1. Використання теплоаккумуляторов
2. Принцип роботи
3. Простий тепловий акумулятор своїми руками
4. Задаємося вихідними даними
5. розрахунок обсягу
6. Розрахунок товщини теплоізоляції
7. виготовлення
8. Етапи установки теплоаккумулятора будинку
9. обв'язка
10. Налаштування

Мало хто знає, що в країнах Західної Європи на законодавчому рівні забороняється використовувати твердопаливний котел без теплоаккумулятора (ТА).

У нас такої заборони поки не ввели, а й без нього вже досить багато обзавелися цим пристроєм.

Яка в ньому є необхідність, і з чого можна зробити теплоаккумулятор своїми руками - про це піде мова в нашому матеріалі.

Використання теплоаккумуляторов

Від того, як саме згорає тверде паливо в топці котла, залежить дуже багато чого. Розпізнати режим горіння можна за кольором полум'я:

1. Білий колір означає, що в топку подається надто великий обсяг повітря і значна частина тепла, яке могло б бути засвоєно, вилітає разом з ним в димохід.
2. Жовтий колір говорить про те, що паливо згорає в оптимальному режимі: ККД котла в цей час є максимальним, а вихлоп - найбільш екологічним. Котел проектується так, щоб на номінальній потужності він працював саме в такому режимі.
3. Червоний колір говорить про нестачу кисню: паливо горить довше і з меншою тепловіддачею, але ККД при цьому сильно падає, а в вихлопі міститься багато важких вуглеводневих радикалів (недоокислені частини молекул палива) і велика кількість чадного газу.

Купуючи котел, ми підбираємо його потужність в розрахунку на найнижчу температуру, яка може спостерігатися в нашому регіоні. І в лютий мороз обігрівач працює на номінальній потужності, при якій паливо згорає в оптимальному режимі. Але екстремальні холоди панують недовго, і в інший час заслінку доводиться перекривати, зменшуючи тепловіддачу. При цьому режим горіння перетворюється з оптимального в найменш вигідний.

Власникам російських печей така проблема не знайома: даний агрегат завжди протоплюється в оптимальному режимі, а надлишок тепла накопичується цегляним масивом і потім протягом довгого часу поступово віддається в приміщення.

Добре б таку тактику застосувати і для сталевого або чавунного котла, але стінки таких приладів не володіють достатньою теплоємність. Залишається тільки одне: створити і підключити до котла окремий пристрій, здатне акумулювати тепло.

Теплоаккумулятор для котла опалення

Попутно зменшується обсяг чадного газу у викидах, а підкладати дрова чи вугілля потрібно буде набагато рідше. При цьому можливість перегріву і закипання теплоносія в теплообміннику котла майже повністю виключається.

Не завадить теплоаккумулятор і власнику електричного котла. Вночі, як відомо, електроенергія коштує в 3 рази дешевше, ніж днем. При наявності теплоаккумулятора можна перейти на диференційований тариф і користуватися електрокотлом тільки вночі.

Для організації економічного опалювання, особливо якщо обігрів приміщення здійснюється від твердопаливного або електричного котла, доцільно встановлювати теплоаккумулятор для котлів опалення . Про плюси і мінуси даної системи розповімо в статті.

Про те, як виготовити і зібрати теплообмінник своїми руками, читайте далі .

Вирішили придбати газовий котел вітчизняного виробництва? тут https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/gazovyj-konord-otzyvy.html ви можете ознайомитися з відгуками користувачів газових котлів Конорд.

Принцип роботи

Проводячи аналогію з російською піччю, нескладно здогадатися, що під солідним терміном «теплоаккумулятор» мається на увазі просто великий обсяг будь-якого матеріалу, що має значну теплоємність. У системах водяного опалення в цій якості найлогічніше використовувати сам теплоносій - теплоємність у води досить велика.

Отже, накопичувач тепла являє собою велику ємність, укладену в теплоизолирующую оболонку і заповнену водою. Застосовуються різні схеми підключення такого пристрою, але принцип його роботи залишається незмінним: за рахунок надлишку виробленого котлом тепла вода в ТА нагрівається до високої температури і згодом накопичене тепло поступово відбирається в систему опалення.

