Rezervoare de acumulare a căldurii pentru încălzire. Rezervor tampon (acumulator de căldură) pentru sistemul de încălzire

Atunci când proiectați un sistem de încălzire, obiectivele principale sunt confortul și fiabilitatea. Casa ar trebui să fie caldă și confortabilă, iar pentru aceasta, lichidul de răcire fierbinte trebuie să curgă întotdeauna în calorifere fără întârzieri și fluctuații de temperatură.

Cu un cazan cu combustibil solid, acest lucru este dificil de implementat, deoarece nu este întotdeauna posibil să umpleți o nouă porțiune de lemn de foc sau cărbune la timp, iar procesul de ardere în sine este neuniform. Un acumulator de căldură pentru încălzirea cazanelor va ajuta la corectarea situației.

Cu un design simplu și un principiu de funcționare, este capabil să scape de o serie de inconveniente și deficiențe ale schemei clasice de încălzire.

De ce ai nevoie

Acumulatorul de căldură este un rezervor de mare capacitate bine izolat umplut cu un lichid de răcire, apă. Datorită capacității mari de căldură a apei, atunci când întregul volum este încălzit, în rezervor se acumulează o sursă semnificativă de energie termică, care poate fi utilizată în scopul propus, într-un moment în care centrala nu poate face față sau este complet inactiv.

Acumulatorul de căldură crește efectiv volumul lichidului de răcire din circuitul de încălzire, capacitatea de căldură și, în consecință, inerția întregului sistem. Va fi nevoie de mai multă energie și timp pentru a încălzi întregul volum cu o putere de încălzire limitată, dar va dura și foarte mult timp pentru a răci bateria. De necesitate apa fierbinte din baterie poate fi alimentat în circuitul de încălzire și întreține temperatura confortabila in casa.

Pentru a aprecia beneficiile unui depozit de căldură, este mai ușor să luați în considerare câteva situații pentru început:

• Un cazan cu combustibil solid încălzește apa doar periodic. In momentul aprinderii puterea este minima, in timpul arderii active puterea creste la maxim, dupa ce marcajul se arde, scade din nou si astfel ciclul se repeta. Ca urmare, temperatura apei din circuit fluctuează constant într-un interval destul de mare;
• Pentru a obține apă caldă, este necesar un schimbător de căldură suplimentar sau un cazan extern cu încălzire indirectă, care afectează semnificativ funcționarea circuitului de încălzire;
• Este extrem de dificil să conectați surse de căldură suplimentare la un sistem de încălzire construit în jurul unui cazan cu combustibil solid. Este necesară o decuplare complexă, de preferință cu control automat;
• Cazan pe combustibil solid, chiar ardere lungă necesită în mod constant atenția utilizatorului. Merită să săriți peste timpul pentru așezarea unei noi porții de combustibil, deoarece lichidul de răcire din circuitul de încălzire începe deja să se răcească, ca toată casa;
• Adesea puterea maximă a cazanului este excesivă, mai ales primăvara și vara, când nu este necesară puterea maximă.

Soluția pentru toate situațiile de mai sus este un acumulator de căldură, în plus, fără compromisuri și cel mai accesibil din punct de vedere al implementării și al costurilor. Acționează ca un punct de decuplare între cazanul cu combustibil solid și circuitele de încălzire și o platformă de bază excelentă pentru activarea funcțiilor suplimentare.

Prin proiectare, acumulatorul de căldură poate fi:

• „gol” - un container izolat simplu cu o conexiune directă;
• cu bobină sau registru de țevi ca schimbător de căldură;
• cu boiler incorporat.

Cu un kit de corp complet, acumulatorul de căldură este capabil să:

Calcul

Puterea acumulată de un acumulator de căldură (TA) se calculează pe baza volumului recipientului, mai precis, a masei lichidului din acesta, a căldurii specifice a lichidului folosit pentru a-l umple și a diferenței de temperatură, maxim la la care lichidul poate fi încălzit, și ținta minimă, la care se mai poate realiza.aportul de căldură de la acumulatorul de căldură la circuitul de încălzire.

• Q \u003d m * C * (T2-T1);
• m este masa, kg;
• С – capacitatea termică specifică W/kg*K;
• (T2-T1) - delta de temperatură, finală și inițială.

Dacă apa din cazan și, în consecință, din TA este încălzită la 90ºС, iar pragul inferior este considerat egal cu 50ºС, atunci delta este egală cu 40ºС. Dacă luăm apă ca umplutură TA, atunci o tonă de apă, atunci când este răcită cu 40ºС, eliberează aproximativ 46 kWh de căldură.

Energia stocată ar trebui să fie suficientă pentru utilizarea prevăzută a acumulatorului de căldură.

Pentru a selecta volumul necesar al acumulatorului de căldură, este necesar să se determine:

• Timpul în care energia acumulată în TA ar trebui să fie suficientă pentru a acoperi pierderile de căldură ale casei;
• Timpul în care lichidul de răcire din schimbătorul de căldură trebuie încălzit;
• Puterea sursei principale de căldură.

Pentru funcționarea periodică a cazanului în timpul zilei

Dacă este necesar să se transfere funcționarea cazanului numai în modul de noapte sau de zi, atunci când căldura este furnizată pentru un timp limitat, atunci puterea TA ar trebui să fie suficient pentru a acoperi pierderile de căldură ale casei pentru timpul rămas.În același timp, puterea cazanului ar trebui să fie suficientă pentru a încălzi TA în perioada prescrisă și, din nou, pentru a încălzi casa.

Să presupunem că un cazan cu combustibil solid este folosit cu lemne de foc numai în timpul zilei timp de 10 ore, pierderea de căldură estimată a casei pentru perioada cea mai rece a anului este de 5 kW. Este nevoie de 120 kWh pe zi pentru încălzirea completă.

În acest caz, bateria este folosită timp de 14 ore, ceea ce înseamnă că este necesar să acumulați 5 kW * 14 ore = 70 kW * ore de căldură în ea. Dacă luăm apă ca purtător de căldură, atunci va fi necesar 1,75 tone sau un volum TA de 1,75 m3. De asemenea, este important ca centrala să elibereze toată căldura necesară în doar 10 ore, adică puterea sa trebuie să fie mai mare de 120/10 \u003d 12 kW.

