Теплоаккумулятор для котлов отопления расчет, схема и инструкция по подключению

Выбор качественного оборудования

Для заранее купленного твердотопливного котла напрямую подбирается аккумулятор, а параметры рассчитываются таким образом, чтобы он мог легко аккумулировать максимум тепловой энергии, которая была произведена от прямого источника необходимого тепла.

Приоритетным и главным критерием выбора современного и продуманного теплового аккумулятора будет сам котел, если время его работы по подведенной теплоте и мощности каким-либо образом ограничено:

  • Для выработки тепла достаточно однократной разовой загрузки любого топлива и последующего его анализа установленной комплектной системой отопления на целый день.
  • Аккумулятор солнечного типа определенной мощности, необходимой для стабильной работы котла, где тепло собирается исключительно в течение дня и равномерно постоянного или исключительно пикового использования.

Основным показателем выбора хорошего теплового аккумулятора является сам потребитель, когда необходимо покрыть установленную тепловую нагрузку за определенный период времени.

приобретать данное устройство необходимо с учетом индивидуальных потребностей, а также характеристик установленного твердотопливного котла.

Заранее спроектируйте, какой тип теплового аккумулятора нужен, чтобы он мог в полной мере выполнять возложенные на него функции и задачи по улучшению и регулированию тепла, вырабатываемого котлом.

Системы многоконтурного отопления с теплоаккумуляторами

Еще одно неоспоримое преимущество накопительного бака – возможность работать с ним как с гидравлической пушкой.

Такая функция очень необходима, поскольку с учетом того, что корпус бака снабжен как минимум четырьмя форсунками, появляется возможность выбора теплоносителя с нужной температурой на том или ином уровне бака-накопителя. Это позволит оборудовать качественный высокотемпературный контур, оборудованный радиаторами, а также низкотемпературное отопление, например, теплый пол.

Однако не стоит забывать и о насосах со схемами регулирования нагрева, так как известно, что температура на разных уровнях накопительной емкости в разное время суток разная. В этом случае функция ответвлений не ограничивается только выводами контуров отопления. К одному тепловому аккумулятору можно подключить одновременно несколько котельных, укомплектованных разными типами.

Схемы подключения

Есть много способов подключить твердотопливный котел с тепловым аккумулятором и системой отопления. Но все они получены из базовой схемы, показанной ниже. С его помощью легко понять, как эти агрегаты работают попарно, а потом собрать все своими руками.

Твердотопливный источник тепла имеет традиционный котловой контур со смесительной группой, задачей которой является предотвращение подачи холодного теплоносителя в котел. Затем подводящий и обратный патрубки подключаются к накопительному баку соответственно сверху и снизу. Аналогичным образом к тепловому аккумулятору подключается система отопления, которая также оснащена смесительным узлом. Его предназначение – поддерживать в системе необходимую температуру воды, при необходимости доливая часть горячего теплоносителя.

Важный момент. Фактическая мощность циркуляционного насоса котла должна быть немного выше, чем у насосного агрегата тепловой сети. Соблюдение этого условия позволит потокам внутри теплового аккумулятора двигаться в правильном направлении (показано на схеме белыми стрелками).

На самом деле сетевой насос будет мощнее, чем насос котла, и вот почему. Сопротивление сети труб и радиаторов составляет более 3-5 м труб от твердотопливного котла до теплового аккумулятора. Для преодоления этого сопротивления устройству требуется большая мощность и напор. Таким образом, более слабый насос котлового контура сможет обеспечить больший расход, достаточно правильно отрегулировать оба агрегата. Есть 2 варианта решения проблемы:

  1. При использовании 3-х скоростных насосов их производительность можно регулировать, изменяя скорости.
  2. Установите балансировочный клапан на входе возврата из системы в накопительный бак, который используется для регулирования.

Возможен одновременный нагрев отопительных приборов и послойная загрузка теплоаккумулятора при горизонтальном движении потоков внутри бака с небольшим преобладанием со стороны твердотопливного котла. Возникает вопрос: как это проверить? Возникает ответ: термометры должны быть установлены на обоих входных патрубках возвратного резервуара (как показано на схеме), а регулировка должна производиться переключением скоростей насоса или поворотом балансировочного клапана

Важное условие: трехходовой вентиль тепловой сети необходимо полностью открывать вручную

Регулируя, необходимо следить за тем, чтобы температура на входе теплового аккумулятора (T1) была ниже, чем на его выходе (T2). Это означает, что некоторая часть горячей воды используется для «зарядки» аккумулятора. Подробнее обо всех моментах вы можете узнать у специалиста, посмотрев видео:

Альтернативная схема

Такую схему обвязки накопительного бака и твердотопливного котла предложил один из участников популярного форума. Его особенность заключается в том, что при отключении электроэнергии работа схемы сохраняется, хотя за это приходится расплачиваться большими диаметрами стальных труб. На рисунке ниже показано подключение теплового аккумулятора к закрытой системе отопления, но при установке лучше открыть, как говорит сам автор.

