Як вибрати і встановити тепловий акумулятор в систему опалення
Навіщо потрібен тепловий акумулятор
Теплові акумулятори (буферні ємності) призначені для накопичення теплової енергії під час роботи опалювального обладнання та подальшого її використання після відключення агрегатів. Розглянемо кілька варіантів застосування теплоаккумулирующей ємності як для забезпечення комфорту, так і з метою економії.
У системах опалення, що використовують дрова або вугілля
Системи опалення, які використовують газ, дизельне паливо або електрику, дозволяють змінювати режим роботи котла в широких межах. Тепловий агрегат можна зупинити або запустити в будь-який момент, таким чином регулюючи температурний режим в приміщеннях.
Якщо в якості джерела енергії застосовуються дрова, вугілля, то швидко припинити горіння без шкоди для палива неможливо внаслідок високої інерційності процесу. Тому доводиться або примусово вентилювати приміщення або зменшувати кількість дров (вугілля) в топці котла. При цьому в першому випадку дорогоцінне тепло просто виходить назовні, а в другому доводиться постійно стежити за роботою агрегату.
Така схема неекономічна і некомфортна. Вирішенням цієї проблеми є установка буферного накопичувача, який дозволить використовувати теплоносій з акумулюючої ємності в міру потреби. Запасене під час роботи котла тепло буде подаватися в магістраль навіть після повного припинення горіння.
В системі з тепловим котлом
Не секрет, що вартість твердого, рідкого, газоподібного палива і електроенергії розрізняється і залежить як від регіону проживання, так і інших чинників.
Найдешевше опалювати житлові приміщення газом, але при відсутності газопроводу доводиться шукати інші альтернативні варіанти. Наприклад, комбінувати роботу твердопаливного агрегату з електрокотлом. Всі знають, що вартість електроенергії вночі в кілька разів нижче, ніж днем. Тому якщо встановити багатотарифний лічильник і використовувати електрокотел в зв'язці з теплоаккумулятором, то можна економити гроші. Робота обладнання в нічні години дозволить підтримувати температуру в приміщеннях і запасати тепло, щоб подавати його під час високої вартості енергії. При необхідності в роботу можна включити твердопаливний агрегат, що дозволить збільшити продуктивність системи.
В альтернативних джерелах енергії
Цей варіант передбачає використання альтернативних джерел енергії. Буферна ємність «заряджається» теплом від Сонця (використання сонячного колектора) або нашої планети (застосування теплового насоса).
Переваги та недоліки агрегатів
До переваг теплоаккумулюючих ємностей можна віднести:
- можливість накопичення тепла під час роботи котла і подальшої віддачі енергії при його відключенні;
- захист опалювальної системи від перегріву;
- здатність з'єднати в одну схему кілька теплових агрегатів, що працюють на різних видах енергії;
- значне підвищення ККД котлів за рахунок можливості їх експлуатації при підвищених температурах (як відомо, в такому режимі відбувається мінімум втрат від перетворення енергії з одного стану в інший);
- зменшення числа завантажень твердопаливного котла і рівномірне часовий розподіл тепла при його роботі;
- можливість підключення контуру гарячого водопостачання.
До явних недоліків буферного акумулятора відноситься його громіздка конструкція і збільшення вартості опалювальної системи, пов'язане з необхідністю покупки і монтажу додаткового обладнання.
Пристрій і принцип роботи теплоаккумулятора
Найпростіший тепловий акумулятор являє собою великий бак круглого або прямокутного перерізу з встановленими на різній висоті патрубками. Обсяг ємності залежить від продуктивності устаткування і складає від 200 літрів до 3 кубічних метрів. Робота акумуляторного бака можлива за рахунок високої теплоємності води (або антифризу), нагрів якої забезпечує котел. Товстий шар утеплювача дозволяє рідини тривалий час зберігати високу температуру, забезпечуючи працездатність опалення протягом 1 - 2 діб після відключення опалювального агрегату.
Використання теплоізоляції необхідно навіть в разі установки буферного акумулятора в житловому будинку, оскільки тепловіддача за площею всіх стінок бака призведе до надмірного підвищення температури в приміщенні.
Теплоакумулююча ємність складається з наступних деталей:
- сталевий або пластиковий бак;
- кожух;
- теплоізоляція;
- вбудований теплообмінник;
- магнієвий анод (при використанні металевої ємності);
- електричний нагрівач;
- патрубки для підключення опалювальних агрегатів і контурів обігріву;
- теплоносій.
Використання нержавіючої сталі в якості матеріалу бака дозволяє значно збільшити термін його служби, що особливо важливо для опалювальних систем відкритого типу.
Найпростіший тепловий акумулятор не має вбудованих теплообмінників. По суті, він є термосом з патрубками для підведення і відведення теплоносія. Нескладна конструкція дозволяє зробити такий бак своїми руками. Важливо тільки забезпечити необхідні герметичність і теплоізоляцію.