Dacă acumulatorul de căldură este folosit ca opțiune de rezervă în cazul în care cazanul se defectează, atunci energia stocată ar trebui să fie suficientă pentru cel puțin o zi sau două pentru a acoperi toate pierderile de căldură din casă. Dacă luăm ca exemplu aceeași casă de 100 m2, atunci va fi nevoie de 240 kWh timp de două zile pentru a o încălzi, iar un acumulator de căldură umplut cu apă ar trebui să aibă un volum de cel puțin 5,3 m3.

Dar în acest caz, nu este necesar ca TA să se încălzească într-o perioadă scurtă de timp. O marjă și jumătate de putere a cazanului este suficientă pentru a acumula cantitatea necesară de căldură într-o săptămână sau două.

Calculul este aproximativ, fără a ține cont de scăderea debitului termic al caloriferelor în funcție de temperatura lichidului de răcire și a aerului din încăpere.

În cel mai simplu caz, acumulatorul de căldură este conectat în serie între boiler și circuitul de încălzire. Între HT și boiler este instalată o pompă de circulație, astfel încât apa caldă să intre în partea superioară a HT, împingând apa rece din partea inferioară în cazan. Intre TA si circuitul de incalzire este instalata o pompa de circulatie pentru a extrage apa calda din partea superioara si a o transporta la calorifere.

Cu toate acestea, acest lucru crește semnificativ capacitatea totală de căldură a sistemului și, la începutul inițial al încălzirii, va trebui să așteptați până când întregul volum al HA este încălzit înainte ca căldura să ajungă la calorifere.

O altă opțiune de pornire este paralelă cu boilerul de încălzire. Această opțiune se arată bine în combinație cu un sistem de încălzire gravitațional. Ieșirea superioară a acumulatorului de căldură este conectată la punctul cel mai înalt al dozatorului, iar în punctul inferior - la cazan.

Dezavantajele sunt aceleași ca și în primul caz, încălzirea are loc în întregul volum de lichid de răcire din sistem și în TA, ceea ce crește semnificativ timpul de începere a încălzirii.

Dintre avantaje, doar ușurința de conectare și un minim de elemente utilizate.

Circuit de comutare cu amestecare

Cel mai bun lucru utilizați un circuit de comutare cu amestecare sau decuplare hidraulică. Se folosesc supape cu trei căi cu termostat. În acest caz, acumulatorul de căldură este instalat ca element separat al sistemului, paralel cu circuitul de încălzire.

Partea principală a automatizării este instalată pe conducta de alimentare: o supapă cu trei căi, termostate, un grup de siguranță etc. În mod implicit, o supapă cu trei căi direcționează lichidul de răcire de la cazan la calorifere până când temperatura camerei atinge nivelul necesar.

De îndată ce nu este nevoie de încălzire activă, supapa transferă o parte din lichidul de răcire din cazan în acumulatorul de căldură, eliberând căldura în exces.

Când temperatura maximă a apei din TA și temperatura țintă din calorifere sunt atinse, senzorul de supraîncălzire instalat în cazan este activat și acesta se oprește. În timp ce este necesară încălzirea sau acumulatorul de căldură nu este încălzit, funcționarea cazanului continuă.

Dacă, dintr-un motiv oarecare, cazanul a încetat să mai producă putere nominală sau sa oprit complet când temperatura de pe linia de alimentare a scăzut, apa din acumulatorul de căldură este amestecată în circuitul de încălzire, completând pierderea de căldură a sistemului.

Se pot folosi mai multe vane cu trei cai pe distributie si pe retur si un grup de termostate. Alternativ, disponibil pentru vânzare ansambluri gata făcute pentru conectarea acumulatorilor de căldură - o unitate de amestecare automată, de exemplu LADDOMAT.

DIY

Cu o dorință puternică, puteți construi un rezervor de stocare cu propriile mâini. În mod ideal, ea ar trebui:

• cu o marjă pentru a rezista la presiunea nominală din sistem;
• au un volum estimat;
• să fie protejat de coroziune și temperaturi ridicate;
• fi complet sigilat.

Pentru fabricație trebuie luată tablă de oțel, de preferință oțel inoxidabil cu o grosime de cel puțin 3 mm, ținând cont de sarcina totală și presiunea.

Forma standard a TA este un cilindru înalt cu o bază și un capac semicircular. Raportul dintre diametru și înălțime este selectat de aproximativ 1 la 3-4 pentru a promova o mai bună separare a căldurii în interiorul recipientului.

În acest caz, apa caldă este dusă din punctul cel mai înalt la calorifere. Puțin deasupra centrului, apa este deviată către circuitul de încălzire prin pardoseală, iar în punctul cel mai de jos al TA, o linie de retur este conectată la centrala de încălzire.

Este aproape imposibil să sudezi singur un recipient cilindric. Este mai ușor să construiți o cutie cu o configurație și un raport de aspect similare. Toate colțurile ar trebui consolidate în continuare.

Recipientul trebuie izolat. Este mai bine să folosiți bazalt sau vata minerala nu mai puțin de 150 mm grosime, pentru a reduce pierderile de căldură prin pereți.

Pentru a instala un acumulator de căldură, pregătiți o platformă specială de sprijin, fundație, capabil să suporte greutatea enormă a echipamentului. Chiar și bateria în sine poate cântări până la 400-500 kg. Dacă volumul său, de exemplu, este de 3 metri cubi, atunci când este umplut, greutatea sa va depăși 3,5 tone.

producție rusească

Pe piata ruseasca nu există atât de mulți acumulatori de căldură de producție internă, deoarece abia recent au început să fie introduși activ în sistemele de încălzire autonome.