Вкратце суть такова: благодаря Т-образному входу на верхней части бака одновременно нагреваются радиаторы и «заряжается» самодельный буферный бачок. Насос котлового контура управляется контактным датчиком на линии нагнетания, который включает агрегат при достижении температуры 60 ° C. Циркуляция в сети зависит от комнатного термостата, к которому подключен сетевой насос.

Примечание. Предложенная схема трубопроводов проверена ее создателем на собственном опыте. Все подробности его установки и эксплуатации описаны автором на форуме

Различные типы и схемы обвязки твердотопливного котла

Есть много способов подключить котел и сопутствующее оборудование к общей системе отопления дома. Рассмотрим самые распространенные.

Аккумулирующая емкость выполняет функцию бойлера ГВС

Конструкция накопительного бака представляет собой спираль, расположенную внутри теплового аккумулятора. Горячий теплоноситель внутри нагревает проточную воду контура горячего водоснабжения. Тепловой аккумулятор в случае истощения и отключения котла позволяет поддерживать в помещении приемлемую температуру, до 2 суток. При условии, что санитарная функция не используется.

Для регулирования расхода и температуры теплоносителя используется автоматический термомешающий прибор:

Устройство также оснащено обратным клапаном, автоматическим аварийным клапаном с естественной циркуляцией (на случай отключения электроэнергии), встроенным термоклапаном и арматурой.

Принцип работы устройства следующий. Когда охлаждающая жидкость достигает определенной температуры (780 ° C), термоклапан открывает подачу воды из накопительного бака. Температура поддерживается на определенном уровне за счет регулировки участка обратного потока от системы отопления к байпасу.

Схема подключения твердотопливного котла к тепловому аккумулятору двойного назначения:

1. Группа безопасности; 2. Тепловое накопление; 3. Термосмеситель; 4. Расширительный бак мембранного типа; 5. Клапан подпитки системы; 6. Циркуляционный насос системы отопления; 7. Радиаторы; 8. Трехходовой смесительный клапан; 9. Обратный клапан; 10. Циркуляционный насос ГВС.

Подключение теплоаккумулятора и отдельного бойлера ГВС

Объем котла для пассивного нагрева системы ГВС зависит от количества потребителей и мощности используемого оборудования. При подключении пеллетных котлов не рекомендуется использовать полипропиленовые материалы и конструкции. Температура на выходе теплообменника при пиковых нагрузках часто превышает характеристики пластиковых труб.

Подключение твердотопливного котла к отдельному котлу ГВС:

1. Котел. 2. Группа 3. Безопасность. 4. Расширительный мембранный бак. 5. 6. Насос. 7. Трехходовой смесительный клапан. 8. Клапан подпитки системы. 9. Радиатор. 10. Бойлер косвенного нагрева. 11. Тепловое накопление.

Параллельное подключение двух котлов отопления

Для продления срока службы и равномерного распределения используемых ресурсов пользователи часто объединяют два разных типа источников тепла в единую схему теплоснабжения. В этом случае твердотопливный котел служит основным источником тепла зимой. Электрокотел включается в аварийных ситуациях и в летние месяцы, когда используется для нагрева воды.

Схема подключения твердотопливного котла при параллельном электрическом подключении:

1. Пеллетный котел. 2. Группа безопасности системы отопления. 3. Альтернативный котел (электрический или газовый). 4. Сепаратор для удаления воздуха из системы. 5. Циркуляционный насос. 6. Трехходовой ручной смесительный клапан. 7. Клапан защиты от сухого хода. 8. Расширительный бак. 9. Клапан пополнения системы водой. 10. Тепловой аккумулятор. 11. Умывальник. 12. 13. Насос ГВС.

Система отопления на основе пеллетного котла довольно сложна и требует тщательной настройки. Перед проведением монтажных работ внимательно ознакомьтесь с инструкциями производителей.