Схема роботи теплового акумулятора

Крім основної своєї функції ТА може грати роль водонагрівача, для чого всередину нього досить вбудувати змійовик. Правда, отримати гарячу воду у великих обсягах з його допомогою не вийде.

Зарядку ТА можна здійснювати не тільки за допомогою котла, але і за допомогою сонячного колектора - для цього в ємність також потрібно вмонтувати змійовик, через який буде протікати нагрітий сонцем теплоносій.

Простий тепловий акумулятор своїми руками

Теплоаккумулятор для твердопаливного котла виготовити своїми руками досить просто, якщо слідувати інструкції. Створення ТА слід починати з розрахунку його обсягу. Можна скористатися наступною методикою:

Задаємося вихідними даними

Максимальна температура води: Tmax = 90 градусів.

Мінімальна температура води: Tmin = 50 градусів.

Час роботи без участі котла: t = 8 годин.

Також для розрахунку знадобиться необхідна теплова продуктивність системи опалення (СО).

Слід брати середній показник, а не той, який відповідає самим екстремальним морозів. В іншому випадку ТА вийде невиправдано великим і дорогим, а для його зарядки знадобиться дуже потужний теплогенератор.

Найправильніший спосіб визначити потужність тепловіддачі - розрахувати тепловтрати будинку. Але для прикладу ми скористаємося спрощеною методикою, згідно з якою для обігріву площі в 10 кв. м в найхолодніший період зими потрібно 1 кВт тепла. Тоді максимальна потужність СО для будинку площею 200 кв. м складе 20 кВт, а середній показник приймемо рівним W = 10 кВт.

розрахунок обсягу

Виходячи з отриманих даних, визначимо кількість енергії, яке має запасти ТА:

Q = W xtx 3600 (переводимо годинник в секунди) = 10000 х 8 х 3600 = 288 МДж.

Теплоємність води становить (візьмемо значення для температури в 70 градусів): з = 4190 Дж / кг * градус.

Тоді води нам знадобиться:

m = Q / c (Tmax - Tmin) = 288 000 000/4190 (90 - 50) = 1718 кг.

Беручи висоту ємності рівній 2 м, визначимо площа підстави: S = 1,718 / 2 = 0.859 кв. м. Таку площу матиме коло діаметром 1040 мм.

Для подальших розрахунків знадобиться площа поверхні ємності без днища. Вона буде дорівнює S = 0.859 + 3.14х1,04х2 = 7,39 кв. м.

Розрахунок товщини теплоізоляції

Товщину теплоізоляції слід вибирати з урахуванням того, яка теплова потужність потрібно для опалення котельні. Теплопровідність сучасних теплоізоляційних матеріалів становить Л = 0,040 Вт / м * градус. Отже, якщо взяти утеплювач товщиною d = 100 мм (0,1 м), то з повністю зарядженого ТА (температура води - 90 градусів) в котельню буде проникати

q = S * (Tmax - 20) * Л / d = 7,39 * (90 - 20) * 0,040 / 0,1 = 206,9 Вт тепла (20 - температура повітря в приміщенні).

Якщо такий показник не влаштовує, товщину теплоізоляції потрібно зменшити.

виготовлення

Отже, розглянемо, як виготовити теплоаккумулятор для котлів опалення своїми руками. Найпростіше виготовити ТА з готової сталевої бочки.

За відсутністю такої ємність потрібно буде зварити із сталевих листів. Вона повинна витримувати тиск, на яке розрахований теплообмінник котла (зазвичай 3 атм).

Розташування штуцерів залежить від схеми підключення. Якщо ТА підключається в якості гідравлічної, то вгорі і внизу в нього потрібно буде урізати по два штуцери, довжина яких повинна відповідати товщині утеплювача.

Одна пара (верхній + нижній) врізається з боку котла, інша - з протилежного (тут буде підключатися опалювальний контур). До нижніх патрубків потрібно буде під'єднати трійники з термометрами.