Cazanele pe combustibil solid nu pot funcționa mult timp fără intervenția unei persoane care trebuie să încarce periodic lemne de foc în focar. Dacă nu se face acest lucru, sistemul va începe să se răcească, temperatura din casă va scădea. În cazul unei întreruperi de curent cu un cuptor complet aprins, există pericolul ca lichidul de răcire să fiarbă în mantaua unității și distrugerea lui ulterioară. Toate aceste probleme pot fi rezolvate prin instalarea unui acumulator de caldura pentru incalzirea cazanelor. De asemenea, va putea îndeplini funcția de a proteja instalațiile din fontă de fisurare în timpul unei scăderi brusce de temperatură în apa din rețea.

Conducta unui cazan cu combustibil solid cu un acumulator de căldură

Calculul capacității tampon pentru cazan

Rolul acumulatorului de căldură în schema generalaîncălzirea se face după cum urmează: în timpul funcționării cazanului în regim normal, se acumulează energie termică, iar după atenuarea cuptorului, se dă radiatoarelor pentru o anumită perioadă de timp. Din punct de vedere structural, un acumulator de căldură pentru un cazan cu combustibil solid este un rezervor de apă izolat cu o capacitate estimată. Poate fi instalat atât în ​​camera cuptorului, cât și într-o cameră separată a casei. Nu are sens să puneți un astfel de rezervor pe stradă, deoarece apa din el se va răci mult mai repede decât în ​​interiorul clădirii.

Având în vedere disponibilitatea spațiului liber în casă, calculul unui acumulator de căldură pentru un cazan cu combustibil solid în practică se efectuează după cum urmează: capacitatea rezervorului este luată din raportul de 25-50 litri de apă la 1 kW de putere necesar pentru încălzirea casei. Pentru un calcul mai precis al capacității tampon pentru cazan, se presupune că apa din rezervor se va încălzi până la 90 ⁰С în timpul funcționării centralei de cazan, iar după ce aceasta din urmă este oprită, va degaja căldură și se răcește la 50 ⁰С. Pentru o diferență de temperatură de 40 ⁰С, valorile căldurii degajate pentru diferite volume de rezervor sunt prezentate în tabel.

Tabel cu valorile puterii termice pentru diferite dimensiuni de rezervor

Chiar dacă există spațiu în clădire pentru a instala o capacitate mare, nu are întotdeauna sens. Trebuie amintit că o cantitate mare de apă va trebui încălzită, apoi puterea cazanului în sine ar trebui să fie inițial de 2 ori mai mare decât ceea ce este necesar pentru încălzirea locuinței. Un rezervor prea mic nu își va îndeplini funcțiile, deoarece nu va putea acumula suficientă căldură.

Alegerea unui acumulator de căldură pentru un cazan cu combustibil solid este influențată de disponibilitatea spațiului liber în cameră. Când cumpărați un rezervor de stocare mare, va fi necesar să asigurați o fundație, deoarece echipamentele cu o masă semnificativă nu pot fi amplasate pe podele obișnuite. Dacă, conform calculului, este necesar un rezervor cu un volum de 1 m 3 și nu există suficient spațiu pentru instalarea lui, atunci puteți achiziționa 2 produse de 0,5 m 3 fiecare, așezându-le în locuri diferite.

Acumulator de caldura pentru cazan pe combustibil solid

Un alt punct este prezența unui sistem de apă caldă în casă. În cazul în care centrala nu are propriul circuit de încălzire a apei, este posibil să achiziționați un acumulator de căldură cu un astfel de circuit. De importanță nu mică este valoarea presiunii de lucru în sistemul de încălzire, care în clădirile rezidențiale în mod tradițional nu trebuie să depășească 3 bar. În unele cazuri, presiunea ajunge la 4 bari dacă o unitate puternică de casă este folosită ca sursă de căldură. Apoi, acumulatorul de căldură pentru sistemul de încălzire va trebui să aleagă un design special - cu un capac torusferic.

Unele acumulatoare de apă caldă fabricate din fabrică sunt echipate cu un element de încălzire electric instalat în partea de sus a rezervorului. O astfel de soluție tehnică nu va permite lichidului de răcire să se răcească complet după oprirea cazanului, zona superioară a rezervorului va fi încălzită. ACM va fi furnizată pentru nevoile casnice.

Circuit simplu de comutare cu amestecare

Dispozitivul de stocare poate fi inclus în sistem după diferite scheme. Cea mai simplă curele Cazanul cu combustibil solid cu acumulator de căldură este potrivit pentru funcționarea cu sisteme gravitaționale de alimentare cu lichid de răcire și va funcționa în cazul unei întreruperi de curent. Pentru a face acest lucru, rezervorul trebuie instalat deasupra radiatoarelor de încălzire. Circuitul include o pompă de circulație, o supapă termostatică cu trei căi și o supapă de reținere. La începutul ciclului de încălzire, apa, antrenată de pompă, trece prin conducta de alimentare de la sursa de căldură printr-o supapă cu trei căi către aparate de incalzire. Aceasta continuă până când temperatura pe tur atinge o anumită valoare, de exemplu 60°C.

La această temperatură, supapa începe să amestece apă rece în sistem din conducta inferioară a rezervorului, respectând temperatura setată de 60 ⁰С la ieșire. Prin conducta superioară, conectată direct la boiler, apa încălzită va începe să curgă în rezervor, bateria va începe să se încarce. Când lemnul de foc este complet ars în focar, temperatura din conducta de alimentare va începe să scadă. Când devine mai mică de 60 ⁰С, termostatul va opri treptat alimentarea de la sursa de căldură și va deschide fluxul de apă din rezervor. Aceasta, la rândul său, se va umple treptat apă rece de la boiler si la sfarsitul ciclului vana cu trei cai va reveni in pozitia initiala.

Supapa de reținere, conectată în paralel cu termostatul cu trei căi, este activată când pompa de circulație se oprește. Apoi, cazanul cu acumulator de căldură va funcționa direct, lichidul de răcire va merge la dispozitivele de încălzire direct din rezervor, care va fi completat cu apă de la sursa de căldură. Termostatul în acest caz nu participă la funcționarea circuitului.

