Тепловий акумулятор в системі опалення (гідроакумулятор, теплоаккумулятор), установка

Для чого потрібні акумулятори тепла в системах опалення? Як вони влаштовані? Яким чином при монтажі системи опалення своїми руками включити теплоаккумулятор в загальний контур? Давайте спробуємо розібратися.

Герой нашої статті на фото праворуч.

Перше знайомство

Що це таке - акумуляторний бак для опалення?

У найпростішому виконанні - висока циліндрична або квадратного перетину ємність з декількома патрубками на різній висоті від основи. Обсяг - від 200 до 3000 літрів (найбільш популярні моделі від 0,3 до 2 кубометрів).

Список опцій і варіантів виконання досить великий:

Кількість патрубків може варіюватися від чотирьох до пари десятків. Все залежить від конфігурації опалювальної системи і від кількості незалежних контурів.
Тепловий акумулятор водяного опалення може бути теплоізольовані. 5-10 сантиметрів спіненого пінополіуретану багаторазово знизять нецільові втрати тепла в тому випадку, якщо бак розташовується поза опалювального приміщення.

Порада: навіть якщо бак знаходиться всередині будинку і, здавалося б, його тепловіддача допомагає радіаторів виконувати свої функції - теплоізоляція не завадить. Кількість тепла, що випромінюється баком об'ємом 0,3-2 кубометра, ДУЖЕ велике. У наші плани не входить організовувати цілодобово працюючу сауну.

Матеріалом стінок може бути як чорна сталь, так і нержавіюча сталь. Зрозуміло, що в другому випадку більше термін служби теплоаккумулятора, але вище і його ціна. До слова, в закритій системі вода швидко стає хімічно інертною, і процес корозії чорної сталі сильно сповільнюється.
Бак може бути розділений на сполучені секції декількома горизонтальними перегородками. В цьому випадку розшарування води по температурі всередині його обсягу буде більш вираженим.
На баку можуть розташуватися фланці для монтажу трубчастих електронагрівачів. Фактично, при достатній їх потужності гідроакумулятор для систем опалення перетвориться на повноцінний електрокотел.
Теплоакумулююча ємність може забезпечуватися теплообмінником для приготування гарячої питної води. Причому це може бути і проточний пластинчастий теплообмінник, і накопичувальний бак всередині основної ємності. У порівнянні з кількістю акумульованого баком тепла витрати на нагрів води в будь-якому випадку будуть незначними.
У нижній частині бака може розташовуватися додатковий теплообмінник для підключення сонячного колектора. Саме внизу - щоб забезпечити ефективну тепловіддачу від колектора до акумулюючої ємності навіть при низькій його ефективності (наприклад, в сутінки).

Так теплоаккумулятор використовується в системі сонячного опалення.

Нескладно здогадатися, що акумулятори тепла опалення потрібні для того, щоб накопичити про запас теплову енергію. Але ж і без них начебто опалення працює, і непогано. В яких випадках виправдано їх застосування?

твердопаливний котел

Для твердопаливних котлів (з водяним контуром або без) найбільш ефективний режим роботи, в якому паливо згорає з мінімальною кількістю залишків (включаючи не тільки золу, а й кислоти, і дьоготь) і максимальним ККД - повна потужність. Регулювання потужності зазвичай здійснюється обмеженням доступу повітря в топку - з однозначними наслідками.

Однак утилізувати всю теплову потужність - значить за короткий час розжарити радіатори чи не до червоного, а потім дати їм охолонути. Такий режим вкрай неефективний, веде до прискореного зносу труб, їх з'єднань і забезпечує некомфортний температурний режим в будинку.

Тут на виручку і приходить система опалення з теплоаккумулятором:

Виробляється котлом на повній потужності тепло утилізується для нагріву води в ємності.
Після прогорання палива вода продовжує циркулювати між накопичувальним баком і радіаторами, відбираючи у нього тепло ПОСТУПОВО.

Бонусом ми отримуємо куди більш рідкісну розпалювання котла, що заощадить нам і сили, і час.

Буферна ємність дозволить твердопаливного котла працювати в оптимальному режимі.

електрокотел

Чим вигідно теплоакумулююче опалення, коли в якості джерела тепла використовується електрика? Адже всі сучасні електрокотли вміють плавно або східчасто регулювати потужність і не потребують частого обслуговування?

Ключове словосполучення - нічний тариф. Вартість кіловат-години при наявності двухтарифні лічильника може бути ДУЖЕ різної вночі, коли енергосистеми розвантажені, і вдень, в пік споживання.

Варіюючи тарифи, енергетики розподіляють споживання електроенергії більш рівномірно; ну, а нам це на руку:

Вночі програмований котел включається по таймеру і нагріває гідроакумулятор для опалення до його максимальної робочої температури в 90 градусів.
Днем накопичена теплова енергія використовується для обігріву житла. Витрата теплоносія для систем опалення дозується шляхом регулювання продуктивності циркуляційного насоса.

Теплоаккумулятор в поєднанні з двухтарифні лічильником допоможуть відчутно заощадити на опаленні.

багатоконтурні опалення

Ще одна дуже корисна функція накопичувального бака - можливість одночасно з акумуляцією енергії використовувати його в якості Гідрострелка. Що це і навіщо воно потрібне?

Згадайте, що на корпусі високого бака зазвичай знаходиться більш ніж чотири патрубки. Хоча, здавалося б, цілком достатньо входу і виходу. На різних рівнях з накопичувальної ємності можна відбирати воду з різною температурою; в результаті ми можемо отримати, що найбільш типово, високотемпературний контур з радіаторами і низькотемпературне опалення - теплі підлоги.

Зверніть увагу: насоси зі схемами термоконтроля все ж знадобляться. У різний час доби на одному і тому ж рівні бака температура води буде сильно відрізнятися.

Патрубки можуть використовуватися не тільки в якості відводів для контурів опалення. Кілька котлів різних типів теж можуть бути підключені до теплоаккумулятор.

Підключення та теплова ємність

Як виглядає система опалення з акумулятором тепла?

Теплоаккумулятори для опалення підключаються точно так же, як Гідрострелка і, в общем-то, відрізняються від них лише теплоізоляцією і обсягом. Вони ставляться між подає і зворотними трубопроводами, провідними від котла. Подача підключається до верхньої частини бака, обратка до нижньої.

Вторинні контури живляться в залежності від того, яка температура теплоносія їм потрібно: високотемпературне опалення відбирає воду у верхній частині ємності, низькотемпературне - в нижній.

Принципова схема підключення.

Інструкція з розрахунку теплової ємності спирається на нескладну формулу: Q = mc (T2-T1), де:

Q - накопичена теплота;
m - маса води в баку;
с - питома теплоємність теплоносія в Дж / (кг * К), для води дорівнює 4200;
Т2 і Т1 - початкова і кінцева температури теплоносія.

Що означає ця кількість енергії? Бак може віддати 168 мегават теплової потужності протягом однієї секунди або, що куди більш реально, 5 кіловат протягом 33600 секунд (9,3 години).