Бочку обертають фольгою, а потім - утеплювачем. В якості останнього слід використовувати матеріал, не виділяє отруйних випарів при контакті з гарячими поверхнями.

Пінопласт цій умові не задовольняє - знадобиться мінеральна вата, причому така, яка не містить фенол-формальдегідних смол в якості сполучного. Такий утеплювач (базальтова вата) випускається для теплоізоляції димоходів.

Залишається оббиту утеплювачем ємність закрити зовні кожухом з жерсті або тонколистової сталі.

Теплоаккумулятор з бочки

Якщо ТА передбачається паралельно використовувати для приготування гарячої води, його потрібно обладнати змійовиком. Останній робиться з мідної труби діаметром 20 мм.

В кришку ємності необхідно вмонтувати запобіжний клапан для скидання надлишкового тиску.

Щоб гарантовано убезпечити СО від замерзання при довгому простої котла, встановіть у верхній частині ТА електронагрівач (ТЕН) з термостатом, налаштованим, наприклад, на температуру в 40 градусів.

Етапи установки теплоаккумулятора будинку

Насамперед необхідно оцінити несучу здатність статі на місці установки. Вона може виявитися недостатньою, оскільки вага ТА має досить солідний. В такому випадку необхідно спорудити бетонний фундамент. Поверх фундаменту потрібно укласти підсипку з керамзиту і вже на неї ставити бак.

обв'язка

У нашому прикладі застосована схема обв'язки з гідравлічним поділом, в якій ТА грає роль Гідрострелка. Відповідно до неї, накопичувач потрібно підключати такий спосіб:

1. З одного боку - до котла: подаючий трубопровід (від котла) - до верхнього патрубка, зворотний - до нижнього. При цьому в обв'язки котла, як зазвичай, робиться перемичка з вузлом підмішування, що запобігає потраплянню в теплообмінник холодної води.
2. З іншого боку - до опалювального контуру, також обладнаному перемичкою і вузлом підмішування. Забір води в контур повинен здійснюватися зверху, а повернення - знизу.

У кожен контур врізається по циркуляційному насосу. Той, який встановлений між ТА і котлом, проганяє теплоносій через теплогенератор, заряджаючи накопичувач. Другий насос, встановлений на стороні опалювального контуру, ганяє теплоносій через радіатори.

Теплоаккумулятор - схема монтажу

Як тільки його температура опуститься нижче певної позначки, відкриється клапан змішувального вузла і в контур надійде з ТА нова порція гарячої води.

Налаштування

Для правильного руху середовища всередині теплоаккумулятора потрібно домогтися, щоб насос між ТА і котлом прокачивал більше рідини, ніж другий агрегат.

Для того щоб точно визначити потужність кожного насоса, довелося б виконати складний гідравлічний розрахунок, адже опору контурів значно відрізняються. На практиці замість цього передбачають можливість регулювання продуктивності кожного нагнітача, що дає можливість точно узгодити їх роботу.

Є два шляхи:

1. Встановити нагнітачі з східчасто регульованою швидкістю обертання двигуна. Сьогодні у продажу можна знайти 3-швидкісні циркуляційні насоси.
2. У точці підключення обратки опалювального контуру до теплового акумулятора можна встановити регулюючий вентиль. Змінюючи його прохідний перетин, ми доб'ємося зміни витрати через циркуляційний насос опалювального контуру.

Налаштування продуктивності насосів здійснюють при повністю відкритому змішувальному клапані опалювального контуру. При правильній балансуванню температура на термометрі з боку опалювального контуру повинна бути нижче, ніж на термометрі з боку котла.

Власнику автономної опалювальної системи необхідно знати, як здійснити ремонт циркуляційного насоса своїми руками в разі несподіваної поломки і неможливості звернутися до фахівців. Розберемо методи визначення та усунення несправностей.

Для чого потрібен запобіжний клапан для бойлера і як його правильно встановити, ви дізнаєтеся в цьому матеріалі.

Відео на тему