Schemă cu separare hidraulică

O altă schemă de conectare, mai complexă, presupune o alimentare neîntreruptă cu energie electrică. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci este necesar să se asigure conectarea la rețea prin intermediul sursă neîntreruptibilă nutriție. O altă opțiune este utilizarea centralelor pe motorină sau pe benzină. În cazul precedent, conexiunea acumulatorului de căldură la cazanul cu combustibil solid era independentă, adică sistemul putea funcționa separat de rezervor. În această schemă, bateria acționează ca un rezervor tampon (separator hidraulic). În circuitul primar este încorporată o unitate specială de amestec (LADDOMAT), prin care apa circulă la aprinderea cazanului.

Conectarea unui acumulator de căldură la un cazan cu combustibil solid

Elemente bloc:

• pompă de circulație;
• supapă termostatică cu trei căi;
• verifica valva;
• bazin;
• Supape cu bilă;
• dispozitive de control al temperaturii.

Diferențele față de schema anterioară - toate dispozitivele sunt asamblate într-o singură unitate, iar lichidul de răcire merge la rezervor și nu la sistemul de încălzire. Principiul de funcționare al unității de agitare rămâne neschimbat. O astfel de conductă a unui cazan cu combustibil solid cu un acumulator de căldură vă permite să conectați câte ramuri de încălzire doriți la ieșirea din rezervor. De exemplu, pentru a furniza calorifere și podea sau sistem de aer Incalzi. În plus, fiecare ramură are propria sa pompă de circulație. Toate circuitele sunt separate hidraulic, excesul de căldură de la sursă se acumulează în rezervor și se folosește dacă este necesar.

Avantaje și dezavantaje

Un sistem de încălzire cu un acumulator de căldură, în care o instalație de combustibil solid servește ca sursă de căldură, are o mulțime de avantaje:

• A ridica conditii confortabileîn casă, deoarece după arderea combustibilului, sistemul de încălzire continuă să încălzească casa apa fierbinte din rezervor. Nu este nevoie să vă treziți în miezul nopții și să încărcați o porție de lemne de foc în focar.
• Prezența unui recipient protejează împotriva fierberii și distrugerii jachetă de apă cazan. Dacă electricitatea este întreruptă brusc sau capetele termostatice instalate pe calorifere întrerup lichidul de răcire din cauza atingerii temperaturii dorite, atunci sursa de căldură va încălzi apa din rezervor. În acest timp, alimentarea cu energie poate fi restabilită sau generatorul diesel va fi pornit.
• Alimentarea cu apă rece de la conducta de retur la schimbătorul de căldură din fontă roșie este exclusă după activarea bruscă a pompei de circulație.
• Acumulatoarele de căldură pot fi utilizate ca separatoare hidraulice în sistemul de încălzire (săgeți hidraulice). Acest lucru face ca funcționarea tuturor ramurilor circuitului să fie independentă, ceea ce asigură economii suplimentare de energie termică.

Costul mai mare al instalării întregului sistem și cerințele pentru amplasarea echipamentelor sunt singurele dezavantaje ale utilizării rezervoarelor de stocare. Cu toate acestea, aceste investiții și inconveniente vor fi urmate de costuri de operare minime pe termen lung.

Companii implicate în dezvoltarea sistemelor de inginerie, anul trecut concentrarea pe dezvoltarea de soluții tehnologice alternative. Concepte și direcții care nu implică utilizarea de resurse naturale. Cel puțin experții tind să se concentreze pe minimizarea consumului lor. Un beneficiu tangibil în acest segment este demonstrat de acumulatorul de căldură pentru sistemul de încălzire, care este inclus în complexul de inginerie existent ca o componentă suplimentară de optimizare.

Informații generale despre acumulatorii de căldură

Există multe modificări și varietăți de acumulatoare de căldură, care sunt numite și încălzitoare tampon. Sarcinile pe care le îndeplinesc astfel de instalații sunt și ele diferite. De regulă, bateriile sunt folosite pentru a îmbunătăți eficiența unității principale, cum ar fi un cazan cu combustibil solid. În aceste cazuri, este recomandabil să folosiți astfel de sisteme pentru a îndeplini o funcție de control, care este dificil de implementat în procesul de deservire a cazanelor tradiționale din casele private. Cel mai adesea, pentru aceasta se folosesc rezervoare de stocare a căldurii, a căror capacitate ajunge la 150 de litri. În sectorul industrial, desigur, pot fi folosite și instalații cu o capacitate de aproximativ 500 de litri.

În rezervorul propriu-zis sunt prevăzute elemente care asigură menținerea temperaturii necesare a transportorului. Același material din care este fabricat rezervorul este în mod necesar împerecheat cu straturi de izolatori. Componentele active sunt elementele de încălzire și tevi de cupru. Configurația plasării lor în rezervoare poate diferi, precum și sistemele de control pentru parametrii de funcționare ai bateriei.

Principiul de funcționare

Din punct de vedere al stocării, principala provocare este de a putea menține cel dorit regim de temperatură, care este setat de utilizator. Pe măsură ce cazanul funcționează, rezervorul primește apă caldă și o stochează până când sistemul de încălzire nu mai funcționează. Condițiile de menținere a echilibrului de temperatură sunt determinate de materialele izolatoare ale rezervorului și elementele de încălzire interioare. Un acumulator de căldură clasic pentru un sistem de încălzire, în esență, seamănă cu funcționarea unui cazan și este, de asemenea, integrat, adică, pe de o parte, echipamentul este conectat la o sursă de căldură, iar pe de altă parte, asigură funcționarea încălzitoare directe, care pot fi radiatoare. În plus, sistemul este adesea folosit ca sursă deplină de apă caldă pentru nevoile menajere într-un mod de consum constant.

