotrebu 8,5 × 2,5 = 21,5 kW

Prebytočné teplo vyrobené 50 - 21,5 = 28,5 kW sa akumuluje v CK.

Teplota, na ktorú sa chladiaca kvapalina ohrieva, je 35 ° C. (Teplotný rozdiel v prívodnom a vratnom potrubí. Určuje sa meraním počas prevádzky vykurovacieho systému). Dosadením hľadaných hodnôt do vzorca (4) dostaneme 28500 / (0,8 × 1,163 × 35) = 874,5 kg

Tento údaj znamená, že na akumuláciu tepla generovaného kotlom je potrebné mať 875 kg nosiča tepla. Potrebujete na to vyrovnávaciu nádrž pre celý systém s objemom 0,875 m 3. Takéto ľahké výpočty uľahčujú výber tepelného akumulátora pre vykurovacie kotly.

Rada. Pre presnejší výpočet objemu vyrovnávacej nádrže je lepšie kontaktovať špecialistu.