Расчет теплового аккумулятора

Емкость для хранения тепловой энергии можно приобрести готовой или изготовить самостоятельно. Но возникает вопрос: какой емкости должен быть бак? Ведь маленькая емкость не даст желаемого эффекта, а слишком большая обойдется в копеечку. Ответ на этот вопрос поможет найти расчет теплового аккумулятора, но для начала необходимо определить исходные параметры для расчетов:

  • потеря тепла дома или его площади;
  • продолжительность простоя основного источника тепла.

Определите емкость накопительного бака на примере типового дома площадью 100 м2, для обогрева которого требуется 10 кВт тепла. Предположим, что чистый простой котла составляет 6 часов, средняя температура теплоносителя в системе 60 ° С. По логике, в период простоя котла батарея должна обеспечивать систему 10 кВт каждый час, всего 10 х 6 = выходит 60 кВт. Это количество энергии, которое необходимо сохранить.

Поскольку температура в резервуаре должна быть максимально высокой, для расчетов примем значение 90 ° C; отечественные котлы до сих пор не способны на большее. Необходимая мощность теплового аккумулятора, выраженная в массе воды, рассчитывается следующим образом:

  • Q – количество накопленной тепловой энергии, имеем 60 кВт;
  • 0,0012 кВт / кг ºС – удельная теплоемкость воды, в наиболее распространенных единицах измерения – 4,187 кДж / кг ºС;
  • Δt – разница между максимальной температурой теплоносителя в баке и системе отопления, ºС.

Следовательно, водяной аккумулятор должен содержать 60 / 0,0012 (90 – 60) = 1667 кг воды, что соответствует примерно 1,7 м3 объема. Но есть один момент: расчет ведется при самой низкой температуре наружного воздуха, что бывает редко, за исключением северных регионов. Кроме того, через 6 часов вода в баке остынет только до 60 ºС, а это значит, что при отсутствии холода аккумулятор можно «разряжать» дальше, пока температура не упадет до 40 ºС. Отсюда вывод: для дома площадью 100 м2 накопительного бака объемом 1,5 м3 достаточно, если котел простаивает 6 часов.

Требования к бесперебойнику

Чтобы узнать, какой бесперебойный агрегат подходит для газового котла, необходимо заранее определиться с требованиями, которые предъявляются к устройству. Поможет знакомство с основными показателями ИБП, характеризующими эффективность его работы. Некоторые из них:

  • Активная мощность и полная мощность (с учетом реактивной составляющей), определяемая как произведение напряжения питания и тока в нагрузке.
  • Коэффициент гармонических искажений, который указывает на качество выходного напряжения – отклонение синусоиды от идеальной формы.
  • Наличие внешнего аккумулятора, дающего возможность не прерывать работу котла при отсутствии электросети в течение нескольких часов.
  • Продолжительность автономной работы.
  • Пределы допустимых колебаний входного напряжения в вольтах.

Время работы аккумулятора в большей степени зависит от его емкости.

Когда в зависимости от условий работы котельного оборудования ожидаются длительные отключения электроэнергии, необходимо предусмотреть возможность подключения дополнительных аккумуляторов. Также желательно, чтобы в купленном устройстве была функция автоматического контроля состояния блока питания и восстановления нормального режима питания.

Подключение обвязка теплоаккумулятора к системе отопления

В принципе, буферный накопитель подключается к отопительной системе параллельно с отопительным котлом, поэтому этот контур также называют контуром трубопроводов котла.

Вот обычная схема подключения ТА к системе отопления с твердотопливным отопительным котлом (для упрощения схемы на ней не указаны запорная арматура, автоматика, устройства управления и другое оборудование).

Как подключить теплоаккумулятор к твердотопливному котлу своими руками

Упрощенная схема обвязки теплового аккумулятора

На этой схеме показаны следующие элементы:

  1. Отопительный котел.
  2. Аккумулятор тепла.
  3. Отопительные приборы (радиаторы).
  4. Циркуляционный насос в обратной магистрали между котлом и ТА.
  5. Циркуляционный насос в обратном трубопроводе системы между отопительными приборами и ТА.
  6. Теплообменник (змеевик) для горячего водоснабжения.
  7. Теплообменник подключен к дополнительному источнику тепла.

Один из патрубков верхнего бака (поз. 2) подключается к выходу котла (поз. 1), а второй подключается непосредственно к подводящей магистрали системы отопления.

Один из нижних патрубков ТА подключается к входу котла, при этом между ними устанавливается насос (поз.4), обеспечивающий циркуляцию рабочей жидкости по кругу от котла к ТА и тискам наоборот.