Funcțiile acumulatorilor de căldură

După cum sa menționat deja, unitățile de acest tip pot funcționa sarcini diferite, cerințele pentru care determină criteriile de alegere a unui anumit sistem. Funcțiile de bază și principale includ acumularea de căldură de la generator și revenirea ulterioară a acesteia. Cu alte cuvinte, același rezervor colectează, stochează și transferă energie către un element de încălzire directă. În combinație cu un cazan cu combustibil solid, funcțiile sistemului includ protecție împotriva supraîncălzirii. Releele de control automate și electronice sunt ineficiente în unitățile cu combustibil solid. Prin urmare, se practică optimizarea funcționării cazanului folosind un acumulator de căldură, care colectează în mod natural surplusul de energie și o returnează în momentele de scădere a temperaturii. Generatoarele electrice, pe gaz și lichide sunt mai ușor de controlat, dar cu ajutorul unei baterii pot fi combinate într-un singur complex și operate cu pierderi minime de căldură.

Unde poate fi folosit un acumulator de căldură?

Se recomandă utilizarea unui sistem de stocare a căldurii în cazurile în care unitatea de încălzire existentă nu permite un control suficient asupra funcționării acesteia. De exemplu, cazanele cu combustibil solid asigură în mod inevitabil momente de întreținere când capacitățile lor nu sunt încărcate. Pentru a compensa pierderile de căldură, este logic să folosiți un astfel de sistem. De asemenea, în funcționarea complexelor de încălzire cu apă și electricitate, o astfel de soluție se justifică economic. Un acumulator de căldură modern cu control automat poate fi setat să funcționeze în anumite perioade de timp, când este în vigoare cel mai economic tarif pentru consumul de energie. Deci, de exemplu, noaptea, sistemul va conserva un anumit volum, care pe parcursul zilei următoare poate fi folosit pentru orice nevoie.

Unde nu este de dorit să folosiți acumulatori de căldură?

Natura funcționării bateriilor tampon este concepută pentru a asigura un transfer uniform de căldură și a netezi salturile în timpul schimbărilor de temperatură. Dar acest principiu de acțiune nu este întotdeauna util. Pentru sistemele de încălzire, care, dimpotrivă, necesită o setare accelerată sau o scădere a temperaturii, o astfel de adăugare va fi redundantă. ÎN situatii similare o crestere a potentialului lichidului de racire datorita celor auxiliare va impiedica racirea si incalzirea rapida. În plus, este de remarcat faptul că, în cea mai mare parte, acumulatorii de căldură de acasă fac imposibilă reglarea cu precizie a temperaturii. S-ar părea că o astfel de soluție poate fi optimă pentru sistemele de încălzire care funcționează pe perioade scurte - este suficient să încălziți recipientul în prealabil și apoi să folosiți energia gata la momentul stabilit. Cu toate acestea, menținerea stării optime a lichidului de răcire în sine necesită consumul unei anumite cantități de energie. Prin urmare, de exemplu, o cameră de cazane folosită pentru încălzirea ocazională și pe termen scurt a unui uscător se poate descurca fără baterie. Un alt lucru este atunci când vine vorba de un întreg grup de cazane care pot fi combinate într-un singur sistem datorită tamponului.

Specificatiile bateriei

Printre principalele caracteristici se remarcă parametrii dimensionali ai unității, capacitatea acestuia, temperatura maximă și indicatorul de presiune. Pentru casele particulare, producătorii oferă instalații mici, al căror diametru poate fi de 500-700 mm, iar înălțimea este de aproximativ 1500 mm. De asemenea, este important să se țină cont de masă, deoarece în unele cazuri specialiștii trebuie să folosească sape de beton pentru a da structurii stabilitate. Acumulatorul mediu de căldură cântărește aproximativ 70 kg, deși valoare exacta este direct legată de capacitatea și calitatea izolației rezervorului. Performanța este redusă la temperatură și presiune. Prima valoare este de aproximativ 100 °C, iar nivelul de presiune poate ajunge la 3 bar.

Conexiune baterie

Un proprietar cu cunoștințe în inginerie electrică poate nu numai să conecteze independent tamponul finit la sistemul de încălzire, ci și să asambla complet structura. Mai întâi trebuie să comandați un container sub formă de cilindru, care va deveni un tampon de lucru. În plus, în tranzit prin întregul rezervor, este necesar să se efectueze o conductă de retur de-a lungul nișei viitorului acumulator de căldură. Conexiunea ar trebui să înceapă cu conectarea returului cazanului și a rezervorului. De la o componentă la a doua, trebuie prevăzut un loc pe care să fie instalată pompa de circulație. Cu ajutorul acestuia, lichidul de răcire fierbinte se va muta de la butoi la supapa de închidere și rezervor de expansiune.

Trebuie să montați acumulatorul de căldură cu propriile mâini, astfel încât să se presupună cea mai rațională distribuție a lichidului în toate camerele. Pentru a evalua calitatea sistemului asamblat, este posibil să se prevadă prezența termometrelor și a senzorilor de presiune în acesta. Un astfel de echipament vă va permite să evaluați cât de eficient va funcționa bateria prin circuitele conectate.

Sisteme de apă

Acumulatorul clasic de căldură presupune utilizarea apei ca purtător de energie. Un alt lucru este că această resursă poate fi folosită în moduri diferite. De exemplu, este folosit pentru a furniza pardoseli de încălzire - lichidul trece prin conductele de circulație într-un strat special. De asemenea, apa poate fi folosita pentru a asigura functionarea dusului si alte nevoi, inclusiv proprietati tehnologice, igienice si sanitare. Trebuie remarcat faptul că interacțiunea cazanelor cu apa este destul de comună datorită costului său scăzut. Un acumulator de căldură cu apă este mai ieftin decât încălzitoarele electrice. Pe de altă parte, au și dezavantajele lor. De regulă, ele se reduc la nuanțe în organizarea rețelelor de circulație. Cu cât cantitatea de resurse consumată este mai mare, cu atât este mai scumpă organizarea acesteia. Costurile de instalare sunt unice, dar operarea va fi mai ieftină.

sisteme solare

În sistemele de apă, designul prevede prezența unui schimbător de căldură cu pieptene proiectat pentru pompa geotermala. Dar poate fi folosit și un colector solar. În esență, rezultă centrul centralei electrice, care optimizează funcția centralei termice prin rezervarea energiei din diferite surse. Deși acumulatorul solar de căldură este mai puțin obișnuit, este destul de posibil să îl utilizați în sistemele de încălzire tipice. Colectoarele solare stochează, de asemenea, potențialul energetic, care este ulterior cheltuit pentru nevoile casnice. Dar este important să luați în considerare că lichidul de răcire fierbinte sub formă de apă necesită mai puțină energie decât baterie solară. Cea mai bună opțiune Utilizarea unor astfel de acumulatori este integrarea directă a panourilor în locurile în care încălzirea trebuie efectuată fără transformări suplimentare.