При використанні буферної ємності простого типу її спільна робота з твердопаливним обладнанням і обігрівають контуром виглядає так:
- під час роботи котла відбувається забір охолодженого теплоносія з нижньої частини буферного акумулятора і його подача до опалювального агрегату для нагріву;
- гарячий теплоносій подається до верхньої частини бака, при цьому перемішування рідини не відбувається з причини її різної щільності;
- гаряча вода (або антифриз) у міру потреби відбирається через інший верхній патрубок завдяки використанню циркуляційного насоса, триходового крана та іншої регулюючої апаратури;
- охолоджений теплоносій з контуру обігріву повертається в нижню частину ємності.
Час роботи опалення на запасах тепла в буферному баці залежить від ємності останнього і потужності системи обігріву. Тому визначення обсягу приладу залежить від того, що пріоритетне: тривалість роботи на акумульованої енергії або час накопичення тепла в пристрої.
Пошарове розподіл рідини в баку буферної ємності дозволяє проводити відбір теплоносія потрібної температури.
Схема підключення та монтаж своїми руками
Якщо ви стикалися з монтажем або реконструкцією опалювальної системи, то вам буде нескладно виготовити і встановити тепловий акумулятор. Справитися з цією роботою зможе і новачок при наявності необхідних слюсарних навичок.
Схема підключення буферної ємності має такі особливості:
- до нижніх патрубків приладу приєднуються вхід котла і зворотна гілка опалювальної системи;
- рух теплоносія в системі, так само як і його подачу в нагріває агрегат, забезпечує циркуляційний насос, встановлений спільно зі зворотним клапаном і замикаючим краном;
- до виходу котла підключений другий насос, призначений для транспортування гарячої рідини до верхнього патрубка акумулюючої ємності;
- другий верхній патрубок бака з'єднується з напірної магістраллю системи опалення. При цьому можливе включення як з триходовим клапаном, так і без нього.
Відзначимо, що подібний принцип використовується для систем з одним опалювальним агрегатом. Застосування декількох котлів вимагає додаткової установки замикаючих, балансувальних і відтинають пристроїв, що значно ускладнює схему підключення і конструкцію теплового акумулятора.
Накопичувальна ємність повинна обов'язково оснащуватися запобіжним клапаном, а при необхідності ще й датчиками тиску і температури.
Установка теплоаккумулирующей ємності
Незалежно від того, який теплоаккумулятор використовується (покупної або виготовлений своїми руками), в процесі роботи знадобляться:
- кульові крани;
- циркуляційні насоси;
- відрізки труб необхідного діаметра;
- зворотні клапани;
- датчики температури;
- запобіжний клапан;
- електрична проводка;
- триходові крани або електрична система управління роботою циркуляційних насосів;
- тепловий акумулятор.
Крім цього, будуть потрібні звичайні набори сантехніка і електрика, які включають потрібні інструменти і необхідні ізолюючі і герметизуючі матеріали.
Перш за все, визначають місце установки приладу. Якщо є можливість, то бак монтують якомога ближче до опалювального котла. Теплоакумулюючу ємність підключають в наступному порядку:
- З опалювальної системи зливають теплоносій.
- До одного з верхніх висновків бака підключають запобіжний клапан.
- На патрубки бака встановлюють кульові крани. Можна обійтися і без запірної арматури, але в такому випадку при необхідності ремонту або заміни обладнання знадобиться зливати теплоносій.
- До нижнього висновку ємності підключають циркуляційний насос, за допомогою якого охолоджена рідина буде подаватися в котел.
- Напірний патрубок опалювального агрегату приєднують до верхнього висновку теплового акумулятора.
- Монтують датчик температури і блок автоматики, які будуть управляти циркуляційним насосом в залежності від ступеня нагріву теплоносія.
- До парному висновку, розташованому у верхній частині бака, підключають прямого трубопроводу опалювальної системи.
- На зворотному трубопроводі монтують другий циркуляційний насос. Цей агрегат знадобиться для транспортування теплоносія по контуру обігріву.
- Встановлюють автоматику для управління роботою другого насоса в залежності від температури повітря в приміщеннях.
- Якщо конструкцією теплоаккумулятора передбачений другий контур, то його приєднують до системи гарячого водопостачання.
- При необхідності виконують електричне підключення Тена буферної ємності до живлячої напруги.
- Встановлюють пристрій захисного відключення і заземлюючий контур.
Підключення найкраще виконувати роз'ємними з'єднаннями. Для сталевої системи використовують згінні муфти, а для поліпропіленових трубопроводів - фітинги «американки».
Місця всіх сполучень повинні бути ретельно герметизовані за допомогою клоччя і спеціальної пасти. Фум-стрічку краще не використовувати, оскільки вона не дозволить «доворачивать» з'єднання для правильної установки циркуляційних насосів і зручного розміщення кульових кранів.
Тепловий акумулятор оптимізує роботу опалювального агрегату і дозволяє економити ресурси. Буферну ємність нескладно встановити своїми руками, для чого можна купити готовий виріб в торговій мережі або ж виготовити накопичувальний бак самостійно. У будь-якому випадку витрачені кошти окупляться в короткий термін, що дозволяє радити установку теплоаккумуляторов як з метою енергозбереження, так і для захисту опалювальних агрегатів від перегріву.