Второй нижний патрубок ТА подключается к обратной магистрали системы отопления, в которой также установлен насос (поз. 5), подающий нагретый теплоноситель к отопительным приборам.

Чтобы обеспечить работу системы отопления в случае внезапного отключения электроэнергии или выхода из строя циркуляционных насосов, их обычно подключают параллельно основной магистрали.

В системах с естественной циркуляцией теплоносителя циркуляционные насосы (поз. 4 и 5) отсутствуют. Это значительно увеличивает инерционность системы и в то же время делает ее полностью энергонезависимой.

Теплообменник ГВС (поз. 6) расположен в верхней части ТА.

Расположение дополнительного нагревательного змеевика (поз.7) зависит от типа поступающего источника тепла:

  • для источников высокой температуры (ТЭН, газовый или электрический котел) он располагается в верхней части накопительного бака;
  • для низкой температуры (солнечный коллектор, тепловой насос) – внизу.

Теплообменники, указанные на схеме, не являются обязательными (поз. 6 и 7).

Принцип работы

Суть работы устройства применительно к котельному оборудованию существенно не отличается от принципа защиты других электрических устройств. Выражается в принятии специальных мер по стабилизации напряжения и в возможности поддерживать его в течение некоторого времени на необходимом уровне. Для этого используется бойлерный ИБП с подключенной внешней батареей, постоянное напряжение которой преобразуется в переменное через электронный инвертор.

Для сглаживания колебаний напряжения в сети или защиты от его кратковременного пропадания используется принцип двойного преобразования, который заключается в следующем:

  1. Правильное переменное напряжение подается на сетевой фильтр, который ослабляет сильные колебания за счет ограничения высокочастотных гармоник.
  2. Он идет на диодный мост, который преобразует переменную составляющую в постоянную.
  3. При необходимости часть выпрямленного тока расходуется в цепи заряда резервной батареи, которая используется в ситуации, когда напряжение пропадает на длительное время.
  4. Основная часть поступает в инвертор, где производится обратное преобразование постоянной составляющей в переменную.
  5. Полученное таким образом стабилизированное напряжение подходит для питания твердотопливного или газового котла.

Преимущества и недостатки буферной емкости

Хранение котла

Основными преимуществами системы обогрева теплового аккумулятора являются:

  • максимально возможное повышение КПД твердотопливного котла и всей системы при экономии энергоресурсов;
  • обеспечить защиту котла и другого оборудования от перегрева;
  • простота использования котла, что позволяет загружать его в любой момент;
  • автоматизация работы котла за счет использования датчиков температуры;
  • возможность подключения к ТП нескольких разных источников тепла (например, двух котлов разного типа), обеспечивающих их интеграцию в контур системы отопления;
  • обеспечить стабильную температуру во всех комнатах дома;
  • возможность обеспечить дом горячим водоснабжением без применения дополнительных приборов водяного отопления.

К недостаткам тепловых аккумуляторов для системы отопления можно отнести:

  • увеличение инерционности системы (с момента включения котла до перехода системы в рабочий режим проходит гораздо больше времени);
  • необходимость установки ТА возле отопительного котла, для чего требуется отдельное помещение необходимой площади в доме;
  • большие габариты и вес, затрудняющие транспортировку и установку;
  • довольно высокая стоимость ТТ промышленного производства (в некоторых случаях его цена в зависимости от параметров может превышать стоимость самого котла).

Интересное решение: тепловой аккумулятор внутри дома.

Внутри Установка 1-й этаж Чердак Подвал Поперечное сечение

Использование теплового аккумулятора экономически выгодно не только для твердотопливных котлов, но и для систем электрического или газового отопления.

В случае с электрическим котлом. ТА включается на полную мощность ночью, когда тарифы на электроэнергию намного ниже. Днем, когда котел выключен, отапливаются помещения за счет тепла, накопленного за ночь.

Для газовых котлов экономия достигается за счет альтернативного использования самого котла и ТА. При этом газовая горелка зажигается гораздо реже, что гарантирует меньший расход газа .

Не рекомендуется устанавливать тепловой аккумулятор в системах отопления, где требуется быстрый и / или кратковременный нагрев окружающей среды, так как этому будет препятствовать повышенная инерционность системы.