Cum să alegi căldura?

Merită să porniți de la mai mulți parametri. Pentru început, se determină funcționalitatea sistemului și indicatorii săi de performanță. Rezervorul trebuie să acopere complet volumele care sunt planificate a fi consumate în timpul funcționării sistemului de încălzire. Nu economisiți pe sistemele de control. Releele moderne cu regulatoare automate nu numai că facilitează programarea sistemelor de inginerie, dar oferă și proprietăți de protecție. Un acumulator de căldură echipat corespunzător are protecție împotriva mersului în gol și oferă ample oportunități de a indica condițiile de temperatură.

Un acumulator de căldură este o unitate pentru colectarea și creșterea căldurii în scopul utilizării sale ulterioare. Dispozitivul este utilizat în case particulare, apartamente, întreprinderi, precum și pentru preîncălzirea motorului. Acumulatorul de căldură pentru sistemul de încălzire vă permite să reduceți costurile energetice pentru încălzirea spațiului și alimentarea cu apă caldă. Unitățile sunt instalate în conductele unui cazan cu combustibil solid sau conectate la un sistem solar.

Scopul unității

Funcționarea unui cazan cu combustibil solid în sistemul de încălzire este o anumită ciclicitate. Mai întâi, combustibilul este plasat în el, aprins, iar apoi cazanul atinge treptat puterea maximă și transferă energie termică prin lichidul de răcire către sistemul de încălzire.

Așezarea lemnului de foc arde treptat, transferul de căldură scade, iar lichidul de răcire se răcește. În perioada de vârf, o parte din energia termică rămâne nerevendicată, iar în timpul consumului de combustibil, dimpotrivă, nu va fi suficientă. Pentru a repeta ciclul, trebuie să marcați din nou combustibil solid.

Parțial, această problemă poate fi rezolvată printr-un cazan de piroliză cu ardere lungă, dar în timpul funcționării sale, vârfurile în producția și consumul de energie termică adesea nu coincid. Pentru a rezolva această situație, pentru sistemul de încălzire este instalat un dispozitiv de stocare a energiei, care este cunoscut sub numele de rezervor tampon sau stocare de căldură.

Conducta unui cazan cu combustibil solid cu un acumulator de căldură

Funcționarea acestei unități se bazează pe capacitatea mare de căldură a apei. Dacă în perioada de putere maximă a cazanului se încălzește o anumită cantitate de apă, apoi potențialul său energetic poate fi utilizat pentru nevoile de încălzire.

De exemplu, apa, atunci când este răcită cu 1 ° C, poate încălzi 1 m³ de aer cu 4 ° C. Cel mai simplu acumulator de căldură pentru încălzirea cazanelor este un recipient vertical cu patru țevi tăiate în direcții diferite. Există acumulatori de căldură cu o varietate de materiale de stocare:

Pe o parte a corpului, două conducte sunt conectate la conductele cazanului, iar pe cealaltă - la sistemul de încălzire. După pornirea încălzitorului, pompa de circulație începe să pompeze lichidul de răcire prin rezervorul tampon.

ÎN partea inferioară lichidul de răcire rece intră în rezervorul de stocare, iar lichidul de răcire cald intră în cel superior. Datorită diferenței semnificative de densitate, apa nu se va amesteca, iar lichidul de răcire fierbinte va umple treptat întregul recipient.

De obicei, volumul unui acumulator termic pentru încălzire este calculat în așa fel încât un singur marcaj de combustibil este suficient pentru a umple complet rezervorul cu apă caldă. Adică toată energia cazanului, cu excepția pierderilor, este transformată în căldură, care va fi acumulată în rezervorul de stocare.

Izolarea termică vă permite să mențineți temperatura ridicată a apei pentru o perioadă lungă de timp. Când centrala nu mai funcționează, sistemul de încălzire continuă să funcționeze. Datorită pompei, apa caldă din baterie pătrunde în conducte și în aparatele de încălzire.

În locul lichidului de răcire fierbinte, apa răcită intră din nou în rezervorul tampon prin conducta de ramificație inferioară de la conducta de retur a conductei. La utilizarea unui cazan electric, circuitul de incalzire cu acumulator de caldura poate fi folosit pe timp de noapte, cand este in vigoare un tarif preferential.

Scheme de cazane cu acumulator de căldură

Toate rezervoarele de stocare sunt rezervoare cilindrice verticale. Ele diferă unele de altele doar prin elementele situate în interiorul structurii. Există mai multe tipuri de acumulatori termici:

Toate astfel de modele pot fi produse în diferite variații, în funcție de complexitatea schemei de încălzire, de numărul și tipurile de încălzitoare și circuite de apă utilizate. Dispozitivele complexe sunt ușor de identificat prin numeroasele duze care ies din rezervor.

Acumulator de căldură sau rezervor tampon. Și de ce este nevoie. Principiul rezervorului de stocare sau al capacității tampon

Acumulator de caldura pentru incalzire cazane

Continuăm seria noastră de articole cu o temă care va fi de interes pentru cei care își încălzesc locuințele cazane cu combustibil solid. Vom vorbi despre acumulatorul de căldură pentru încălzirea cazanelor (TA) pe combustibili solizi. Acesta este un dispozitiv cu adevărat necesar, care vă permite să echilibrați funcționarea circuitului, să neteziți scăderile de temperatură ale lichidului de răcire, economisind în același timp și bani. Remarcăm imediat că un acumulator de căldură pentru cazane electrice de încălzire este utilizat numai dacă casa are un contor electric cu calcul separat al energiei de noapte și de zi. În caz contrar, instalarea unui acumulator de căldură pentru cazane de încălzire pe gaz nu are niciun sens.

Cum funcționează un sistem de încălzire cu acumulator de căldură?

Un acumulator de căldură pentru încălzirea cazanelor este o parte a sistemului de încălzire concepută pentru a crește timpul dintre încărcarea combustibilului solid în cazan. Este un rezervor în care nu există acces la aer. Este izolata si are un volum destul de mare. În acumulatorul de căldură este întotdeauna apă pentru încălzire, circulă și în tot circuitul. Desigur, un lichid antigel poate fi folosit și ca lichid de răcire, dar totuși, datorită costului său ridicat, nu este utilizat în circuitele cu TA.

În plus, nu are rost să umpleți sistemul de încălzire cu un acumulator de căldură cu antigel, deoarece astfel de rezervoare sunt amplasate în spații rezidențiale. Și esența aplicării lor este să se asigure că temperatura din circuit este întotdeauna stabilă și, în consecință, apa din sistem este caldă. Utilizarea unui acumulator mare de căldură pentru încălzire case de tara rezidența temporară este nepractică, iar un mic rezervor este de puțin folos. Acest lucru se datorează principiului de funcționare a acumulatorului de căldură pentru sistemul de încălzire.

• TA este situat între boiler și sistemul de încălzire. Cand centrala incalzeste lichidul de racire, acesta intra in TA;
• apoi apa curge prin conducte spre calorifere;
• Linia de retur se întoarce la TA și apoi imediat la cazan.

Deși acumulatorul de căldură pentru sistemul de încălzire este un singur vas, datorită dimensiunilor sale mari, direcția de curgere în partea de sus și de jos este diferită.

Pentru ca TA să își îndeplinească funcția primară de stocare a căldurii, aceste fluxuri trebuie amestecate. Dificultatea constă în faptul că căldura crește mereu, iar frigul tinde să scadă. Este necesar să se creeze condiții astfel încât o parte a radiatorului să se scurgă în partea de jos a acumulatorului de căldură din sistemul de încălzire și să încălzească lichidul de răcire pe retur. Dacă temperatura s-a uniformizat în întregul rezervor, atunci acesta este considerat complet încărcat.

După ce centrala a tras tot ce era încărcat în el, nu mai funcționează și intră în joc TA. Circulația continuă și își eliberează treptat căldura prin calorifere în cameră. Toate acestea se întâmplă până când următoarea porție de combustibil intră din nou în cazan.

Dacă stocul de căldură pentru încălzire este mic, atunci rezerva sa va dura foarte puțin, în timp ce timpul de încălzire al bateriilor crește, deoarece volumul lichidului de răcire din circuit a devenit mai mare. Contra folosirii pentru reședințe temporare:

• timpul de încălzire crește;
• un volum mai mare al circuitului, ceea ce face umplerea acestuia cu antigel mai costisitoare;
• costuri de instalare mai mari.

După cum înțelegeți, umplerea sistemului și scurgerea apei de fiecare dată când ajungeți la casa dvs. este cel puțin supărătoare. Având în vedere că doar rezervorul va avea 300 de litri.De dragul mai multor zile pe săptămână, este inutil să luăm astfel de măsuri.

În rezervor sunt încorporate circuite suplimentare - acestea sunt țevi spiralate metalice. Lichidul din spirală nu are contact direct cu lichidul de răcire din acumulatorul de căldură pentru încălzirea casei. Acestea pot fi contururi:

• încălzire la temperatură scăzută (pardoseală caldă).

Astfel, chiar și cel mai primitiv cazan cu un singur circuit sau chiar o sobă poate deveni un încălzitor universal. Va asigura intregii case caldura necesara si apa calda in acelasi timp. În consecință, performanța încălzitorului va fi utilizată pe deplin.

În modelele de serie fabricate în condiții de producție, sunt încorporate surse de încălzire suplimentare. Acestea sunt și spirale, doar că se numesc elemente electrice de încălzire. Există adesea mai multe dintre ele și pot funcționa din surse diferite:

• circuit;
• panouri solare.

O astfel de încălzire se referă la opțiuni suplimentare și nu este obligatorie, luați în considerare acest lucru dacă decideți să faceți un acumulator de căldură pentru încălzire cu propriile mâini.

Scheme de conducte ale acumulatorului de căldură

Îndrăznim să presupunem că, dacă sunteți interesat de acest articol, atunci cel mai probabil ați decis să faceți un acumulator de căldură pentru încălzire și să-l legați singur. Puteți veni cu o mulțime de scheme de conexiune, principalul lucru este că totul funcționează. Dacă înțelegeți corect procesele care au loc în circuit, atunci puteți experimenta destul de mult. Modul în care conectați HA la cazan va afecta funcționarea întregului sistem. Să aruncăm mai întâi o privire la cel mai mult un circuit simpluîncălzire cu un acumulator de căldură.

O schemă simplă de legare TA

În figură vedeți direcția de mișcare a lichidului de răcire. Vă rugăm să rețineți că mișcarea în sus este interzisă. Pentru a preveni acest lucru, pompa dintre TA și cazan trebuie să pompeze o cantitate mai mare de lichid de răcire decât cea care stă în fața rezervorului. Numai în acest caz se va forma o forță de retragere suficientă, care va prelua o parte din căldura din alimentare. Dezavantajul unei astfel de scheme de conectare este perioadă lungă de timp circuit de încălzire. Pentru a o reduce, trebuie să creați un inel de încălzire a cazanului. O puteți vedea în diagrama următoare.

Schema de conducte TA cu circuit de încălzire a cazanului

Esența circuitului de încălzire este că termostatul nu amestecă apa din TA până când cazanul o încălzește până la nivelul setat. Când cazanul este încălzit, o parte din alimentare merge către TA, iar partea este amestecată cu lichidul de răcire din rezervor și intră în cazan. Astfel, incalzitorul functioneaza intotdeauna cu un lichid deja incalzit, ceea ce ii mareste eficienta si timpul de incalzire al circuitului. Adică bateriile se vor încălzi mai repede.