3 comments

Вместо указанных в статье аккумуляторов тепла можно с успехом использовать накопительные водонагреватели емкостью 200 литров, подключенные параллельно. Аккумуляторы тепла подключаются к отопительному котлу после штатного обогрева дома и (или) угрозы перегрева котла. Это намного дешевле предлагаемых вариантов. Кроме того, нагревательные элементы водонагревателей можно использовать во время перебоев в работе котла, например, ночью. Это выгодно для многотарифного счетчика. Единственное, при использовании этилен или пропиленгликоля в качестве теплоносителя магниевый стержень, установленный для умягчения воды, необходимо удалить из водонагревателей. Такая система проработала у меня четыре года, позволяя даже зимой топить твердотопливный котел один раз в сутки. В сильные морозы (от -27) два раза в сутки. Аккумулятором тепла служат три накопительных водонагревателя емкостью 200 литров каждый. Каждый водонагреватель мне обошелся в 9700 долларов.

Подключение профессиональные рекомендации

Чтобы правильно и эффективно реализовать частную систему отопления на базе любого твердотопливного котла, подключить тепловой аккумулятор можно несколькими способами. Они довольно распространены среди профессиональных мастеров, но научиться этому можно самостоятельно, ведь в этих узорах нет ничего сложного и сверхъестественного.

Совет! Учтите, что стоимость работ напрямую зависит от основного принципа построения системы постоянной циркуляции топлива в котле.

Схема подключения теплового аккумулятора

С подмешиванием жидкости

Схема подключения теплового аккумулятора к твердотопливному котлу обыкновенного типа предельно понятна. Его легко и недорого использовать в трубопроводах систем постоянного отопления, основанных на циркуляции в котле простого гравитационного топлива. В этой ситуации происходит следующее:

  • При нагреве заданного объема воды в теплообменнике самого устройства начинается ее циркуляция по системе установленного трубопровода, который проходит через задвижку котла.
  • При достижении заданной пользователем температуры встроенный клапан начинает активно работать и, следовательно, поддерживать заданное значение, постепенно добавляя только холодную воду из самого котла.
  • В это время в бак наливается горячая вода из установленного агрегата – так происходит зарядка аккумулятора тепла.
  • При этом, что можно определить только по баку котла, топливо сгорает полностью.
  • Начинается обратный процесс, заключающийся в подаче воды на небольшие радиаторы отопления. Температурная стабильность сохраняется всегда.
  • Когда прямой источник необходимого тепла не может поддерживать стабильный нагрев воды в тепловом аккумуляторе, установленный клапан быстро и надежно закрывается, и система немедленно возвращается в исходное состояние.

В случае сбоя питания или отказа насоса котел сразу переходит в специальный буферный режим, что позволяет всей системе работать только на обратном клапане.

Подключение теплового аккумулятора к твердотопливному котлу

Собранная вода, нагретая до этого момента в самом котле, затем активно поступает в установленный бак. Затем переходите к другим радиаторам отопления. Этот непрерывный процесс обеспечивает плавный нагрев воды и небольшое снижение высоких температур.

Совет! Чтобы отопительный контур функционировал на высоте, теплоаккумулятор необходимо установить достаточно высоко, чтобы не было контакта с радиаторами отопления.

С гидрораспределением

Такой тип системы продается практически для всех моделей котлов. Благодаря им можно обеспечить бесперебойную и стабильную подачу электроэнергии. Чтобы вся система работала правильно и правильно, стоит правильно и четко обеспечить стабильный и питательный источник энергии.

реализовать такой принцип можно: установленный котел будет выступать только как специальная емкость, которая максимально стабилизирует температуру достаточно большого объема воды, необходимого для комфорта в помещении. Это имеет смысл в том случае, если необходимо сразу подать энергию в несколько частных отопительных контуров.

Подключение теплового аккумулятора к твердотопливному котлу этого типа также нашло широкое применение среди современных пользователей и разработчиков.

Выбор схемы подключения теплового аккумулятора зависит исключительно от индивидуальных потребностей домовладельца и тех, кто в нем проживает. Здесь необходимо взвесить все достоинства и недостатки, а также учесть множество факторов, которые могут существенно повлиять на окончательный выбор.

Многое зависит от площади, которую будет отапливать твердотопливный котел; использованные элементы и агрегаты всей установки; рассчитанное количество контуров, которые будут выполнены в обвязке; наличие продуманной системы стабильного и горячего водоснабжения всего помещения.

Правильно составить схему подключения – сложная задача, требующая большей концентрации и правильного подхода. Если вы не уверены в своих знаниях, лучше доверить процесс опытным и квалифицированным специалистам.

Источник – https://mr-build.ru/newteplo/obvazka-teploakkumulatora.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

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