Această metodă de instalare a unui acumulator de căldură într-un sistem de încălzire vă permite să utilizați circuitul offline atunci când pompa nu funcționează. Vă rugăm să rețineți că diagrama arată doar nodurile pentru conectarea TA la cazan. Circulația lichidului de răcire către radiatoare are loc într-un mod diferit, care trece și prin TA. Prezența a două bypass-uri vă permite să jucați în siguranță de două ori:

• supapa de reținere este activată dacă pompa este oprită și robinetul cu bilă de pe bypass-ul inferior este închis;
• în caz de oprire și defecțiune a pompei verifica valva circulația se realizează prin bypass-ul inferior.

În principiu, la o astfel de construcție se pot face unele simplificări. Având în vedere faptul că supapa de reținere are o rezistență mare la curgere, aceasta poate fi exclusă din circuit.

Schema de conducte TA fără supapă de reținere pentru sistemul gravitațional

În acest caz, când lumina dispare, va trebui să deschideți manual robinetul cu bilă. Trebuie spus că, cu o astfel de cablare, TA ar trebui să fie peste nivelul radiatoarelor. Dacă nu planificați că sistemul va funcționa gravitațional, atunci conducta sistemului de încălzire cu un acumulator de căldură poate fi efectuată conform schemei prezentate mai jos.

Schema tubulaturii TA pentru un circuit cu circulatie fortata

În TA se creează mișcarea corectă a apei, ceea ce permite minge după minge, începând de sus, să o încălzească. Poate apare întrebarea, ce să faci dacă nu există lumină? Am vorbit despre asta într-un articol despre . Va fi mai economic și mai convenabil. La urma urmei, circuitele gravitaționale sunt realizate din țevi de secțiune mare și, în plus, nu trebuie respectate întotdeauna pante convenabile. Dacă calculați prețul țevilor și fitingurilor, cântăriți toate inconvenientele instalării și comparați totul cu prețul unui UPS, atunci ideea instalării. sursă alternativă alimentația va deveni foarte atractivă.

Calculul volumului de stocare a căldurii

Volumul acumulatorului de căldură pentru încălzire

După cum am menționat deja, nu este recomandabil să folosiți un volum mic TA, în timp ce rezervoarele prea mari nu sunt, de asemenea, întotdeauna adecvate. Deci întrebarea este cum se calculează volumul dorit TA. Chiar vreau să dau un răspuns concret, dar, din păcate, nu poate fi. Deși există încă un calcul aproximativ al unui acumulator de căldură pentru încălzire. Să presupunem că nu știi ce pierderi de căldură este casa ta și nu poți afla, de exemplu, dacă nu a fost încă construită. Apropo, pentru a reduce pierderile de căldură, aveți nevoie . Puteți alege un rezervor pe baza a două valori:

• zona camerei încălzite;
• puterea cazanului.

Metode de calcul al volumului TA: suprafața încăperii x 4 sau puterea cazanului x 25.

Aceste două caracteristici sunt decisive. Surse diferite oferă propria lor metodă de calcul, dar de fapt aceste două metode sunt strâns legate. Să presupunem că decidem să calculăm volumul unui acumulator de căldură pentru încălzire, pornind de la zona camerei. Pentru a face acest lucru, trebuie să înmulțiți cuadratura camerei încălzite cu patru. De exemplu, dacă avem casa mica 100 de metri pătrați, veți avea nevoie de un rezervor de 400 de litri. Acest volum va reduce încărcarea cazanului de până la două ori pe zi.

Fără îndoială, și așa este cazane de piroliză, în care combustibilul este plasat de două ori pe zi, doar că în acest caz principiul de funcționare este ușor diferit:

• combustibilul se aprinde;
• alimentarea cu aer este redusă;
• începe procesul de mocnit.

În acest caz, atunci când combustibilul se aprinde, temperatura din circuit începe să crească rapid, iar apoi mocnit menține apa caldă. În timpul acestui mocnit, o mulțime de energie scapă în țeavă. În plus, dacă un cazan cu combustibil solid funcționează în tandem cu un sistem de încălzire cu scurgeri, atunci la temperaturi de vârf rezervorul de expansiune fierbe uneori. În cel mai adevărat sens al cuvântului, apa începe să fiarbă în ea. Dacă țevile sunt făcute din polimeri, atunci acest lucru este pur și simplu fatal pentru ele.

Într-unul dintre articolele despre TA, este nevoie de o parte din căldură și rezervorul poate fierbe numai după ce rezervorul este încărcat complet. Adică posibilitatea fierberii, când cantitatea potrivită TA tinde spre zero.

Acum să încercăm să calculăm volumul TA, pe baza numărului de kilowați din încălzitor. Apropo, acest indicator este calculat pe baza cuadraturii camerei. Se ia 1 kW pentru 10 m. Se dovedește că într-o casă de 100 de metri pătrați ar trebui să existe un cazan de cel puțin 10 kilowați. Deoarece calculul se face întotdeauna cu o marjă, putem presupune că în cazul nostru va exista o unitate de 15 kilowați.

Dacă nu țineți cont de cantitatea de lichid de răcire din calorifere și țevi, atunci un kilowatt al cazanului poate încălzi aproximativ 25 de litri de apă în TA. Prin urmare, calculul va fi adecvat: trebuie să înmulțiți puterea cazanului cu 25. Ca urmare, vom obține 375 de litri. Dacă comparăm cu calculul anterior, rezultatele sunt foarte apropiate. Doar acest lucru se ține cont de faptul că puterea cazanului va fi calculată cu un decalaj de cel puțin 50%.

Amintiți-vă, cu cât mai mult TA, cu atât mai bine. Dar în acest caz, la fel ca în oricare altul, trebuie să te descurci fără fanatism. Dacă puneți un TA pentru două mii de litri, atunci încălzitorul pur și simplu nu poate face față unui astfel de volum. Fii obiectiv.